文档介绍：第七章分子结构 Structure of Molecules
内容提要
本章简述了三种类型的化学键理论:离子键、共价键(配位键)和金属键;介绍了现代价键理论和分子轨道理论的初步知识,讨论了分子结构和物理性质之间的关系,
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本章讲解内容
第一节化学键参数和分子的性质
第二节离子键
第三节共价键
第四节分子轨道理论
第五节金属键和键型过渡
第六节分子间力和氢键
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第一节化学键参数和分子的性质
1-1键参数
键能、键长、键角、键的极性
1-2 分子的性质
分子的极性:
极性分子 0
非极性分子= 0
分子的磁性:
顺磁性分子(有成单电子)
抗磁性分子(没有成单电子)
下一节
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AB(s)──>AB(l) △rH0 (AB的熔化热)
AB(s)──>AB(g) △rH0(AB的升华热)
AB(l)──>AB(g) △rH0(AB的蒸发热,汽化热)
1-1键参数
化学键──原子或离子之间直接的,主要的和强烈的相互作用称为化学键。
键参数──用于表征化学键性质的物理量称为键参数
一、键能
在标准状态、298K时,断开1mol 气态的AB化学键,使其成为气态的A和B。过程的焓变称为AB的键能。常用符号“D”来表示:
AB(g)→A(g)+B(g) D(A-B)=△rH0(AB键能或AB的离解能)
其他类似概念:
第一节化学键参数和分子的性质
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计算示例
例:利用生成热数据求HCl的键能
解:
— H2(g) + — Cl2(g) → HCl(g)
1
2
1
2
H(g) + Cl(g)
— D(H-H)
1
2
— D(Cl-Cl)
1
2
- D(H-Cl)
查表求:
△fH0 = - -1
D(H-H) = -1
D(Cl-Cl)= -1
△fH0 = — D(H-H)+ — D(Cl-Cl)+[-D(H-Cl)]
1
2
1
2
D(H-Cl)= —×435 + — D×247 + = 434 -1
1
2
1
2
AB键能: 单键<双键<叁键
键能的意义
键能越大,表示键强度越大。分子的稳定性越强
注意:同种单键(或双键等)在不同的化合物中也有差别。
第一节化学键参数和分子的性质
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平均键能
在NH3分子中,由于孤电子对靠近N原子,它对周围的三个N-H键产生排斥作用,所以键角∠HNH总是小于CH4中的键角∠HCH
同一化学键在各种分子中的键能的平均值称为该键的平均键能
一些化学健的平均键能列于表7-2(page 256)
二、键长
两个原子结合形成化学键时,它们的核间距离称为键长。
AB键长中:单键>双键>叁键一般说来,键长越短,键能越大。
三、键角
当一个原子同另外两个原子结合形成化学键时,它们核间距的夹角称为键角。
利用键角和键长数据,可以表征分子的空间结构。从而解释分子的某些性质。
NH3分子的结构
表7-3列出了一些键的平均键长和键能
第一节化学键参数和分子的性质
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四、键的极性
非极性键
由两个相同原子组成的化学键,它们的正负电荷重心完全重合,这类化学键称为非极性键
极性键
由两个不同原子组成的化学键,由于它们的电负性不同,它们的正负电荷重心不重合,这类化学键称为极性键
正负电荷重心距离越大,极性越强。键的极性可以由原子的电负性差大小进行比较。
Cl
Cl
Cl—Cl
非极性键
Cl
H
H—Cl
极性键
-Cl
Na+
Na—Cl
离子键
(强极性键)
第一节化学键参数和分子的性质
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1-2 分子的性质
一个极性分子就是一个偶极子。分子的正电荷中心称为偶极子的正极,负电荷中心称为负极。
一、分子的极性
如果分子的正电荷重心和负电荷重心完全重合,则称为非极性分子。如果不重合,则称为极性分子。
非极性分子:Cl—Cl 、CCl4 、O=C=O 、
极性分子:H—Cl
O
H
H
衡量分子极性的强弱的物理量是是偶极矩
偶极子──大小相等,符号相反,彼此距离为d的两个电荷组成的体系称为偶极子。
第一节化学键参数和分子的性质
凡具有对称中心或具有对称元素的公共交点的分子就是非极性分子
-q
+q
d
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偶极矩
偶极子的电量q和正负电荷的距离d的乘积称为电偶极矩,简称偶极矩,表示为:
μ=q·d
一个电荷的电量(电子的电量)×10-19C(库仑),分子的直径为10-10 m,所以分子电偶极矩大小数量级为10-30(C·m)。它又是一个矢量,方向从正极到负极。
-q
+q
d
偶极子