文档介绍：第五章分子结构和晶体结构
[引言]分子是参与化学反应的基本单元。分子是由原子组成的,所以分子的形成说明原子之间存在着相互作用。
分子结构:微观独立存在的集合体(分子、离子、原子)中原子之间的排列及作用。
晶体结构:宏观聚集体中微粒(原子、分子、离子)的排列及作用。
本章重点:共价化合物结构理论,有关应用
第一节化学键(自学)
一、定义:
在分子或晶体中,相邻原子间强烈的相互作用。
二、类型:
离子键共价键(配位键) 金属键
三、键参数:表征化学键性质的物理量。
1、键能:
概念:破坏1mol气态化学键(化学式表示)变成气态 原子或原子团所需要的能量。
若破坏的化学键多于一个时,则取其平均值。
键能越大,破坏键所需能量越大,键越强。
2、键长:
概念:分子间两原子核间的平衡距离。
一般情况下,键长越短,键强度越大。键越牢固。
3、键角:指键之间的夹角
概念:表征化学键方向性、分子空间结构的重要参数。
4、键矩:表征原子间键的正负电荷重心不重合的程度。
键矩为零正负电荷重心重合,为非极性键。
键矩不为零,为极性键;键矩越大,键极性越强。
第二节离子化合物的结构(总结归纳)
[问题]:根据希有气体原子的电离能和电子亲合能数据有何启示?
说明:原子难失去电子,也难得到电子。该电子构型稳定
对价电子数较少金属原子,倾向于失去价电子变成希有气体型的阳离子。
对非金属,价电子数多,则倾向于获得电子成8电子型的阴离子。
提出:金属与非金属原子彼此发生电子转移,形成的相互作用,称为离子键。
一、离子键及离子化合物:
1、定义:由异电荷靠静电作用产生的化学结合力,称为离子键。
离子型化合物:由离子键组成的化合物。
2、形成条件:
3、本质:静电作用。
4、特征:
①无方向性②无饱和性
5、离子结构类型:
2e、8e、18e、18+2e、不饱和型
二、离子晶体及其特性:
1、晶体:
微观粒子(分子、原子、离子)在空间规则排列形成的宏观聚集体。
2、晶格结点:微粒所处的位置。
3、晶胞:重复排列的具有代表性的最小单元。
4、AB型晶体构型: CsCl型 NaCl型 ZnS型(了解)
晶格类型体心立方面心立方面心立方
配位数 8 6 4
5、离子晶体特性:
具有较高的熔沸点和硬度;
脆性,机械加工性能差;
导电性:熔融或水溶液导电,但固体不导电。
三、晶格能
1、定义:破坏1mol晶体(化学式),形成无限远离的气态离子的能量变化
2、分析:离子晶体形成过程中的能量变化
3、表明:离子晶体能稳定存在,关键在于阴阳离子间强烈的结合力,仅用电子结构稳定说明其形成是不完善的。
4、影响因素:离子的电荷、半径
5、应用:
NaX物理性质变化规律
第三节共价化合物的结构
[问题] 如何说明H2、HCl等众多物质的形成及性质。
离子键理论不能圆满解释。
提出了原子间可通过共用电子对形成分子的观点,即共价键。
共价键:原子间通过共用电子对形成的化学键。
[问题]:共用电子为什么能形成?形成条件是什么? 本质是什么?
随着量子力学的建立,近代原子结构理论的发展,先后建立了两大共价键理论:VB法和M0法。
一、VB法:
立论点:电子配对和原子轨道最大重叠。
1、要点:
①电子配对原理:
原子间共价键结合是以相互自旋反向的未成对电子彼此配对为前提,符合不相容原理
即成单电子且自旋相反,俩俩偶合成“电子对”形成共价键。
推论:两原子各有一个成单电子且自旋反向,则形成一个稳定共价单键;若有多个成单电子且自旋反向,则形成复键。
若A原子有两个成单电子,B原子有一个成单电子,满足自旋反向则形成AB2型分子。
②原子轨道最大重叠原理:
两配对电子的原子轨道,力图最大程度的重叠才能最大限度的使核间的电子云密集,能量处于最低状态,形成共价键。
2、共价键的本质和形成条件:
①本质:仍是电性的。
②形成条件:
Ⅰ.成单电子自旋相反; Ⅱ.原子轨道最大重叠。
同时满足,方能成键。
3、共价键的特征:
①饱和性:由于每个原子提供的轨道和成单电子数目是一定的,所以每年原子的成键总数或以单键联接的原子数目是一定的。
②方向性:原子轨道除S外,在空间都有一定的取向,所以只有沿着一定的方向才能发生最大重叠。
4、共价键的类型:
σ键:沿键轴方向,“头碰头”方式重叠。
π键:轨道对称轴相互平行,“肩并肩”重叠。
重叠程度:σ键大于π键
5、VB法补充
①激发成键观点:例
②配位键:原子间共用电子对是由一个原子提供形成的化学键。
[问题]:水分子的空间构型如何解释?
二、杂化轨道理论
立论:原子轨道在成键时,为增强其成键能力,几个原子轨道可混杂重新组成几个新的原子轨道。
(一)要点: