文档介绍：8 分子结构
共价键
1916年,路易斯提出共价键理论。
靠共用电子对,形成化学键,得到稳定电子层结构。
定义:原子间借用共用电子对结合的化学键叫作共价键。
对共价键的形成的认识,发展提出了现代价键理论和分子轨道理论。
一、价键理论(电子配对法)(p129)
1、氢分子共价键的形成和本质(应用量子力学)
当两个氢原子(各有一个自旋方向相反的电子)相互靠近,到一定距离时,会发生相互作用。每个H原子核不仅吸引自己本身的1s电子还吸引另一个H原子的1s电子,平衡之前,引力>排斥力,到平衡距离d,能量最低:E0﹤2E,形成稳定的共价键。
H原子的玻尔半径:53pm(重叠后d=74pm),说明H2分子中两个H原子的1S轨道必然发生重叠,核间形成一个电子出现的几率密度较大的区域。这样,增强了核间电子云对两核的吸引,削弱了两核间斥力,体系能量降低,更稳定。
(核间电子在核间同时受两个核的吸引比单独时受核的吸引要小,即位能低,∴能量低)
2、价键理论要点
①要有自旋相反的未配对的电子
H↑+ H↓-→ H↑↓H 表示:H:H或H-H
②电子配对后不能再配对,即一个原子有几个未成对电子,只能和同数目的自旋方向相反的未成对电子成键。如:N:2s22p3,N≡N或NH3。这就是共价键的饱和性。
③原子轨道的最大程度重叠
(重叠得越多,形成的共价键越牢固)
3、共价键的类型
σ键和π键(根据原子轨道重叠方式不同而分类)
s-s:σ键,如:H-H;s-p:σ键,如:H-Cl;p-p:σ键,如:Cl-Cl π键。
单键:σ键;双键:一个σ键,一个π键;叁键:一个σ键,两个π键。σ键的重叠程度比π键大,∴π键不如σ键牢固。
σ键
π键
原子轨道重叠方式
头碰头
肩并肩
能单独存在
不能单独存在
沿轴转180O
符号不变
符号变
牢固程度
牢固
差
含共价双键和叁键的化合物重键容易打开,参与反应。
二、键参数(p134)
表征共价键的物理量叫键参数。键能:共价键的强度;键长、键角:以共价键形成的分子的空间构型(几何构型)。
1、键长(l)(用X射线法)
成键的两个原子核之间的(平均)距离。两个原子共价半径之和=键长。键长越短,键能越大,共价键越牢固。
2、键能(EB)
衡量共价键强弱的物理量。,,AB(g)→ A(g)+ B(g)所需的E(KJ/mol)。双原子分子,其键能=离解能D,如Cl2,HCl。多原子分子,指的是平均键能:
例:CH4 D1 = ;D2 = ;D3 = ;D4 = ;
E(C-H)=(D1 + D2 + D3 + D4)/4= KJ/mol
3、键角(θ)
键角指分子中键与键之间的夹角。键长和键角确定,分子构型就确定了。
价键理论比较简明地阐述了共价键的形成过程和本质,并成功地解释了共价键的饱和性和方向性,但在解释分子的空间构型(结构)方面发生一定困难。
杂化轨道理论和分子的几何构型
一、杂化轨道的概念(p136)
1、什么叫杂化轨道?
能量相近的原子轨道混合起来,重新组成一组能量相同的轨道,这一过程,