文档介绍：无机化学
第四章化学键与分子结构
Chapter 4 Chemical bond and molecular structure
基本内容和重点要求
§ 离子键理论
§ 共价键理论
§ 金属键理论
§ 分子间作用力
掌握离子键、共价键和金属键的基本特性及其它们的区别,掌握价键理论、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子轨道理论,掌握金属键的改性共价键理论、了解能带理论,理解分子间作用力的概念、氢键的特性和形成条件。
为什么要讨论分子的内部结构?
分子的内部结构包含哪些内容?
分子中原子间的相互作用,即化学键问题;
分子或晶体的空间构型;
分子与分子之间的相互作用;
分子结构与物质性质的关系。
什么是化学键?元素的原子之间为什么能化合?
化学键——分子或晶体中原子间的强相互作用
(> 40 kJ·mol-1)
离子键理论
1916
共价键理论
1916
科塞尔(Kossel)
路易斯(. Lewis)
海特勒
伦敦
价键理论 1927
鲍林
杂化轨道理论 1931
价层电子对互斥理论
西奇威克(sidgwick) 1940
吉来斯必(. Gillrdpie)
分子轨道轨道理论
密立根(RS Mulliken) 1928
休克尔() 1931
离子键的形成
离子键特点
离子特征
离子晶体
晶格能
§ 离子键理论
离子型化合物:活泼金属原子与活泼非金属原子所形成的化合物。如KCl,CaO等。
主要以晶体形式存在
较高熔点和沸点
熔融或水溶解后能导电?
离子键的形成
(1)离子键理论 1916 年德国科学家 Kossel ( 科塞尔) 提出
当活泼金属的原子与活泼的非金属原子相互化合时,均有通过得失电子而达到稳定电子构型的倾向;
对主族元素,稳定结构是指具有稀有气体的电子结构,如钠和***;对过渡元素,d 轨道一般处于半充满,例外较多。
原子间发生电子转移而形成具有稳定结构的正负离子,当正、负离子的吸引和排斥力达到平衡时形成离子键。
离子键: 原子间发生电子的转移,形成正、负离子,并通过静电作用形成的化学键。
Na→Na+ 2s 2 2p 6 3s 1 → 2s 2 2p 6
Cl→Cl- 2s 2 2p 5 → 2s 2 2p 6
首先形成稳定离子
然后由静电吸引形成化学键
以NaCl为例
(2) 离子键的形成条件
1. 元素的电负性差比较大
χ> ,发生电子转移,产生正、负离子,形成离子键;χ< ,不发生电子转移,形成共价键。(χ> ,实际上是指离子键的成分大于 50 %)
2. 易形成稳定离子
Na + 2s 2 2p 6,Cl- 3s 2 3p 6 ,
只转移少数的电子就达到稀有气体式稳定结构。
3. 形成离子键时释放能量多
Na ( s ) + 1/2 Cl 2 ( g ) = NaCl ( s ) H = - kJ·mol-1
在形成离子键时,以放热的形式,释放较多的能量。
离子键特点
(1) 离子键的本质是静电引力
q1 ,q2 分别为正负离子所带电量,
r 为正负离子的核间距离,F为静电引力。
(2)离子键没有方向性
与任何方向的电性不同的离子相吸引,所以无方向性。
(3)离子键没有饱和性
只要是正负离子之间,则彼此吸引,即无饱和性。
(4)键的离子性与元素的电负性有关
χ> ,发生电子转移,形成离子键;
χ< ,不发生电子转移,形成共价键。
P125
离子键和共价键之间, 并非可以截然区分的,可将离子键视为极性共价键的一个极端, 另一极端为非极性共价键。
极性增大
非极性共价键极性共价键离子键
化合物中不存在百分之百的离子键,即使是 CsF 的化学键(92%离子性),其中也有共价键的成分。即除离子间靠静电相互吸引外,尚有共用电子对的作用。
X > ,实际上是指离子键的成分大于 50 %。