第七章化学PPT讲稿.ppt
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1、第七章化学第1页,共65页,编辑于2022年,星期二第七章第七章 分子结构分子结构 7-1 7-1 7-1 7-1 离子键离子键离子键离子键 7-2 7-2 7-2 7-2共价键共价键共价键共价键 7-3 7-3 7-3 7-3杂化轨道理论杂化轨道理论杂化轨道理论杂化轨道理论 7-7-7-7-4 4 4 4价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 7-5 7-5 7-5 7-5分子轨道理论简介(自学)分子轨道理论简介(自学)分子轨道理论简介(自学)分子轨道理论简介(自学)7-6 7-6 7-6 7-6金属键金属键金属键金属键 7-7 7-7 7-7 7-7分子的
2、极性和分子间力分子的极性和分子间力分子的极性和分子间力分子的极性和分子间力 7-8 7-8 7-8 7-8离子的极化离子的极化离子的极化离子的极化(自学自学自学自学)7-9 7-9 7-9 7-9氢键氢键氢键氢键 7-10 7-10 7-10 7-10晶体的内部结构晶体的内部结构晶体的内部结构晶体的内部结构(自学自学自学自学)本章小结本章小结本章小结本章小结学习要求学习要求作作 业业第2页,共65页,编辑于2022年,星期二1.1.掌握离子键理论的基本要点,理解决定离子化合物性质掌握离子键理论的基本要点,理解决定离子化合物性质 的因素及离子化合物的特征;的因素及离子化合物的特征;2.2.掌握电
3、子配对法及共价键的特征;掌握电子配对法及共价键的特征;3.3.能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型;能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型;4.4.能用价层电子对互斥理论预言一般主族元素分子的构型;能用价层电子对互斥理论预言一般主族元素分子的构型;5.5.了解离子极化和分子间力的概念;了解离子极化和分子间力的概念;6.6.了解氢键的形成和特征。了解氢键的形成和特征。学学 习习 要要 求求第3页,共65页,编辑于2022年,星期二化学键化学键 分子或晶体中相邻原子分子或晶体中相邻原子(或离子或离子)之间强烈的吸引作用。之间强烈的吸引作用。第七章第七章 分子结构分子结构第4页,共65页,编辑于202
4、2年,星期二 7-1 7-1 离子键离子键离子键理论的基本要点离子键理论的基本要点决定离子化合物性质的因素决定离子化合物性质的因素晶格能晶格能 U第5页,共65页,编辑于2022年,星期二一、离子键理论的基本要点一、离子键理论的基本要点 1 1离子键的形成离子键的形成离子键离子键原子间发生原子间发生电子的转移电子的转移,形成正、负离子并通过,形成正、负离子并通过静电作静电作 用用而形成的化学键。而形成的化学键。离子化合物离子化合物具有具有离子键离子键的化合物的化合物 2 2离子键的特点离子键的特点(1)(1)本质是静电作用,离子电荷高,作用力强;本质是静电作用,离子电荷高,作用力强;(2)(2
5、)无方向性;无方向性;(3)(3)无饱和性无饱和性第6页,共65页,编辑于2022年,星期二NaCl 晶体晶体第7页,共65页,编辑于2022年,星期二第8页,共65页,编辑于2022年,星期二(红球红球Zn2+,绿球绿球S2-)第9页,共65页,编辑于2022年,星期二理想的稳定结构理想的稳定结构(NaCl)配位数构型0.225 0.414 4ZnS 型0.414 0.732 6NaCl 型0.732 1.00 8CsCl 型 第10页,共65页,编辑于2022年,星期二二、决定离子化合物性质的因素二、决定离子化合物性质的因素离子的特征离子的特征 1 1离子半径离子半径离子半径的变化规律:离
6、子半径的变化规律:第11页,共65页,编辑于2022年,星期二第12页,共65页,编辑于2022年,星期二2 2离子电荷离子电荷一般离子电荷一般离子电荷,对相反电荷的吸引力,对相反电荷的吸引力,熔沸点,熔沸点 m.p:CaO KCl3 3离子的电子构型离子的电子构型简单负离子最外层简单负离子最外层8e构型(构型(F ,O 2-)正离子外层电子构型(正离子外层电子构型(5种)种)(1)2eLi+,Be2+(2)8eNa+,Ca2+(3)18eAg+,Zn2+,Hg2+(4)(18+2)ePb2+,Sn2+(5)9 17 e(不饱和结构)(不饱和结构)Fe2+,Fe3+,Cr3+,Mn2+第13页
7、,共65页,编辑于2022年,星期二第14页,共65页,编辑于2022年,星期二三、晶格能三、晶格能U 晶格能晶格能U相互远离的气态正离子和负离子结合成相互远离的气态正离子和负离子结合成1mol离子晶体时离子晶体时 所释放的能量,或所释放的能量,或1mol离子晶体解离成自由气态离子时离子晶体解离成自由气态离子时 所吸收的能量。所吸收的能量。对对晶体来说,晶体来说,U就是下列反应的焓变就是下列反应的焓变玻恩哈伯循环玻恩哈伯循环 SNa的升华能(的升华能(108.8 kJ/mol););INa的电离能(的电离能(502.3 kJ/mol););DF2的解离能(的解离能(153.2 kJ/mol)E
8、F的电子亲和能(的电子亲和能(-349.5 kJ/mol)HNaF的生成焓(的生成焓(-569.3 kJ/mol)UNaF的晶格能的晶格能第15页,共65页,编辑于2022年,星期二由盖斯定律可知:由盖斯定律可知:=-907.5 kJ/mol =(-869.3)-108.8+502.3+153.2+(-349.5)kJ/mol第16页,共65页,编辑于2022年,星期二 7-2 7-2共价键共价键一一.价键理论价键理论(Vb法,电子配对法法,电子配对法)二二.共价键的特性共价键的特性 1共价键的饱和性共价键的饱和性 2共价键的方向性共价键的方向性 3共价键的类型:共价键的类型:第17页,共65
9、页,编辑于2022年,星期二路易斯理论的局限性:路易斯理论的局限性:不能解释为什么有些分子的中心原子最外层电子数虽然少于不能解释为什么有些分子的中心原子最外层电子数虽然少于8(如如BF3 等等)或多于或多于8(如如PCl5,SF6等等),但这些分子仍能稳定存在?,但这些分子仍能稳定存在?不能解释共价键的特性(如方向性、饱和性);不能解释共价键的特性(如方向性、饱和性);不能解释为什么存在单电子键(如不能解释为什么存在单电子键(如H2+)和氧分子具有磁性。)和氧分子具有磁性。第18页,共65页,编辑于2022年,星期二一价键理论一价键理论(Vb法,电子配对法法,电子配对法)1.1.价键理论的主要
10、内容价键理论的主要内容 体系能量降低体系能量降低形成共价键形成共价键 成键原子提供自旋相反的电子成键原子提供自旋相反的电子电子云重叠电子云重叠2.2.成键的原理成键的原理 a 两电子自旋方向相反,随着两原子距离两电子自旋方向相反,随着两原子距离R减小,体系能量逐渐降低,减小,体系能量逐渐降低,当当R=R0时,出现能量最低值时,出现能量最低值D;b 两电子自旋方向相同,随着两原子距离两电子自旋方向相同,随着两原子距离R减小,体系能量逐渐升高。减小,体系能量逐渐升高。分子形成过程能量随核间距离变化分子形成过程能量随核间距离变化 第19页,共65页,编辑于2022年,星期二(3 3)成键条件:成键条
11、件:第20页,共65页,编辑于2022年,星期二二、共价键的特性二、共价键的特性 1 1共价键的饱和性共价键的饱和性原子在构成共价分子时,所形成的共价键数目取决于原子原子在构成共价分子时,所形成的共价键数目取决于原子 中的未成对电子数。中的未成对电子数。第21页,共65页,编辑于2022年,星期二2 2共价键的方向性共价键的方向性原子间沿着原子轨道最大重叠的方向成键。原子间沿着原子轨道最大重叠的方向成键。共价键的方向性共价键的方向性 第22页,共65页,编辑于2022年,星期二3 3共价键的类型:共价键的类型:键和键和键键第23页,共65页,编辑于2022年,星期二第24页,共65页,编辑于2
12、022年,星期二例例1:N2分子结构。分子结构。N 1s22s22px12py12pz1,px与与px轨道轨道“头碰头头碰头”重叠,形成的键叫重叠,形成的键叫键键 pzpz,pypy只能只能“肩并肩肩并肩”重叠,形成重叠,形成键键 N2分子由一个分子由一个键和两个键和两个键结合而成键结合而成 第25页,共65页,编辑于2022年,星期二4.4.配位共价键配位共价键(配位键配位键)由一个原子提供由一个原子提供电子对电子对为两个原子共用而形成的共价键。为两个原子共用而形成的共价键。配位键形成的条件:配位键形成的条件:(1)给予体有孤对电子,如:给予体有孤对电子,如:NH3、H2O(2)接受体有空轨
13、道,如:接受体有空轨道,如:H+配位键的形成配位键的形成 第26页,共65页,编辑于2022年,星期二 7-3 7-3 杂化轨道理论杂化轨道理论杂化轨道理论的基本要点杂化轨道的类型第27页,共65页,编辑于2022年,星期二一一.杂化轨道理论的基本要点杂化轨道理论的基本要点1 1杂化杂化杂化杂化不同类型、能量相同或相近的某些原子轨道混合起来,重新组合不同类型、能量相同或相近的某些原子轨道混合起来,重新组合 成一组能量、形状和方向与原来不同的新的原子轨道的过程。成一组能量、形状和方向与原来不同的新的原子轨道的过程。第28页,共65页,编辑于2022年,星期二2 2杂化轨道的特性杂化轨道的特性(2
14、)杂化轨道的成键能力大于未杂化轨道。杂化轨道的成键能力大于未杂化轨道。(3)参加杂化的原子轨道的数目与形成的杂化轨道的数目相同;参加杂化的原子轨道的数目与形成的杂化轨道的数目相同;(4)不同的杂化轨道空间取向不同。不同的杂化轨道空间取向不同。第29页,共65页,编辑于2022年,星期二二、杂化轨道的类型二、杂化轨道的类型每个每个sp杂化轨道(杂化轨道()互成)互成180o,直线型直线型。1sp杂化:杂化:1个个ns轨道轨道+1个个np轨道轨道=2个个sp杂化轨道杂化轨道第30页,共65页,编辑于2022年,星期二第31页,共65页,编辑于2022年,星期二2sp2杂化:杂化:1个个ns轨道轨道
15、+2个个np轨道轨道=3个个sp2杂化轨道杂化轨道每个每个sp2杂化轨道(杂化轨道()互成)互成120o,平面三角型平面三角型第32页,共65页,编辑于2022年,星期二3sp3杂化:杂化:1个个ns轨道轨道+3个个np轨道轨道=4个个sp3杂化轨道杂化轨道每个每个sp3杂化轨道(杂化轨道()互成)互成109.5o,正四面体正四面体CH4 的立体结构为平面三角型的立体结构为平面三角型 C:1s22s22p2不等性不等性sp3杂化杂化NH3第33页,共65页,编辑于2022年,星期二,三角锥,三角锥的分子构型的分子构型 第34页,共65页,编辑于2022年,星期二H2O的形成的形成,V型型的分子
16、的分子构型构型第35页,共65页,编辑于2022年,星期二4sp3d杂化或杂化或dsp3杂化杂化 sp3d1个个ns轨道轨道+3个个np轨道轨道+1个个nd轨道轨道=5个个sp3d杂化轨道杂化轨道dsp31个个(n 1)d轨道轨道+1个个ns轨道轨道+3个个np轨道轨道=5个个dsp3杂化轨道杂化轨道每个每个sp3d杂化轨道(杂化轨道(),三角双锥),三角双锥PCl5 的立体结构为三角双锥的立体结构为三角双锥 P 1s22s22p63s23p33d0的分子构型的分子构型 第36页,共65页,编辑于2022年,星期二5sp3d2杂化(杂化(d2sp3杂化)杂化)sp3d2:1个个ns轨道轨道+3
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