中国农业大学赵士铎版普通化学课件5.ppt

普通化学 2001-2004 第五章化学键和分子结构 5 化学键和分子结构?化学键是现代化学的一个中心问题。参与化学变化的基本单元是分子,物质的分子是由原子组成。但分子中的原子并不是简单堆积的,而是按一定的规律结合形成。将分子中直接相连的两个(或多个)原子之间的强烈作用称为化学键,有三种基本类型: 离子键、共价键、金属键?物质的性质主要决定于分子的性质,而分子的性质由分子内部的结构所决定。分子结构的内容包括: 分子中原子间的强烈作用—化学键;分子(或晶体)的空间构型(几何形状);分子间的作用力;分子结构与物质的化学、物理性质的关系等。普通化学 2001-2004 5 化学键和分子结构? 离子键? 离子键的形成和特征? 离子的特征? 共价键的价键理论? 共价键的本质和特征? 共价键的类型? 键参数? 杂化轨道理论? 基本要点? 杂化轨道的类型? 分子轨道理论简介? 基本要点? 类型和能级? 实例? 分子间作用力? 分子的极性? 分子间力? 氢键? 离子的极化 5 化学键和分子结构普通化学 2001-2004 化学键和分子结构?在19世纪初,建立了原子分子论,但不能解释化学键的本质。?20世纪初,德国化学家科塞尔根据稀有气体具有稳定结构的事实,提出了离子键理论。较好地解释了离子型化合物的形成和性质。?1916 年路易斯提出了共价键理论,以原子间共享电子对的形式,形成分子,成功地解释了同核双原子分子的形成和性质。?1927 年海特勒和伦敦将量子力学概念应用到氢分子的结构计算上,从理论上定量地解决了化学键的一系列问题。从而发展成为现代化学键理论。 5 化学键和分子结构普通化学 2001-2004 离子键的形成和特征?离子键的形成?条件:电负性小的元素和电负性大的元素的原子互相靠近; ?前者失去电子形成正离子,后者得到电子形成负离子; ?正负离子以静电引力结合——形成离子化合物。?离子键的特征?离子键的本质是静电引力: ?没有方向性:离子带电体是球型对称?没有饱和性:正负离子通过静电引力作用结合 5 化学键和分子结构 离子键 2 q q fd ? ???普通化学 2001-2004 离子键的形成和特征?键的离子性与元素电负性的关系离子键形成的重要条件是相互作用的原子的电负性差值较大。一般电负性差值越大,形成键的离子性越强。以电负性差值为 作标准。 X A-X B = ;具有 50% 的离子键属性在 CsF 中离子性约占 92%。?晶格能 U ?由气态离子生成一摩尔稳定的固态晶体所放出的能量?反映离子键的强弱。 U值越大,晶体越稳定, 其熔点越高,硬度也越大。 5 化学键和分子结构 离子键普通化学 2001-2004 离子键的形成和特征?晶格能可应用波恩-哈伯循环计算得到: Na(s ) + 1/2F 2 (g) Q NaF(s ) S 1/2 D Na(g ) F(g ) U 0 IE Na + (g ) + F ˉ (g)S升华能、 D解理能、 I电离能、 E电子亲合能、 U 0晶格能、 Q生成热 Q = S + 1/2 D + I + E + U 0 通过晶格能的计算可说明离子键理论的正确性。 5 化学键和分子结构 离子键普通化学 2001-2004 离子的特征离子具有三个重要特征:离子电荷、离子的电子层构型和离子半径。他们决定了离子和离子化合物的性质。?离子电荷原子得、失的电子数,离子电荷的多少直接影响离子键的强度,从而影响离子化合物的性质。如:熔点、硬度、稳定性以及氧化还原能力等。?离子的电子构型? 8(2) 电子构型:主族元素( s区的正离子、p区的负离子) 3 Li +1s 22s 0 ; 35 Br - [Ar]3 d 104s 2 4p 6、 Na +、 Ca 2+、 Cl -、 Al 3+、O 2-等 5 化学键和分子结构 离子键普通化学 2001-2004 离子的特征?18电子构型: ⅠB、ⅡB及ⅢA 30 Zn 2+ [Ne] 3s 23p 63d 104s 0 Hg 2+、 Cu +、 Sn 4+、 Ag +、 Pb 4+等? 18+2 电子构型:第 5、6周期中ⅣA、ⅤA、Ⅵ A 金属离子(P区的低价态金属离子) 83