分子结构和晶体结构
7.3 分子结构与晶体结构
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Cl 3p - 1251 kJ· mol - 1 (以上数据根据 I1 值估算) 左面 3 个轨道能量相近,彼此间均可组合,形成分子
轨道 ;但 Na 3 s 比左面 3 个轨道的能量高许多, 不能形成共价键,只以离子键相结合。
32
③ AO最大重叠原则AO Maximum Overlap :
AO不能任意组合,AO组合为MO时,根据
三角形 正四面体 正四面体 正四面体 三角形 三角双锥 分子构型
Cl Cl Al Cl
S H H
S O O O
H
H N
F
N
H H
F
O
O
F
三角形 V字构型
三角锥
正四面体 V字形 T字形
CO2
O3
OF2
XeF2 XeF4
中心原子 平面 三角 直线型 四面体 八面体 价层电子对 三角形 双锥 空间构型
HO Type LP
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VBT,HOT和VSEPRT这些理论可以比较直观、较好的说 明共价键的形成和分子的几何构型,但它们也并非是完 美无缺的,也存在明显的不足: (1)无法解释单电子离子的形成H2+ , 三电子离子He2+ 的存在; (2)O2中的三电子π键和O2 和B2分子磁性的大小. (3) 难以解释某些复杂分子以及有离域大π键的有机 分子的结构. 为此,1932年Mulliken和Hund提出MOT,这个理论的 核心是分子中的电子再不属于某一个原子所有,而是在 整个分子范围内运动,这些电子的运动状态的描述不能 再用AO来说明,只能用MO来说明.
叁键 ﹥ 双键 ﹥ 单键
结论:要尽量避免具有较大斥力的电子对分布 在互成90°的方向上。
8
二、VSEPRT判断分子结构的步骤 1.确定中心原子的价电子对数VP
原子分子结构及晶体结构
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原子分子结构及晶体结构【导读】【正文】一、原子分子结构原子分子结构是指物质最基本的组成单位,原子和分子的排列和结构方式。
根据原子核周围电子的排布不同,可以将原子分为电子云结构、充满电子云结构和核壳结构。
典型的电子云结构是氢原子,其电子围绕在原子核周围形成球形的电子云。
充满电子云结构的原子如氦、氖等,其电子填满了所有的轨道,使得电子密度均匀分布。
而核壳结构中,电子在核外的几个壳层上分布,形成可见的电子云层。
原子分子结构研究的应用广泛。
首先,它有助于解释原子和分子在化学反应中的行为。
不同类型的化学键在不同的反应中具有不同的反应性,而这种反应性可以从原子分子结构的角度进行解释。
其次,原子分子结构也对材料的物理性质产生重要影响。
例如,金属中的电子云结构导致了金属的高导电性和高热导性,而电子间的共享和排斥效应使得分子的稳定性和化学反应性各不相同。
二、晶体结构晶体结构是指物质的原子或分子在空间中有序排列的结构。
晶体是具有明确外形和规则结晶面的物质,由经组织排列的原子、离子或分子组成。
晶体的结构可以通过晶体衍射技术来研究。
晶体的最小单位是晶胞,它是晶体中具有完整周期性的最小结构。
晶胞内可以包含一个或多个原子或离子。
晶体的结构可以通过晶胞的对称性和晶胞中原子或离子的排列方式来描述。
常见的晶体结构包括面心立方结构、体心立方结构和密堆积结构。
面心立方结构中,原子或离子位于结构的交叉点,形成立方体中的每个面上一个原子。
体心立方结构中,除了交叉点上的原子,还有一个原子位于立方体的正中心。
密堆积结构中,原子或离子按照最紧密堆积的原则排列,每个交叉点上有两个原子。
晶体结构的研究在材料科学和固态物理学中具有重要意义。
首先,晶体的结构对物质的物理和化学性质产生重要影响。
例如,晶体的结构可以影响电子在晶体中的传导性能、材料的机械性能以及光的吸收和发射性质。
其次,通过控制晶体结构,可以调节材料的性能和功能。
例如,通过调节晶体的控制条件可以获得不同的形貌、大小和形貌的纳米材料,从而调节其光学、电学和磁学性能。
分子结构和晶体结构
![分子结构和晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/79e01727f4335a8102d276a20029bd64793e6241.png)
分子结构和晶体结构
分子结构是指由原子通过共价键或离子键结合在一起形成的化学物质的结构。
在分子结构中,原子通过共享或转移电子来形成化学键,从而形成分子。
分子结构的确定涉及到原子的相对位置、连接方式以及构建分子的键角和键长等因素。
一个分子的分子结构取决于其化学成分、原子之间的相互作用以及外部条件。
有时通过实验技术如X射线衍射、核磁共振等来确定分子结构,也可以通过计算化学方法进行模拟预测。
分子结构对于化学性质的理解和预测具有重要意义。
分子结构决定了化学键的性质,从而决定了分子的稳定性、反应性以及结构对环境的相互作用。
例如,有机分子的分子结构确定了其化学反应类型和活性,从而影响了其在生物体内的作用和传递。
晶体结构是指由一系列有序排列的分子结构或离子结构组成的固体物质的结构。
晶体中的分子或离子在三维空间中按照规则的重复模式排列,形成周期性的长程有序性。
晶体结构决定了晶体的物理性质,如硬度、电导率和热传导性等。
晶体结构的确定也需要通过实验技术如X射线衍射、电子衍射等来进行。
通过实验技术,可以确定晶格常数、晶胞参数以及晶体中原子或离子的位置。
根据这些实验数据,可以推导出晶体的晶体学所属类群。
晶体结构中的分子或离子以三维网络排列,每个晶节中都包含着完全相同的分子或离子。
晶体中的键角、键长和键类型等可以通过晶体结构来推断。
晶体结构通过周期性的空间群反应着晶体的对称性。
分子结构与晶体类型
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+
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离子具有变形性,所以可以被电场极化。 离子作为带电微粒,自身又可以起电场作用,去使
其它离子变形。离子这种能力称为极化能力。
故离子有二重性:变形性和极化能力。
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第3章 分子结构与晶体类型
1、影响变形性的因素
第3章 分子结构与晶体类型
第3章 分子结构与晶体类型
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第3章 分子结构与晶体类型
学习内容 3.1 3.2 3.3 化学键 杂化轨道与分子构型 分子间力与氢键
3.4
晶体类型(离子极化)
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第3章 分子结构与晶体类型
学习要求
掌握晶体的类型、特点,了解离子极化概念,理解不同 晶体性质差异的原因及离子极化对物质性质的影响规律;能 判断分子间力、氢键及离子极化对物质物理性质影响。
若只考虑 Zn2+,Cd2+,Hg2+ 对I-的极化作用,应得出
ZnI2 的极化程度最大的结论。因为三者的电荷相等,电子 层结构相同,而 Zn2+的r 最小。 即ZnI2的熔点,沸点低,而HgI2的熔点,沸点高。 原因在于没有考虑Zn2+,Cd2+,Hg2+的变形性,没有考 虑相互极化。Zn2+ 的变形性最小, Hg2+ 的变形性最大。故相
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第3章 分子结构与晶体类型 分子间作用力 (Intermolecular Forces)
Type of interaction dipole-dipole Induced-dipole Typical energy(kJ/mol) 0~3 0~1 Interacting species polar molecules polar and nonpolar molecules
分子结构与晶体结构大学化学
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反应物浓度、取走产物等方法促进反应进行。
键参数。
键参数 键能。
在298K和100kPa条件下,气态分子断开1mol化学键所
需最低的能量(这里所说的是共价键的键能,不同类型的化
学键有不同的键能。离子键的键能叫晶格能,金属键的键
能叫内聚能)。 (表7.4)列举了一些常见共价键的键能数据。
键能数据不是直接测定的实验值,而是根据大量实验数
02
03
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05
06
01
长,破坏水质;
可溶性肥料和洗涤剂中的磷酸盐可促使水域中藻类生
农药和冶炼厂排除的AsO2+,可使人体的肾功能衰退,神
CN-可以使人致命。这一切正引起人们的高度重视。
经紊乱;
Cd 2+会损害肾脏,引起骨痛病;
(表7.2)列举了一些重要的共价化合物和用途。
要描述分子中电子的运动状态,按理说应当解分子的
越高,硬度越大。
03
离子半径越小,所带电荷越多,则离子键越强,熔点
02
离子键的强弱应与离子所带电荷、离子半径等有关。
01
例如,NaF和CaO这两种典型离子晶体,前者正负离子
半径之和为0.23nm,后者为0.231nm很接近。谁的熔点高,
硬度大?为什么?
因离子所带电荷数后者比前者多,所以CaO的熔点
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实际上只是打开π键,保留б键。
03
01
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03
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在化学反应的过程中,化学键的个数不变,但键能在改
01
变。例如当C=C双键改组成为两个C—C单键时,键能总是
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了解化学反应过程中有无б键变为π键或π键变为б
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增加,即:2EC—C>EC=C。
化学键分子结构与晶体结构
![化学键分子结构与晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/c8a924a7534de518964bcf84b9d528ea81c72fe9.png)
化学键分子结构与晶体结构化学键是指化学元素之间的相互作用力,包括共价键、离子键和金属键。
化学键的不同类型决定了分子或晶体的性质和结构。
共价键是两个原子之间的电子共享。
当两个原子都需要电子来达到稳定的电子壳结构时,它们可以共享一对电子形成一个共价键。
共价键的形成使得原子在空间上非常接近,形成分子。
分子中的化学键可以是单一、双重或三重共价键,取决于共享的电子对数目。
离子键是由于正离子和负离子之间的静电力而形成的。
在离子化合物中,金属元素向非金属元素转移电子,从而形成正离子和负离子。
正离子和负离子之间的相互吸引力引发了离子键的形成。
离子晶体的结构通常由正负离子的周期排列所组成。
金属键是金属元素之间电子共享的结果。
金属元素通常有多个价电子,这些价电子可以自由地在金属中移动。
金属键的形成使得金属元素形成具有特定结晶结构的金属。
金属的物质性质通常是导电、导热和可塑性。
分子结构是由共价键连接的原子所组成的。
分子结构的确定需要知道各个原子之间的连接方式和空间排列。
分子结构的性质直接影响着分子的性质,如化学反应的活性、分子的极性和分子间作用力。
晶体结构是由许多原子、离子或分子按照一定的排列顺序在晶格中组成的。
晶体结构具有高度有序性,可以通过晶体学方法来研究和描述。
晶体结构的种类多种多样,包括离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
晶体的结构决定了其物理、化学和光学性质,如晶体的硬度、折射率和热膨胀系数等。
总之,化学键是不同原子之间的相互作用力,可以分为共价键、离子键和金属键。
分子结构是由共价键连接的原子所组成的。
晶体结构是离子、原子或分子按照一定顺序在晶格中排列的结构。
化学键、分子结构和晶体结构共同决定了分子和晶体的性质和行为。
分子和晶体的结构及性质
![分子和晶体的结构及性质](https://img.taocdn.com/s3/m/cccc4109777f5acfa1c7aa00b52acfc788eb9f73.png)
分子和晶体的结构及性质分子和晶体是物质的两种不同形态,它们在结构和性质上存在着显著的差异。
本文将分别讨论分子和晶体的结构以及它们的性质。
一、分子的结构及性质1. 分子的结构分子是由原子按照一定比例和方式组合而成的物质,在空间上呈现出三维的结构。
分子的结构由原子间的化学键连接所决定,可以是共价键、离子键或金属键。
此外,分子还可能存在分子间力,如范德华力和氢键。
2. 分子的性质分子性质主要受到分子内部化学键和分子间力的影响。
不同的分子由于其化学键和分子间力的差异,呈现出不同的性质。
例如,具有共价键的分子通常具有较低的沸点和熔点,而具有离子键的分子则在熔点上具有较高的特征。
二、晶体的结构及性质1. 晶体的结构晶体是由大量离子、原子或分子有规律地堆积而成的固体结构。
晶体的结构可以分为离子晶体、原子晶体和分子晶体三种类型。
离子晶体由正、负离子通过离子键相互结合而成;原子晶体由相同元素的原子通过共价键相互连接而成;分子晶体则是由分子通过范德华力和氢键相互结合而成。
2. 晶体的性质晶体的性质受到晶体结构的影响。
晶体的有序排列使得它们具有明确定义的外部形状和特征;晶体在物理性质上表现出一些特殊的性质,如各向同性、光学性质、电导性、热导性等。
三、分子和晶体的比较1. 结构比较分子的结构是由分子内部化学键构成的,分子间的连接相对较弱;晶体的结构则是由大量的原子或离子堆积形成的,分子间的连接比分子内部的连接更强。
2. 性质比较分子通常在相对较低的温度或压力下就可以发生相变,比如液化、固化等;而晶体具有更高的熔点和熔化热,需要更高的温度才能发生相变。
3. 应用比较分子和晶体根据其不同的结构和性质,具有不同的应用领域。
分子常用于化学反应媒介、溶剂、药物和有机材料等领域;晶体则广泛应用于电子器件、光学器件、半导体材料等领域。
结论分子和晶体是物质的两种不同形态,它们在结构和性质上存在着明显的差异。
分子通过分子内部的化学键相连而成,具有较低的熔点和熔化热;晶体由原子或离子有序堆积而成,具有更高的熔点和熔化热。
晶体结构
![晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/6548ad49312b3169a451a4b0.png)
山东大学材料科学基础
S2-: 0 0 0; 0 ½ ½; ½ 0 ½; ½ ½ 0 Zn2+: ¼ ¼ ¾; ¼ ¾ ¼; ¾ ¼ ¼; ¾ ¾ ¾
结构型式 离 子 堆 积 描 述 化学组成比 n+/n负离子堆积方式 正负离子配位数比CN+/CN正离子所占空隙种类 正离子所占空隙分数 立方ZnS型 1:1 立方最密堆积 4:4 正四面体 1/2
钙钛矿型结构中离子间关系如下: 设A位离子半径为rA,B位离子半径为rB,O2-半径为 ro, rA+ro=√2(rB+ro) 但是,实际测定发现,A、B离子半径有一定的变 动范围,可表示为: 2rA+2ro=t √2(rB+ro) 式中,t为容忍因子, t=0.77∽1.10
山东大学材料科学基础
A与B离子的电价不限于2价和4价,任意一对阳 离子半径适合于配位条件,且其原子价之和为6, 则它们可能取这种结构。 钙钛矿型化合物化学计量比可以是A2+B4+O3(如 BaTiO3和PbZrO3)或是A3+B3+O3(如LaGaO ,LaAlO ); 也可以A1+B5+O3(如KNbO ,NaWO )或A1+B2+O3(KNiF ); 混合形式如Pb(Mg Nb )O 和Pb(Sc Ta )O 也是可能的。
山东大学材料科学基础
Ti Ba
四方BaTiO3结构中离子的位置,Ti离子向上位移
山东大学材料科学基础
从立方到四方转变温度称为居里点。 对于纯BaTiO3居里点为130℃。除BaTiO3外,许多晶体 都有自发极化,大多数铁电体结构都有氧八面体,氧八 面体空隙越大,其中金属离子半径越小、电荷越大,则 晶体就越容易发生自发极化。 在钙钛矿化合物中,居里点转变温度变化很大。如 PbTiO3,较大的Pb2+取代Ba2+,Ti4+的八面体环境更为不 安定,立方-四方转变温度是490℃;而SrTiO3居里点 只有-55℃。这可以解释成,Sr2+比Ba2+小,使得氧八 面体也小,可以将Ti稳定在体心位置。实际上,居里点 可以在一个很宽的范围连续的变化,通过在BaTiO3和 PbTiO3(提高Tc)或SrTiO3(降低Tc)之间形成固溶体。
分子结构和晶体结构
![分子结构和晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/6aed02ba284ac850ad024240.png)
离子键 共价键 化学键 金属键 配位键 配位场理论
3
价键理论(VB) 分子轨道理论(MO)
晶态物质
固态物质 无定形态物质 晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期地重 复排列构成的物质。 离子晶体 晶体的基本类型 原子晶体 分子晶体 金属晶体
4
晶体的基本概念 组成晶体的质点(离子、 原子、 分子等)是有规律 地、 周期性的排列在空间的一定点上,这些点重复 出现的空间构型称为晶格(或点阵)。
s *1s
A
原子轨道 分子轨道
2s
1s
1s
N2分子是抗磁性分子
s 1s
B
36
原子轨道
2.2.4 键参数
键参数:表征化学键性质的物理量,可用于定性或 半定量地解释分子的性质。 1. 键级 价键理论
键级=键的数目
成键电子数 反键电子数 键级= 2
20 = 1 2 22 键级= =0 2
分子轨道理论
1 Na晶+ Cl 2 气 NaCl晶 H 生成=-410.9kJ. mol1 2 U=410.9+108.4+119.6+495.0-348.3=785.6kJ. mol1
15
② 理论计算
NaCl型离子晶体
z+ 1 z 1
N Az ze2 1 U 1 R0 m
§2.2
共价键和原子晶体、分子晶体
同种非金属元素,或者电负性数值相差不很大的不同 非金属分子,一般以共价键结合形成共价性单质或共价性 化合物。
1916年, 路易斯(Lewis G N)提出共价键理论H2, O2, HCl 分子通过共用电子对结合 。 1927年, 海特勒(Heitler)和伦敦(Londen)首次成功地根 据量子力学的基本原理,采用了形象的“电子配对”成键概念,解 释了H2的结构。 斯莱脱(Slater)和保里(Pauling)推广到其他双原子分子中 ,特别是由于后来原子杂化轨道概念的引入,奠定了现代价键
晶体的结构类型和同构型化合物
![晶体的结构类型和同构型化合物](https://img.taocdn.com/s3/m/35088c9da48da0116c175f0e7cd184254b351b3f.png)
晶体的结构类型和同构型化合物晶体是由原子、离子或分子按照一定的规律排列而成的宏观物质,在自然界和人工合成中普遍存在。
晶体的结构类型和同构型化合物是研究晶体性质和应用的关键内容之一。
本文将就晶体的结构类型和同构型化合物进行详细探讨。
一、晶体的结构类型晶体的结构类型主要包括离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体等。
下面将分别介绍这几种晶体的结构特点。
1. 离子晶体离子晶体是由正负离子通过离子键相互作用形成的。
常见的离子晶体有NaCl、CaF2和ZnS等。
这种晶体的特点是具有高熔点和脆性,能导电,且易溶于极性溶剂。
2. 共价晶体共价晶体是由原子通过共价键相互连接而成的。
典型的共价晶体有金刚石和石英等。
这种晶体的特点是硬度大,熔点高,电导率低,且不易溶于常见溶剂。
3. 金属晶体金属晶体是由金属原子通过金属键相互连接而成的。
金属晶体具有高电导性、高延展性和高熔点等特点。
典型的金属晶体有铜、铝和铁等。
4. 分子晶体分子晶体是由分子通过范德华力相互作用而形成的。
常见的分子晶体有冰、纤维素和药物晶体等。
这种晶体的特点是熔点较低,硬度较小,不导电,且易溶于常见溶剂。
二、同构型化合物同构型化合物指的是具有相同化学组成但晶体结构不同的化合物。
同构型化合物的研究对于理解化合物结构与性质之间的关系具有重要意义。
下面将以硫化物和氧化物为例介绍同构型化合物。
1. 硫化物硫化物是一类重要的同构型化合物。
例如,FeS和CoS都具有类似的结构,都是正方晶系,但FeS的晶体结构中铁离子替代了一部分硫离子,而CoS的晶体结构中钴离子替代了一部分硫离子。
这种同构型化合物的存在使得它们在性质上有所不同,如磁性、导电性等。
2. 氧化物氧化物也是一类常见的同构型化合物。
以二氧化硅(SiO2)和二氧化锆(ZrO2)为例,它们都是由氧化物离子和金属离子组成的晶体。
二氧化硅和二氧化锆都具有类似的结构,但由于金属离子不同,导致它们的性质也不同,如硬度、熔点等。
分子结构和晶体结构
![分子结构和晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/f60a7834f56527d3240c844769eae009591ba279.png)
分子结构和晶体结构分子结构和晶体结构是材料科学和化学中非常重要的概念。
分子结构描述了分子中原子之间的关系和排列,而晶体结构则描述了晶体中原子、分子或离子的排列、周期性和对称性。
下面将详细讨论这两个概念,并对它们的相互关系进行比较。
1.分子结构分子结构是指分子中原子之间的相对位置和连接方式。
分子是由两个或多个原子通过化学键连接而成的,而这些原子的空间排列和键的类型决定了分子的性质和功能。
分子结构的研究对于理解和预测分子的性质、反应和材料行为非常重要。
例如,化学反应中,分子结构的改变可以导致新化合物的产生或旧化合物的转化。
分子结构的解析方法包括光谱学、X射线晶体学、核磁共振等。
2.晶体结构晶体结构是描述晶体中原子、分子或离子排列方式的一种有序结构。
晶体是由具有一定周期性和对称性的原子、分子或离子有序排列而成的固体物质。
晶体结构的研究对于理解晶体的性质、生长和应用至关重要。
不同晶体结构的种类和特征决定了晶体的物理、化学和电学性质。
例如,金刚石和石墨都是由碳原子组成的,但它们的晶体结构不同,导致了它们具有不同的物理性质。
晶体结构的解析方法主要有X射线衍射、电子显微镜和扫描隧道显微镜等。
3.分子结构与晶体结构的关系分子结构和晶体结构之间存在一定的关系。
晶体结构是由分子结构在空间中的周期性排列形成的。
简单晶格结构中,晶胞中只包含一个分子,其分子结构也就是晶体结构。
但在复杂的晶体结构中,晶胞中可能包含多个分子,而这些分子之间的相对位置和连接方式就定义了晶体的分子结构。
此外,晶体结构对分子的物理和化学性质也有一定的影响。
当分子被组装成晶体时,它们之间的相互作用会改变电子的分布、键的强度和键的方向性。
这些相互作用可以影响分子的稳定性、溶解性、熔点和它们之间的相互作用等性质。
总结来说,分子结构和晶体结构是材料科学和化学中两个重要的概念。
分子结构描述了分子中原子之间的关系和排列,晶体结构描述了晶体中原子、分子或离子的排列、周期性和对称性。
分子结构与晶体结构
![分子结构与晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/a278b1f9af45b307e87197ec.png)
NiCl42-、Ni(NH3)42+, 2个未成对电子,正四面体。
3d
4s
4p
28N i2+
N4 2 iC - l
[Co(NCS)4]2[CoCl4]2-
[Ni(CN)4]2-、[PtCl4]2-,键角90°,平面正方形。 d轨道无单电子。
3d
4s 4p
28N i2+ dsp2
3d
4s 4p
Ni(CN )42-
1. 能 量 共
EA Es
EA排 斥 态 ES基 态
价
键 E=0
的
-436kJ/m ol
形
成
核 间 距 R (pm )
R 0=74pm
氢分子的能量与核间距的关系曲线
+
+ ++ H2分子排斥态
+
++ -
H2基态 R0<2r
共价键的本质 自旋相反的成键电子的原子轨道重叠, 核间电子概率密度增大,引力增强。
稳定性
[FeF6]3-( )[Fe(CN)6]3-
[Co(en)3]3+( )[Co(en)3]2+
[FeF6]3-是( )自旋、( )轨型配离子。
中心离子 配 电子构型 位
数
Cu+ 、 Ag+ 、 2
Au+ (n-1)d10
4 Zn2+ 、 Cd2+ 、
Hg2+
(n-1)d10
Ni2+ d8
Co2+ d7
(2)轨道杂化时,原来成对的电子可以被 激发到空轨道上成单电子。
(3)n 个原子轨道组合成 n 个杂化轨道。
分子结构和晶体结构一
![分子结构和晶体结构一](https://img.taocdn.com/s3/m/edd1f9bcc9d376eeaeaad1f34693daef5ff71374.png)
分子结构和晶体结构一分子结构和晶体结构一分子结构和晶体结构是固体物质中两种不同的结构形式。
分子结构是由分子组成的,每个分子由原子通过共价键连接而成。
而晶体结构则是由原子、离子或分子按照一定的几何排列方式组成的。
下面将对分子结构和晶体结构进行详细描述。
分子结构是由分子构成的,每个分子由原子通过共价键连接而成。
在分子结构中,原子之间通过共享电子来维持稳定性。
这种共价键连接使得分子具有一定的几何形状。
例如,水分子(H2O)由一对氢原子和一个氧原子通过共价键连接而成,形成一个角度为104.5度的V形分子结构。
分子结构的稳定性取决于原子之间共享电子的强度和方向性。
不同的原子之间可以通过不同类型的共价键连接,如单键、双键或三键。
这些键的强度和方向性不同,因此形成了不同形状和稳定性的分子结构。
分子结构的性质在很大程度上取决于分子之间的相互作用力。
主要的相互作用力包括范德华力、氢键、离子-电偶极相互作用和疏水作用等。
分子之间的这些相互作用力决定了分子在固体、液体或气体形态下的行为。
在固体中,分子结构之间的相互作用力相对较强,从而形成了固态晶体。
分子结构的固态晶体通常具有高熔点、高稳定性和明确的结构。
与分子结构相比,晶体结构是由原子、离子或分子按照一定的几何排列方式组成的。
晶体结构在空间中由周期性的结构单位重复排列而成,这个重复单位被称为晶胞。
晶胞由晶体中所含原子、离子或分子的最小可重复单位组成。
晶胞包括晶格点和晶格向量。
晶格点是晶体结构中原子、离子或分子所处的位置,而晶格向量则是晶格点之间的连线。
晶体结构可以分为几种不同的类型,主要包括离子晶体、共价晶体和分子晶体。
离子晶体是由正负离子按照一定比例组成的晶体,如氯化钠(NaCl)晶体。
共价晶体由共价键连接的原子组成,如金刚石(C)晶体。
分子晶体由分子间的范德华力和氢键等相互作用力组成,如冰(H2O)晶体。
每种晶体结构都有其特定的性质和结构。
晶体具有规则的几何形状、明确定义的晶面和晶体学符号,这些特征使得晶体具有良好的光学、电学和磁学性质,并且可以通过X射线衍射等技术进行结构分析。
分子结构与晶体结构
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分子结构与晶体结构一.选择题1.反应的焓变可代表KCl晶格能的是()(A)K+(g)+Cl-(g)=KCl(s)(B)K(g)+Cl(g)=KCl(s)(C)K(s)+Cl(s)=KCl(s)(D)K(s)+1/2Cl2(g)=KCl(s)2.反应的焓变可代表NaCl晶格能的是()(A)Na(g)+Cl(g)=NaCl(s)(B)Na(g)+1/2Cl2(g)=NaCl(s)(C)Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(g)(D)Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)3.极化能力最强的离子应具有的特性是()(A)离子电荷高、离子半径大(B)离子电荷高、离子半径小(C)离子电荷低、离子半径小(D)离子电荷低、离子半径大4.能和钠形成最强离子键的单质是()(A)H2(B)O2(C)F2(D)Cl25.关于晶格能,下列说法中正确的是()(A)晶格能是指气态阳离子与气态阴离子生成1mol离子晶体所释放的能量(B)晶格能是由单质化合成1mol离子化合物时所释放的能量(C)晶格能是指气态阳离子与气态阴离子生成离子晶体所释放的能量(D)晶格能就是组成离子晶体时,离子键的键能6.下列各组离子中,离子的极化力最强的是()(A)K+,Li+(B)Ca2+,Mg2+(C)Fe3+,Ti4+(D)Sc3+,Y3+7.下列各组离子中,离子的变形性最大的是()(A)I-,S2-(B)F-,Br-(C)Cl-,O2-(D)N3-,H-8.比较下列各组物质的熔点,正确的是()(A)NaCl>NaF(B)CCl4>CBr4(C)H2S>H2Te(D)FeCl3<FeCl29.下列有关离子变形性的说法中,不正确的是()(A)外层8电子构型的离子的变形性小于其他电子构型的离子(B)同一元素不同价态的负离子中,所带电荷越多变形性越小(C)同种原子形成的阴离子比阳离子变形性大(D)离子半径大,则变形性大(其他条件相同)10.下列物质中,既有离子键又有共价键的是()(A)KCl(B)CO(C)Na2SO4(D)NH4+11.试判断下列说法,正确的是()(A)离子键和共价键相比,作用范围更大(B)所有高熔点物质都是离子型的(C)离子型固体的饱和水溶液都是导电性极其良好的(D)阴离子总是比阳离子大12.下列物质中,既有离子键,又有共价键的是()(A)AlCl3(B)SiC(C)CaC2(D)BN13.下列各组离子化合物的晶格能变化顺序中,正确的是()(A)MgO>CaO>Al2O3(B)LiF>NaCl>KI(C)RbBr<CsI<KCl(D)BaS>BaO>BaCl214.下列物质熔点变化顺序中,不正确的是()(A)NaF>NaCl>NaBr>NaI(B)NaCl<MgCl2<AlCl3<SiCl4(C)LiF>NaCl>KBr>CsI(D)Al2O3>MgO>CaO>BaO15.试判断下列说法,正确的是()(A)ⅠA,ⅡA,ⅢA族金属的M3+阳离子的价电子都是8电子构型(B)ds区元素形成M+和M2+阳离子的价电子是18+2电子构型(C)ⅣA族元素形成的M2+阳离子是18电子构型(D)d区过渡金属低价阳离子(+1,+2,+3)是9~17电子构型16.下列离子中,离子的磁矩最大的是()(原子序数:V23,Cr24,Mn25,Ni28)(A)V2+(B)Ni2+(C)Cr3+(D)Mn2+17.用Born-Haber循环计算晶格能时,最不合适的化合物是()(A)NaCl(B)MgO(C)CaCl2(D)BN18.18电子构型的阳离子在周期表中的位置是()(A)s和p区(B)p和d区(C)p和ds区(D)p,d和ds区19.下列离子半径大小顺序正确的是()(A)F->Na+>Mg2+>Al3+>O2-(B)O2->F->Na+>Mg2+>Al3+(C)O2->F->Al3+>Mg2+>Na+(D)Na+>Mg2+>Al3+>F->O2-20.下列分子中,两个相邻共价键间夹角最小的是()(A)BF3(B)H2S(C)NH3(D)H2O21.下列分子中相邻共价键的夹角最小的是()(A)BF3(B)CCl4(C)NH3(D)H2O22.下列说法中正确的是()(A)共价键仅存在于共价型化合物中(B)由极性键形成的分子一定是极性分子(C)由非极性键形成的分子一定是非极性分子(D)离子键没有极性23.下列分子中,具有配位键的是()(A)CO(B)CO2(C)NH3(D)H2O24.下列化学键中,极性最弱的是()(A)H-F(B)H-O(C)O-F(D)C-F25.下列叙述中正确的是()(A)F2的键能低于Cl2(B)F的电负性低于Cl(C)F2的键长大于Cl2(D)F的第一电离能低于Cl26.下列分子中含有两个不同键长的是()(A)CO2(B)SO3(C)SF4(D)XeF427.下列说法中不正确的是()(A)σ键比π键的键能大(B)形成σ键比形成π键电子云重迭多(C)在相同原子间形成双键比形成单键的键长要短(D)双键和叁键都是重键28.下列原子轨道中各有一个自旋方向相反的不成对电子,则沿x轴方向可形成 键的是()(A)2s-4d z2(B)2p x-2p x(C)2p y-2p y(D)3d xy-3d xy29.下列原子轨道的n相同,且各有1个自旋方向相反的不成对电子,则x轴方向可形成π键的是()(A)p x-p x(B)p x-p y(C)p y-p z(D)p z-p z30.下列分子或离子中,键角最大的是()(A)XeF2(B)NCl3(C)CO32-(D)PCl4-31.下列分子中C与O之间键长最短的是()(A)CO(B)CO2(C)CH3OH(D)CH3COOH32.下列说法中,正确的是()(A)相同原子间的双键键能是单键键能的两倍(B)原子形成共价键的数目,等于基态原子的未成对电子数(C)分子轨道是由同一原子中能量近似、对称性匹配的原子轨道线性组合而成(D)p y和d xy的线性组合形成π 成键轨道和π*反键轨道33.下列分子中,离域π键类型为∏33的是()(A)O3(B)S O3(C)NO2(D)HNO334.下列分子和离子中中心原子成键轨道不是sp2杂化的是()(A)NO3-(B)HCHO(C)CH2CHCl(D)NH335.OF2分子的中心原子采取的杂化轨道是()(A)sp2(B)sp3(C)sp(D)dsp236.下列化合物中不存在的是()(A)BN(B)POCl3(C)OF6(D)SiF437.NCl3分子中,N原子与三个氯原子成键所采用的轨道是()(A)二个sp轨道,一个p轨道成键(B)三个sp3轨道成键(C)p x p y p z轨道成键(D)三个sp2轨道成键38.下列分子中的电子为奇数的分子是()(A)F2O(B)NO2(C)CO(D)Cl2O739.CH4分子中,C─H键是属于()(A)离子键(B)p-p 键(C)s-sp3 键(D)配位共价键40.水分子中氧原子的杂化轨道是()(A)sp(B)sp2(C)sp3(D)dsp241.下列关于O22-和O2-的性质的说法中,不正确的是()(A)两种离子都比O2分子稳定性小(B)O22-的键长比O2-键长短(C)O22-是反磁性的,而O2-是顺磁性的(D)O2-的键能比O22-的键能大42.在气态C2中,最高能量的电子所处的分子轨道是()(A) σ2p(B)σ*2p(C)π2p(D)π*2p43.互为等电子体的是()(A)CO,NO,NaH,N2(B)SO2,NO2+,N3-,OCN-(C)CO32-,NO,BCl3,SO3(D)NH3,PH3,HCl,C244.下列各分子或离子中,最稳定的是()(A)N2(B)N2+(C)N2-(D)N22+45.下列分子或离子中,呈反磁性的是()(A)B2(B)O2(C)CO(D)NO46.下列分子和离子中,中心原子杂化轨道类型为sp3d,且分子(离子)构型为直线型的是()(A)ICl2-(B)SbF4-(C)IF3(D)ICl4-47.下列分子或离子中,显反磁性的是()(A)O2(B)O2-(C)O2+(D)O22-48.N和O并不存在类似PCl5,SF6的化合物,其原因是()(A)N和O的原子半径太小(B)N和Cl,O与F之间的电负性差太小(C)N和O是第二周期的元素,不存在d轨道(D)目前尚无法解释49.按分子轨道理论,O2-的键级是()(A)1(B)2(C)11/2(D)21/250.按分子轨道理论,O2,O22-,O2+的稳定性由大到小的顺序是()(A)O2>O2+>O22-(B)O2+>O2>O22-(C)O22->O2>O2+(D)O2+>O22->O251.按分子轨道理论,N2,N2-,N22-的稳定性由大到小的顺序是()(A)N22->N2->N2(B)N2>N2->N22-(C)N2->N22->N2(D)N2->N2>N22-52.下列分子或离子中,磁性最强的是()(A)O2(B)O2-(C)O2+(D)O22-53.下列各组双原子分子中,均具有顺磁性的是()(A)O2,B2(B)C2,O2(C)B2,Be2(D)Be2,O254.下列分子中至少有两个不同长度的键的是()(A)CS2(B)BF3(C)SF4(D)XeF455.下列各对物质中,是等电子体的为()(A)O22-和O3(B)C和B+(C)He和Li(D)N2和CO56.CO2分子中,碳原子轨道采取的杂化方式是()(A)sp(B)sp2(C)sp3等性杂化(D)sp3不等性杂化57.在下列物质中,氧原子间化学键最稳定的是()(A)O22-(B)O2-(C)O2(D)O2+58.下列分子中存在单电子 键的是()(A)CO(B)NO(C)B2(D)NO+59.下列分子中,中心原子以sp3d2杂化的是()(A)IF5(B)PCl5(C)SF4(D)XeF260.下列双原子分子或离子中,键级为21/2的是()(A)N2(B)H2+(C)O22-(D)NO61.下面四种分子或离子中,不存在 键的是()(A)CO2(B)C2H4(C)CN-(D)CH462.根据分子轨道理论,下列分子或离子中键级最高的是()(A)O22+(B)O2+(C)O2(D)O2-63.下列各组原子轨道中不能叠加成键的是()(A)p x—p x(B)p x—p y(C)s—p x(D)s—p z4564.用分子轨道理论来判断下列说法,不正确的是()(A)N2+的键能比N2分子的小(B)CO+的键级是2.5(C)N2-和O2+是等电子体系(D)第二周期同核双原子分子中,只有Be2分子不能稳定存在65.根据分子轨道中电子排布,下列分子的稳定性大小顺序为()(A)O 2>O 2+>O 2->O 22-(B)O 22->O 2->O 2+>O 2(C)O 2+>O 2->O 22->O 2(D)O 2+>O 2>O 2->O 22-66.第二周期元素双原子分子中有未成对电子的分子有()(A)O 2,Be 2两种(B)C 2,N 2两种(C)B 2,O 2两种(D)Be 2,C 2两种67.按分子轨道理论,下列分子(离子)中键级等于2的是()(A)O 2-(B)CN -(C)Be 2(D)C 268.当H 和F 沿z 轴结合成HF 分子时,F 原子中和H 的1s 轨道对称性相同的轨道有___________,其中因能量不匹配而不能和1s 组成有效分子轨道有_______。
物质结构
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sp2杂化 1个ns轨道和2个np轨道杂化形成3个sp2杂 ns轨道和2 np轨道杂化形成3 轨道和 轨道杂化形成 化轨道
杂化轨道与3 如 BF3 : 3 个 sp2 杂化轨道与 3 个 F 原子的轨道 重叠形成3个键。 重叠形成3个键。 分子形状为平面三角形( 原子处于中心, 分子形状为平面三角形(B原子处于中心, 处于三个顶点上),属于这类的还有: ),属于这类的还有 3个F处于三个顶点上),属于这类的还有: BlC3、BBr3等。
为了解决这一问题, 为了解决这一问题,1931年鲍林在价 年鲍林在价 键理论的基础上提出了杂化轨道理论, 键理论的基础上提出了杂化轨道理论,补 充说明价键理论的不足。 充说明价键理论的不足。
3、杂化轨道理论 (1)轨道的杂化 在同一个原子中能量相近的不同类型的几 个原子轨道在成键时可以相互叠加而组成同等 数量的能量完全相同的杂化原子轨道。 数量的能量完全相同的杂化原子轨道。 原子形成杂化轨道的一般过程 激发 杂化 轨道重叠
构造原理只是对大多数元素的电中性基 构造原理只是对大多数元素的电中性基 大多数元素的电中性 态原子组态的总结,周期表中约有20 20种元素 态原子组态的总结,周期表中约有20种元素 基态原子组态不满足构造原理 的电中性基态原子组态不满足构造原理。 的电中性基态原子组态不满足构造原理。 离子的电子排布式 当原子失去电子形成阳离子时,总是首 当原子失去电子形成阳离子时, 先失去最外层电子。 先失去最外层电子。 如:Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 : Fe2+:1s22s22p63s23p63d6
(2)共价键的特点: 共价键的特点:
(1)饱和性 (1)饱和性 一的电子配对,形成共价键。 几个自旋相反的电子配对,形成共价键。 (2) 方向性 s-p、p-p、p-d原子轨道的重叠都 有方向性
分子结构与晶体结构
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分子结构与晶体结构首先,分子结构是由分子间的化学键连接而成的,是一种离散的、不规则的排列方式。
分子结构所组成的物质通常是气体、液体或溶液形态。
分子结构的特点包括:1.分子之间通过化学键连接,分子间力较弱,可以通过能量的变化来改变分子之间的位置。
2.分子结构可以是线性的、非线性的或者是支链状的。
3.分子之间的距离相对较远,一般在纳米的量级。
4.分子结构的稳定性相对较低,容易受到外界的影响。
相比之下,晶体结构是由原子或分子按照一定的规则、有序地排列而成的,是一种具有长程有序性的结构。
晶体结构所组成的物质通常是固体形态。
晶体结构的特点包括:1.晶体的构成基本单位是晶胞,晶胞通过晶格点连接而成。
2.晶体结构的排列方式有规律,具有周期性性质。
3.晶体结构的稳定性较高,分子之间的力较强,难以改变晶体的形态。
4.晶体结构中的原子或分子之间的距离较小,一般在埃的量级。
分子结构和晶体结构在形成机制上也有显著的不同。
分子结构的形成是由化学反应或物理性质导致的,当温度或其他条件变化时,分子之间的键连接可以相对容易地断裂或改变,从而形成新的分子结构。
而晶体结构的形成主要是由原子或分子之间的长程吸引力相互作用导致的,它们在结晶过程中会按照特定的规则排列,形成稳定的晶体结构。
分子结构和晶体结构在性质上也存在差异。
由于分子结构的离散性和分子之间较弱的连接力,分子结构的物质通常具有较低的熔点和沸点,并且容易变化。
而晶体结构由于原子或分子之间较强的相互作用力导致,晶体具有较高的熔点和沸点,并且在相变时需要吸收或释放较大的能量。
最后,分子结构和晶体结构在应用上有着不同的方向。
分子结构的应用主要集中在化学和生物领域,如有机合成、药物研发、生物大分子的结构与功能等。
而晶体结构的应用涉及到材料科学、能源存储、光电子学等领域,晶体结构的稳定性和周期性特征使其具有很高的物理性能和应用价值。
综上所述,分子结构和晶体结构是物质呈现不同组织形态的两种方式。
分子结构和晶体结构(一)
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SCl2(g) ________ ________ ________
XeF2(g) _______025 COCl2(ClCCl = 120°,OCCl = 120°)中心原子的杂化轨道的类型是_____,该分子 中 键有___________个, 键有____________个。PCl3(ClPCl = 101°)中心原子的杂化轨 道是______________,该分子中 键有_____________个。 1026 原子轨道线性组合分子轨道的三条原则是: (1)____________________, (2)___________________,(3)____________________。 1027 氧分子的分子轨道式为______________________________,键级为________________。
1003 极化能力最强的离子应具有的特性是……………………………………………… ( (A) 离子电荷高、离子半径大 (B) 离子电荷高、离子半径小 (C) 离子电荷低、离子半径小 (D) 离子电荷低、离子半径大 1004 按顺序(用符号>或<)排列下列各组物质的性质:
(1)BaO,CaO,NaI,MgO,NaBr 的晶格能大小:______________________________; (2)K,As,Cl,Cs,Ni 的电离能大小:________________________________________。 1005 从以下热力学数据计算 AlF3 的晶格能。
)
根据价层电子对互斥理论,PCl3 分子的几何构型是________,XeF2 分子的几何构型是 ________,SnCl2 的几何构型是 __________,AsF5 分子的几何构型是________,ClF3 分子 的几何构型是________。 1012 判断下列物种的空间几何构型,并指出中心原子(离子)的杂化轨道 分子或离子 HgCl2 Ni(CO)4 XeF4
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Ⅳ、氢键类型及对物性的影响 分子内和分子间氢键 2、原子晶体 共价物质的另一类晶体 ①定义:占据晶格结点的质点为原子,原子间通过共 价键规则排列,形成的宏观聚集体。 ②特征: 不存在独立的小分子 高熔沸点、高硬度 热电不良导体 加工性能差 3、混合型晶体——石墨 、混合型晶体——石墨
第四节 金属键与金属晶体
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 引言] 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) 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 概念:破坏1mol气态化学键(化学式表示)变成气态 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。
Ⅲ、三种存在范围: 取向力——极性分子间 取向力——极性分子间 诱导力:极性分子间、极性——非极性分子 诱导力:极性分子间、极性——非极性分子 色散力:所有分子之间。 Ⅳ、影响因素: 取向力:分子间距离的六次方成反比,与温度成反比,与固有偶极 成正比。 诱导力:分子间距离的六次方成反比,与温度成反比,与变形性成 正比。 色散力:分子间距离的六次方成反比,与温度成反比,与变形性成 正比。 相对大小:色散力>>取向力>诱导力。
五、共价物质的晶体结构 共价键的饱和性, 共价键的饱和性,使一些以共价键结合的物质以小分子 形式存在。 1、分子间作用力(Van氏力)与分子晶体 、分子间作用力(Van氏力) ①范氏力 Ⅰ、分子偶极: 固有偶极 诱导偶极 瞬时偶极:处于不停运动的电子与核产生瞬间相对位移 Ⅱ、范氏力: 取向力: 取向力: 极性分子间,因固有偶极的存在产生的相互作用。 诱导力: 诱导力: 外电场作用下分子产生诱导偶极而发生的作用。 色散力: 色散力: 由瞬时偶极而产生的作用。
= (n + 2 )n
用VB法对O2 Biblioteka B法对O、H2+
形成和性质无法圆满解释。
四、分子轨道理论
立论:原子轨道重新“组合” 要点: 1.能量相近、对称性匹配的不同原子的原子轨道可以“组合”成数 1.能量相近、对称性匹配的不同原子的原子轨道可以“组合”成数 目相等的分子轨道,能级将发生变化。 2.分子轨道类型 2.分子轨道类型 成键分子轨道:能量低于原子轨道,有σ 成键分子轨道:能量低于原子轨道,有σ、π 反键分子轨道:能量高于原子轨道,有σ*、 反键分子轨道:能量高于原子轨道,有σ*、π* 3.电子排布遵循原子结构电子排布原理。 3.电子排布遵循原子结构电子排布原理。 4.分子能级顺序 4.分子能级顺序 5.电子在成键轨道上,体系能量降低,形成化学键; 5.电子在成键轨道上,体系能量降低,形成化学键; 电子在反键轨道上,体系能量升高,不利于形成化学键 小结:MO法计算复杂,描述分子几何构型不够直观。 小结:MO法计算复杂,描述分子几何构型不够直观。
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 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。 键:沿键轴方向,“头碰头” π键:轨道对称轴相互平行,“肩并肩”重叠。 键:轨道对称轴相互平行,“肩并肩” 重叠程度:σ键大于π 重叠程度:σ键大于π键
三、分子的某些性质 1、极性——分子偶极 、极性——分子偶极 表征分子中正、负电荷中心不重合的程度(偶极矩) 表征分子中正、负电荷中心不重合的程度(偶极矩) 分子极性与键的极性关系 非极性键:——非极性分子 非极性键:——非极性分子 极性键: 结构对称——非极性分子 结构对称——非极性分子 结构不对称——极性分子 结构不对称——极性分子 2、分子磁性:表征分子在磁场中行为 顺磁:物质在磁场中因电子自旋产生对着外磁场方向的磁矩 抗磁:两电子自旋相反配对,两个小磁场方向相反而抵消 故主要与物质内部的成单电子结构有关,通过磁性数据, 可得到成单电子数信息。
2.等性、不等性杂化 2.等性、不等性杂化 等性杂化:每个杂化轨道完全等同 不等性杂化:每个杂化轨道不完全等同,即杂化轨道中有不参与 成键的孤电子对。 3.满足轨道最大重叠原理 3.满足轨道最大重叠原理 4.满足化学键之间最小排斥原理 4.满足化学键之间最小排斥原理 (二)杂化类型与分子空间构型: SP SP2 SP3 dSP2 dSP3(SP3d) d2SP3(SP3d2) 直线 三角型 四面体 四边形 三角双锥 八面体 离域键——大 离域键——大π键 形成条件:“肩并肩” 形成条件:“肩并肩”重叠方式,共用电子数小于共用电子原子数 的两倍。 (三)应用: 应用: (四)杂化理论的局限性及应用注意 杂化类型的确定,应根据实验数据(键参数)、对中心原子结 构分析,要灵活掌握。
作 用 力
化 学 键
离子键 金属键 静电 引力 大 强 无 无 大 共价键
分子间作用力 氢 键 范氏力
产生原因 条件 强度 性 方向 质 饱和 极性
共用自 原子间共 氢核吸引高 偶极作 由电子 用电子对 电负性原子 用力 金属 小 F、O、N 分子间 原子间 强 无 无 无 强 有 有 较强 有 有 有 弱 无 无
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: 通常以电负性差大于1.7作为是否为离子键的参考依据 通常以电负性差大于1.7作为是否为离子键的参考依据 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 8e、18e、18+2e、不饱和型
三、晶格能
1、定义:破坏1mol晶体(化学式),形成无限远离 、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 NaX物理性质变化规律
二、离子晶体及其特性: 离子晶体及其特性:
1、晶体: 晶体: 微观粒子(分子、原子、离子) 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。 观聚集体。 晶格结点:微粒所处的位置。 2、晶格结点:微粒所处的位置。 晶胞:重复排列的具有代表性的最小单元。 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 AB型晶体构型: CsCl型 NaCl型 型晶体构型 NaCl型 ZnS型 了解) 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 离子晶体特性: 5、离子晶体特性: 具有较高的熔沸点和硬度; 具有较高的熔沸点和硬度; 脆性,机械加工性能差; 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。 导电性:熔融或水溶液导电,但固体不导电。
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。 问题] 如何说明H 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? 问题] 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。 后建立了两大共价键理论:VB法和M0法。
一、VB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 原子有两个成单电子,B 子,满足自旋反向则形成AB 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。