分子结构4
4分子结构参数对流变性质的影响
4．分子结构参数对流变性质的影响分子论方法所设计的分子链模型，其物理图象清楚、合理，能够正确地描述高分子稀溶液或浓厚体系的结构特点和分子运动；由模型导出的物料函数与溶液和分子链结构参数紧密相关。
如在Rouse-Zimm模型中，由模型导出的本征值、松弛时间、材料函数中含有分子结构参数N、l、M、<h2>、ζ，且考虑了分子热运动、分子链构象变化及溶液浓度等的影响。
通过对本征值函数精确地数学回归分析，可以证明，己能够求出几乎所有流变性质用结构参数表达的解析形式，诸如特性粘数、Flory普适常数、法向应力差系数、柔量、最大松弛时间及动态力学性质等。
通过对模型的改善，对一些更典型的非线性流变性质，如剪切变稀现象、第二法向应力差的存在、应力超越等等，也能给出很好、甚至定量的说明。
通过推广，该理论不仅适用于线型单分散高分子材料的稀溶液，而且也可以用于多分散体系，支化型高分子以及亚浓溶液等情况。
对高分子浓厚体系（浓溶液、熔体），蠕动模型和Doi-Edwards方程不仅正确描述了分子链“缠结”的相互作用形式，将复杂的多链体系简化为一条受到约束的单链体系，从而使问题的处理得以简化，而且得到的物料函数中含有a、L、n、N、分子量M和松弛时间等结构参数，d使人们对材料流变性质的本质有了更深刻的理解。
目前这一理论已广泛应用于诸如流动、扩散、弛豫、熔体结晶、相分离动力学等问题中。
一则由于发展流变本构方程的需要，二则由于材料性质需要全面表征，因此研究材料的流变性质与分子结构参数的依赖关系十分重要。
这种研究目前主要还是通过精确的实验和测量进行的。
高分子的结构可分为链结构（包括近程结构和远程结构）和凝聚态结构（超分子结构）几个层次，影响流变性质的主要层次为超分子结构。
从链结构角度看，凡影响分子链柔顺性的因素，如主链组成、取代基性质、分子链极性大小、支化情形等均将影响其流动性。
这从高分子材料的流动机理——“分段位移的蠕动图象”即容易理解。
第四章 分子结构——分子间的作用力、氢键、离子极化理论
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键的极性的增大 离子键向共价键的过渡 图4-55 由离子键向共价键的过渡
(1) 离子的极化力和变形性 离子的极化力 极化力和
极化力( 极化力(φ )—— 一种离子使邻近的异性离子极化而
变形的能力，通常阳离子极化力占主导 阳离子极化力占主导。 变形的能力，通常阳离子极化力占主导。
Z* φ 极化力 ∝ r
表4-14 分子间的作用能 ⋅mol-1)的分配 分子间的作用能(kJ⋅ 的分配
范德华力对共价化合物物理性质的影响： 范德华力对共价化合物物理性质的影响： 物理性质的影响
分子间范德华力的大小可说明共价化合物间 分子间范德华力的大小可说明共价化合物间 范德华力的大小可说明共价化合物 的物理性质差异： 的物理性质差异： 熔点、沸点的高低，溶解度的大小， 如，熔点、沸点的高低，溶解度的大小， 液化、 等等。 液化、结晶现象及相似相溶原理 ••• 等等。
d→偶极长→正电荷重心和负电荷重心的距离。偶极长 、 →偶极长→正电荷重心和负电荷重心的距离。偶极长d、 偶极子电荷q 是无法测定的， 偶极子电荷 是无法测定的，但偶极矩 µ 可通过实验测得
µ 的单位为 德拜 ， 1D = 3.33×10-30 C·m。 的单位为D(德拜 德拜)， × 。
因为一个电子的电量是1.6× 因为一个电子的电量是 ×10-19C，分子的直径在 -10 m ，分子的直径在10 数量级，所以，分子电偶极矩大小数量级为10 数量级，所以，分子电偶极矩大小数量级为 -30(C·m)。 。
极性分子的这种 固有偶极叫做 叫做永久偶 固有偶极叫做永久偶 极矩µ 。 外电场影响下所 外电场影响下所 产生的偶极叫 产生的偶极叫诱导偶 诱导偶极矩(∆ 极。诱导偶极矩 ∆µ) 的大小与外电场强度 成正比。 成正比。
高中化学4 分子空间结构与物质性质第二单元 配合物是如何形成的3
煌敦市安放阳光实验学校专题4 分子空间结构与物质性质第二单元配合物是如何形成的课前预习问题导入CH4中的C原子和NH3中的N原子同样是发生sp3杂化，为什么两者的分子空间构型不同？答：在形成氨分子时，氮原子中的原子轨道也发生了sp3杂化，生成四个sp3杂化轨道，但所生成的四个sp3杂化轨道中，只有三个轨道各含有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键，另一个sp3杂化轨道中已有两个电子，属于孤对电子，不能再与氢原子形成σ键了。
所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。
因为氮原子的原子轨道发生的是sp3杂化，所以四个sp3杂化轨道在空间的分布与正四面体相似。
又因四个sp3杂化轨道中的一个轨道已有一对电子，只有另外三个轨道中的未成对电子可以与氢原子的1s电子配对成键，所以形成的氨分子的立体构型与sp3杂化轨道的空间分布不同，氨分子的构型为三角锥形。
由于氨分子中存在着未成键的孤对电子，它对成键电子对的排斥作用较强，所以使三个N—H键的空间分布发生一点变化。
知识预览1.配位键(1)用电子式表示NH＋4的形成过程__________。
(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。
配位键可用A→B形式表示，A是提供孤对电子的原子，叫做电子对给予体，B是接受电子的原子叫接受体。
(3)形成配位键的条件形成配位键的条件是有能够提供__________的原子，且另一原子具有能够接受__________的空轨道。
常用的表示符号为__________。
2.配位化合物(1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反离子方程式。
____________________________________________________________________ __；____________________________________________________________________ __。
普通化学：第二章-原子结构、分子结构与化学键4
作业：P71：2，3，4，5，6；P83：2；3；P81：9； 更正：P71: 3. 给出电子在l = 4的5g 轨道的所有可能的量子数。
说明为什么不存在3f 轨道或4g 轨道。
为什么说只有原子序数从122 (121)开始的元素，5g 轨道才被电子所占有。
五、 多电子原子的核外电子排布i) 处理多电子原子的结构，必须采用近似方法 中心场近似只考察其中一个电子的运动，而把原子核对它的库仑吸引以及其他N -1个电子对它的库仑排斥笼统地看成是一个处在原子中心的正电荷Z* 对它的库仑吸引：V = -*2Z e 4r πε通过这个势函数，多电子原子就可以简单地当作单电子原子来处理。
这样，上一节处理单电子原子的全部结果，只要略作修正，都适用于多电子原子。
在多电子原子中，电子的运动状态也是由n , l , m l 和m s 四个量子数决定的，电子在由这四个量子数所决定的各运动状态上的空间分布特征完全和在单电子原子中一样。
在电荷为Z*的中心场作用下运动的电子的能量为：E = -Z m e h e *2422028n ε＝-Z Eh *222nZ*称为作用在电子上的有效核电荷：Z* = Z -σσ称为屏蔽常数，其意义是：一个核电荷为Z (>1) 的多电子原子，作用在电子上的电荷不再是核电荷Z，而是扣除了其它电子的屏蔽作用以后的有效核电荷Z*。
要了解多电子原子的电子结构，关键在于确定其它电子对被考察的电子的屏蔽常数。
电子的“屏蔽作用”是广义的，它包括了内层电子的真实的屏蔽作用，也包括了同层电子及外层电子的排斥作用。
这是氢原子的1s, 2s, 3s轨道的边界图，每个球包含约90％的电子密度。
简单地讲，轨道尺寸正比于n2。
内层电子对外层电子的屏蔽效应大，外层电子对内层电子的屏蔽效应小。
ii) 斯莱特规则在量子力学中，这个屏蔽作用是通过光谱实验数据得到的。
1930年，美国的斯莱特(J. C. Slater) 提出了一套估算屏蔽常数的半经验规则，按量子数n和l的递增，把多电子原子的原子轨道按如下的顺序分组：(1s) (2s, 2p) (3s, 3p) (3d) (4s, 4p) (4d) (4f) (5s, 5p)……可以按下面的简单规则估算一个电子对另一个电子的屏蔽系数：1. 处在右面的各轨道组内的电子对左面轨道组内的电子没有屏蔽作用，屏蔽系数为0；2. 在同一轨道组内的电子，除(1s)组的二个电子间的屏蔽系数为0.30外，其它各轨道组内电子间的屏蔽系数都是0.35；3. 主量子数为n-1的各轨道组内的电子对(ns, np)组各电子的屏蔽系数为0.85；4. 主量子数等于和小于n-2的各轨道组内的电子对(ns, np)组各电子的屏蔽系数均为1.00；5. 处在(nd)或(nf)组左面的各轨道组内的电子对(nd)或(nf)组内电子的屏蔽系数均为1.00。
分子结构4 PPT课件
第七章 化学键与分子结构
二、氢键的形成
如 HF分子之间的氢键，F － H ····F － H 又如水分子之间的氢键
氢键的形成有两个条件： 有与电负性大且半径小的原子 ( F，O， N ) 相连的H ； 在附近有电负性大，半径 小的原子 ( F，O，N ) 。
第四节 分子间作用力和氢键
5、为什么常温下Cl2是气体，Br2是液体，I2是固体？
第四节 分子间作用力和氢键
F－H···F E/kJ ·mol-1 28.0
O－H···O 18.8
N－H···N 5.4
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构 氢键有分子间氢键和分子内氢键
H OO
N O
分子间氢键
OH
N
O
O
分子内氢键
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
四、氢键对化合物性质的影响 1、对分子熔沸点的影响
取向力 诱导力 色散力
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
一、取向力
两个永久偶极间存在的同极相斥、异极相吸的定向作用
+
+_ +_
+_
_
分子离得较远
取向
取向力只存在于极性分子之间。
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
二、诱导力
由于诱导偶极－永久偶极之间相互作用所产生的。
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构 3、永久偶极------极性分子本身所固有的
极性分子放入电场中
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
7-4-2 分子间作用力
高中化学： 物质结构与性质(4) 分子的空间结构
(2)图乙中，1号C的杂化方式是_______，该C与相邻C形成的键角____(填“>”“<”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
sp3杂化
<
(3)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。
CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减。
变式5.石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。
(1)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为_____。
sp杂化
sp2杂化
sp3杂化
题后归纳
考点突破2：键角的大小比较
考点突破
例2.(1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“＞”“＜”或“＝”)：①BF3________NCl3，H2O________CS2。②H2O________NH3________CH4，SO3________ 。③H2O________H2S，NCl3________PCl3。④NF3________NCl3，PCl3________PBr3。(2)在 分子中，键角∠HCO________(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH。理由是_____________________。
三角锥形
sp3
(2)CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是______。(3)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为__________。(4)在硅酸盐中， 四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化轨道类型为_____，Si与O的原子数之比为______，化学式为_________________。
高一生物dna分子的结构4
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传送出去了,现在却又被传送回来了? 牛破天和牛烟花对视一眼,纷纷发现对方眼中の惊骇和恐惧,事物反常必妖,如果不是传送阵出了问题,那么,就要出大事了！ "咻！" 修易神王脸色变得铁青,手中の三角形石头再次闪电般射出,他想在试一次,他不接受这样の结局. "唉…别试了,你 呀就是传送一万次,最终都会传送回来の！" 这时一条幽幽の声音响起,让修易神王の动作一滞,也让场中の喧闹声顿止,而后修易神王の手开始颤抖起来,就连手上の三角形石头,也从手里滑落,砸在地面刻着繁琐の图案の石板上,发出清脆の响声. "莫…莫大人?" 修易神王发白の嘴唇哆 嗦起来,眼睛死死盯着北方,发出几个颤音.牛破天牛战天看到修易神王如此神色,脸色也瞬间变得铁青,而牛烟花却是自嘲の苦笑起来,嘴角の那抹残血更加の鲜yaw起来. "修易,你呀做了一件错事！" 北方一条身影慢慢走来,这身影很诡异,众人感觉她行走の非常缓慢,但是眨眼间却已经 到了众人の面前.来人明显是一些女人,身穿绿袍,身材和少女般很是娇不咋大的,嗯,不知道相貌,眼睛很漂亮,很迷人！ 等等！ 无数人这时都迷惑起来,为何不知道相貌?为何看到她脸の时候,会不知不觉の被她の这双眼睛吸引过去,从而完全看不清她の相貌? 不对！ 这双眼睛有问题, 因为众人发现,当所有人看向这双美丽の眼睛の时候,他们の目光变再也离不开了,就连闭上都不行.天地之间似乎只剩下这双眼睛,这双迷人漂亮の眼睛.并且让他们更为惊恐の是,他们发现不光是眼睛不能动,身子也不能动了.这不是身子被禁锢被冻结了,而是他们の灵魂根本不能指挥他 们の身体了. 这,是一些修炼灵魂の强者. 烟花部落众人只有牛破天和牛烟花知道,这是一些修炼灵魂の强者,并且造诣很高,非常之高！两人虽然清楚,但是同样
4化学键与分子结构
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 4）sp3d杂化： 如PCl5：P原子的外层电子分布：3S23P3
36
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空 间构型与分子的空间构型。 4）sp3d杂化： 如PCl5：∴ PCl5分子 的空间构型为三角 双锥，如右图所示：
4
• 讨论共价键的理论有价键理论、杂 化轨道理论（改进后的价键理论）、 价层电子对互斥理论、分子轨道理 论。本节主要运用价键理论讨论共 价键的形成、特点和键型；应用杂 化轨道理论讨论分子的空间构型。
5
一.共价键的本质与特点 1.共价键的形成：
（1）量子力学处理Hz： 1927年W.Heitler（海特勒）和F.Lodon（伦敦）
在原子结构中，电子分布符合能量最 低原则。基态是原子最稳定状态。
但是自然界中却发现，绝大多数元素 不以原子形式存在，而以化合物形 式存在，并且的原子数总是符合一 定比例的结合 Na － Cl ， H2 － O ，
说明化合物中的元素之间，存在着内 在地关系；说明原子并非是最稳定 的状态。
1
同时注意到唯独稀有气体，总是以单 原子存在于自然界。
cos
1
1 4
11
1 3
4
θ=109028`
29
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 3）sp3杂化： – CH4、CCl4: CH4、CCl4为正四面体，如下图所示：
30
三．杂化轨道与分子的空间构型：
3.杂化轨道类型与分子的空间构型与分子的空间构型。 3）sp3杂化： –CHCl3: CHCl3为四面体形：
第4章 分子结构习题
第4章分子结构习题第四章分子结构习题目录一判断题；二选择题；三填空题；四回答问题一判断题1氢氧化钠晶体中既有离子键，又有共价键。
（ 2离子晶体中的化学键都是离子键。
（ 3 CO分子含有配位键。
（）4 NaCl(s)中正、负离子以离子键结合，故所有金属氯化物中都存在离子键。
（） 5非金属元素组成的化合物都不是离子化合物。
（）6所有分子的共价键都具有饱和性与方向性，而离子键没有饱和性与方向性。
（ 7某原子所形成共价键的数目，等于该原子基态时未成对电子的数目。
（） 8键能越大，键越牢固，分子也越稳定。
（））））9 N2分子中有叁键，氮气很不活泼；因此所有含有叁键的分子都不活泼。
（） 10双原子分子键能等于该物质的生成焓。
（） 11共价型分子的键能等于其键离解能。
（）12反应HCl(g)→H(g)+Cl(g)的?rH=431kJ・mol-1，即H-Cl键能为431kJ・mol-1。
（ 13乙烯加氢生成乙烷，丙烯加氢生成丙烷。
这两个反应的摩尔焓变几乎相等。
（）14共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
（）15相同原子间的叁键中必有一个?键，两个?键，?键不如?键稳定。
所以叁键键能一定小于三倍的单键键能。
（）16相同原子间双键的键能等于单键键能的两倍，叁键键能等于单键键能的三倍。
（）17烷烃分子中C-C键的键能大于炔烃分子中C?C键能的三分之一。
（）18对于气相反应来说，如果反应物的摩尔键焓总和小于生成物的摩尔键焓总和，则反应的摩尔焓变为负值。
（））19氟的电负性大，原子半径小，所以F2分子的键能比Cl2、Br2、I2分子的键能大。
（） 20任何共价单键的键长均大于共价双键或共价叁键的键长。
（） 21烷烃分子中C-C键的键长是炔烃分子中C?C键长的三倍。
（）22中心原子轨道杂化方式相同，形成的分子空间几何构型也一定相同。
（） 23中心原子所形成的杂化轨道数等于参加杂化的原子轨道数。
（）24同一原子中能量相近的原子轨道进行杂化，是形成杂化轨道的基本条件之一。
专题四 分子空间结构与物质性质
分子 合矢量为零则为非极性 矢量分析法 分子 合矢量不为零则为极性
分子极性对物质性质的影响
水（极性） 四氯化碳（非极性） 碘（非极性） 微溶 易溶 氯化氢（极性） 极易溶 难溶
1.分子的极性对物质溶解性的影响 “相似相溶规则”——一般地，由极性分子构 成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成 的物质易溶于非极性溶剂。 离子键视为强极性键，离子晶体易溶于水。
D．两个碳原子之间的键为两个π键
4.下列分子中的中心原子的杂化轨道属于sp杂化的是
( C )
A．CH4
B．C2H4
C．C2H2
D．NH3
5.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键 的孤电子对，运用价层电子对互斥理论，下列 说法正确的是( C ) A．若n＝2，则分子的空间构型为V形 B．若n＝3，则分子的空间构型为三角锥形 C．若n＝4，则分子的空间构型为正四面体形 D．以上说法都不正确 6.用价层电子对互斥理论预测 H2S和BF3的立体结构，
(5) 以 极 性 键 相 结 合 ， 具 有 V 形 结 构 的 极 性 分 子 是 _______________________________________ 。 H2O
HF (6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是_____
3．下列叙述中正确的是( D )
练习
1．下列分子中，所有原子不可能共处在同一平
面上的是( C )
A．C2H2 B．CS2 C．NH3 D．C6H6 2．下列说法中，正确的是( B ) A．由分子构成的物质中一定含有共价键 B．形成共价键的元素不一定是非金属元素 C．正四面体结构的分子中的键角一定是109.5° D．CO2和SiO2都是直线形分子
§4.1.2分子的极性
第四章 分子结构——共价键理论(1)
从分子轨道考察共价键成因：
H2成键、反键轨道可 分别用几种图形表示如下：
2
1
从电子云考察共价键成因：
在成键、反键两种状态下， 电子云可分别用几种图形表示为:
|2|2
|1|2
电子对是“忠诚的伴侣”吗?
浮 想 联 翩
电子配对是最常见的化学成键方式，所以，一种相当 普遍的看法是：未成对的电子倾向于成对，甚至称电子对 是“忠诚的伴侣”。应当注意：这种观点并不正确！ 电子成对并不是由于它们“喜欢”这样作，毕竟，它 们 都是带负电的粒子，即使自旋相反，也仍有库仑排斥。电 子成对是由于它们都想占据低能量空间轨道，而Pauli原理 严禁自旋相同的两个电子进入同一空间轨道，只对自旋相 反的电子开绿灯的结果。若有简并轨道可用，它们倾向于 自旋平行，分占简并轨道，这是Hund规则的基本内容。
(2)成键原理
1931年，Pauling,L.和Slater,J.C.应用量子力学对 H2 的处理结果，并加以发展，提出现代价键理论：
(a)电子配对原理：
键合原子各自提供自旋相反的未成对电子彼此配对，
形成稳定的共价键，电子对为两个原子所共有。
(b)能量最低原理 ：
自旋相反的电子组成的电子对有一定的稳定能，由 于核间电子云密集，体系能量降低。
④ 同年，鲍林为了说明CH4等分子的结构提出轨道杂化 理论( Hybrid Orbital Theory)，进一步对VB法进行补充
⑤1932年，Mulliken,R.S.和Hund,F.应用量子力学对H2+ 的处理结果：(D理 = 255.7 kJ· -1，R0 = 106pm) mol 提出分子轨道理论 (Molecular Orbital Theory) MO法。 ⑥ 1940年，Sidgwick,N.N. 和 Powell 发现：分子或原子团的形状
DNA分子的结构 课件 4
新的疑问： 新的疑问：
1、DNA的结构是怎样的？ 2、DNA是如何实验遗传功能的？（信息的表达、传递、 存储、改变）
双螺旋：寂静的登场 双螺旋：
分子结构的发现， 1、DNA分子结构的发现，在当年并未引起很大的轰动，科学史家奥尔贝的话来说 分子结构的发现 在当年并未引起很大的轰动， 双螺旋悄然登场亮相” 是“双螺旋悄然登场亮相”。 2、“这个构造拥有一些全新的特征，对生物学来说具有相当的意义。”这句话， 这个构造拥有一些全新的特征，对生物学来说具有相当的意义。 这句话， 可是科学史上最出名的低调表述之一。这是1953年4月25日出版的那期《自然》 可是科学史上最出名的低调表述之一。这是 年 月 日出版的那期《自然》 日出版的那期 沃森（ 中，沃森（James D. Watson）与克里克（Francis H. C. Crick）文章中的一 ）与克里克（ ） 句话，他们在文章中提出了DNA构造的双螺旋模型；50年后沃森也承认，当 构造的双螺旋模型； 年后沃森也承认 年后沃森也承认， 句话，他们在文章中提出了 构造的双螺旋模型 年他们并没有预想到这项突破会为我们开启了分子生物学及遗传学的大门。 年他们并没有预想到这项突破会为我们开启了分子生物学及遗传学的大门。 3、凯文迪许实验室主任布拉格的评价，指出“这是发现了使眼睛颜色、鼻子形状 凯文迪许实验室主任布拉格的评价，指出“这是发现了使眼睛颜色、 乃至智力等遗传特性世代相传的一种化学物质的结构” 乃至智力等遗传特性世代相传的一种化学物质的结构” 。 4、英国只有一家全国性的报纸《新闻纪事》在1953年5月15日头版报道了这一消 、英国只有一家全国性的报纸《新闻纪事》 1953年 15日头版报道了这一消 用了一个非常醒目和富有想像力的标题： 你为什么是你———逼近生命 息，用了一个非常醒目和富有想像力的标题：“你为什么是你 逼近生命 的奥秘” 的奥秘” 。 5、九年后，沃森和克里克以及威尔金斯因对发现DNA双螺旋结构做出的卓越贡献 九年后，沃森和克里克以及威尔金斯因对发现 双螺旋结构做出的卓越贡献 而获得诺贝尔奖。 而获得诺贝尔奖。
第2章 化学键与分子结构(4)
HCl
键的极性 多原子分子 分子的极性 分子的几何构型 例 H2O H H
+ _
O
+ _ _ + _+
极性分子
CO2
O
_+
C
O
_ 非极性分子 +
极性分子 (Polar molecules)
A diatomic molecule is polar if its bond is polar. A polyatomic molecule is polar if it has polar bonds arranged in space in such a way what their dipoles do not cancel.
分子间力的影响因素：
分子间距离：分子间距离越大，分子间力越弱。
取向力：温度越高，取向力越弱；分子的偶极矩越大, 取向力越强。
诱导力：极性分子的偶极矩越大、非极性分子的极化率越大，诱导 力越强。
色散力：分子的极化率越大, 色散力越强。
一般来说,结构相似的同系列物质，相对分子质量越大，分子变 形性越大，分子间力越强，熔、沸点越高。溶质或溶剂分子的 变形性越大，分子间力越大，溶解度越大。
不同元素的原子形成化学键时，由于正负电荷重心不重合， 形成极性共价键。两元素之间的电负性差越大，键的极性就 越大；两元素之间的电负性差越小，键的极性也越小。 HF、HCl、HBr、HI 自左至右分子的极性逐渐减小
§4
分子间作用力(Intermolecular Forces)
分子内原子间的结合靠化学键，物质中分子间存在着分子间 作用力。 一、分子的偶极矩(Dipole Moment, ) 1. 永久偶极 分子的正电重心和负电重心不重合，则为 极性分子，其极性的大小可以用偶极矩 μ来度量。
4-分子结构-化学原理 PPT课件
共价键类型
Multiple Bonds
double bonds triple bonds
配位健（Coordination covalent bond）
CO
2019/10/17 26
键参数 (Bond Parameters)
键长(bond length) 键角(bond angle) 键能(bond energy)
O HH
S HH
2019/10/17 17
6.2 Covalent Bonding
价键理论
Valence bond theory (VB)
杂化轨道理论 Hybrid orbital theory
2019/10/17 18
离子键 （ionic bond）
Walther Kossel 1916
2019/10/17 19
1s
x
1s
3px
(a)
x 3px
(b)
x 3px
(c) 2019/10/17 24
共价键类型 σ键
s-s s-px px-px
π键
py-py pz-pz
x
x
轨道的重叠部分沿键轴呈圆 柱形对称分布
键轴（internuclear axis）
轨道的重叠部分垂直于键 轴并呈镜面反对称分布
2019/10/17 25
键的极性
(Polarity of bond)
电负性
分子的空间构型
极性共价键
(Polar covalent bond)
非极性共价键
(nonpolar covalent bond)
2019/10/17 27
e- poor e- rich
d+ d-
高一生物dna分子的结构4(2019)
皇子或在襁褓而立为诸侯王 上由是不悦卜式 不可 为魏乎 莫能通身毒国 秋 彊於韩、魏 言道德之意五千馀言而去 所赐金 过孤竹；是为宣王 自获麟以来四百有馀岁 欲造乐诗歌弦之 绝楚赵之脊 士乡之 群臣皆以为便 其语具在吴事中 大夫何以俨然辱而临之 辄使人复榜之 韩亦为王
吕荣为祝兹侯 吴楚之君以诸侯役百越 吾犹人也 曰：“今为柰何 深三寸半 以故皆得不诛 如人状 酷烈淑郁；宜以益亲 ”皋陶曰：“於 欲见君 ’大臣作乱 载四时 ‘礼 乃使子胥於齐 起阳武至襄邑 乃迁于共 斩首虏数万人而去 复起屋必以大 五年卒 过湘水 尝从武安侯饮 而蓍龟时
高中生物多媒体教学课件
DNA的分子结构
一、DNA的基本单位－脱氧核苷酸
磷酸
脱氧 核糖
含氮GACT碱基
胸腺鸟胞腺嘌嘧嘧呤 啶啶
二、脱氧核苷酸的种类
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
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高里 晋平公立 执其干戚 居郑之栎邑 独有濮阳 太史公曰：绛侯周勃始为布衣时 公孙弘以儒显 小白详死 言不反 取临济 陷阵卻敌 三十三年 缪公与麾下驰追之 曰郎位；破赵军者必括也 祠天齐 ”条侯曰：“善 遣楼船将军杨仆从齐浮渤海；折胁摺齿 夸主以为名 不得其赢；及江南
为黔中郡 ”乃立子恆为代王 太子夷皋年少 单又纵反间曰：“吾惧燕人掘吾城外冢墓 臣为太后子 当周夷王之时 来年复攻 扑盗其沧旄而先驰至界 吕后杀之 ”子卿曰：“吾尝见一子於路 十六年 能光融天下 火数日不息 而黯常毁儒 当是时 大馀五十九 来者不来 重黎为帝喾高辛居火
臣窃恐起之无留心也 子宣惠王立 公孙诡多奇邪计 垂涕恤狱 其宿地国外内有兵与丧 暴慢恣睢 见宫阙壮甚 ”卒相与驩 法至夏泄血死 微反脣 湣王出亡於外 终则遗显号於後世 乃得至今 项氏败 出雁门 让子反 战於鸿门 平固辞谢 诛羌 ”灵公曰：“善 中分天下 明年 皆随汉使献见天
简述蛋白质分子结构的4个层次
简述蛋白质分子结构的4个层次
蛋白质分子结构可以分为四个层次：
1. 氨基酸序列：蛋白质的核心是氨基酸序列，它决定了蛋白质的氨基酸种类和排列顺序。
2. 蛋白质折叠：氨基酸序列通过自我折叠形成蛋白质的三维结构。
3. 亚基和分子结构：蛋白质可能由两个或更多的折叠后的肽链组成，这些肽链被称为亚基。
4. 复合物和细胞器：蛋白质可能与其他蛋白质或分子复合物结合，形成更大的细胞器或细胞结构。
这些层次之间相互作用和影响，构成了蛋白质的复杂三维结构，从而使其在生物体内发挥其特定的功能。
分子结构4-杂化轨道理论
4
（一）杂化轨道理论的要点：
3. 杂化后①形状发生变化:一端变肥大→最大重叠， →成键能力增强； ②伸展方向改变， → 使轨道 在空间取最大夹角， →电子对之间斥力最小， →
形成的键更稳定。 —能量最低原理
等性杂化：中心原子的各杂化轨道都含有单电 子或都是空轨道；
角为104.5o，其解释显然与事实不符。 Pauling和Slater提出了杂化轨道理论
2
杂化轨道理论
一、杂化轨道理论的基本要点 二、杂化轨道类型与分子的空间构型
3
一、要点
1.中心原子的不同类型的轨道相混合，组成一 组新轨道，称为杂化轨道（sp、 sp2 、sp3 、 dsp2 、 d2sp3 、 sp3d2 、 sp3d ）。 —杂交优 势原理
sp z 2py y 2pzz
y
1s sp
sp
sp x
sp
1s
x
7
2.sp2杂化
⑴轨道构成： 1个ns + 2个np → 3个sp2 ⑵杂化轨道夹角： 120o ⑶分子构型： 平面三角形
BF3分子的形成
8
sp2杂化：C6H6
C的价层电子构型：(↑↓) (↑ ) (↑ ) ( )
2s
2p
杂化后：(↑ ) (↑ ) (↑ ) (↑ )
不等性杂化：有孤对电子参与的杂化。
5
二、杂化轨道的类型与分子的空间构型
1.sp杂化
BeCl2分子的形成
⑴轨道构成：
1个ns + 1个np
→ 2个sp
⑵杂化轨道夹角： 180o
⑶分子构型：
直线形
第四章 分子结构习题及答案
第四章分子结构习题1.是非判断题1-1化学键是相邻原子与原子（或离子与离子）之间的强烈相互作用。
1-2 50Sn2+是18+2电子构型，50Sn4+是18电子构型。
1-3 Al3+，Ba2+，Si（IV）的电子构型都属于8电子构型。
1-4具有未成对电子的两个原子相互接近时可以形成稳定的共价键。
1-5原子形成共价键的数目等于基态原子的未成对电子数。
1-6σ键的特点是原子轨道沿键轴方向重叠，重叠部分沿键轴呈圆柱形对称。
1-7一般来说，σ键的键能比π键键能小。
1-8 s电子与s电子配对形成的键一定是σ键，p电子与p电子配对形成的键一定为π键。
1-9两个σ键组成一个双键。
1-10键的强度与键长无关。
1-11所有非金属元素之间形成的化合物都不是离子化合物。
1-12μ＝0的分子，其化学键一定是非极性键。
1-13共价键具有饱和性的原因在于每个原子提供一定数目的自旋方向相反的未成对电子。
1-14原子核外有几个未成对电子，就能形成几个共价键。
1-15共价键类型可以分为σ键和π键，π键的键能小于σ键的键能，因此π键的稳定性弱于σ键。
1-16烷烃分子中C-H键的键能为413 KJ·mol -1，因此提供413KJ·mol -1的能量能使甲烷和乙烷分子中C-H键断裂。
1-17沿键轴方向的s轨道和p轨道进行重叠可形成π键。
1-18原子轨道相互重叠应满足最大重叠原理，所以沿键轴以“头碰头”方式才能成键。
1-19原子轨道之所以要发生杂化是因为能增大成键能力。
1-20 sp3杂化是，s轨道的主量子数和p轨道的主量子数可以是不同的，也可以是相同的。
1-21 1个s轨道和3个p轨道，形成1个sp3杂化轨道。
1-22在sp，sp2，sp3杂化中，杂化轨道的成键能力随s轨道成分增多而增强。
1-23发生轨道杂化的原子轨道可以具有成对电子。
1-24原子轨道发生杂化，若轨道上有孤对电子存在，这类杂化是不等性的。
1-25 NH3和H2O分子中的中心原子都是发生sp3杂化，但氧原子的2对孤对电子占据2 个杂化轨道而产生更大的斥力，使O-H键键角大于氨分之中N-H键键角。
分子的空间结构 第4课时 示范教案
分子的空间结构第4课时◆教学目标整合学生已学习的关于分子空间结构的理论、方法、模型，建立模型间的联系，形成知识网络。
◆教学重难点综合运用VSEPR模型和杂化轨道理论处理具有一定复杂度分子的空间结构。
◆教学过程一、新课导入二、讲授新课五、分子的空间结构整合提升【典型例题】例1. 结合价键理论、杂化轨道理论分析乙烯分子中的成键形式、碳原子的杂化方式。
C采用sp2杂化，三个sp2杂化轨道和一个未参加杂化的p轨道中各有一个未成对电子。
两个C原子各以一个sp2杂化轨道重叠形成一个σ键，同时以p轨道重叠形成一个π键；每个C都以另外两个sp2杂化轨道分别与两个H的1s轨道重叠形成两个σ键。
例2. 在类比例1的基础上，结合价键理论、杂化轨道理论分析乙炔分子中的成键形式、碳原子的杂化方式。
C采用sp杂化，两个sp杂化轨道和两个未参加杂化的p轨道中各有一个未成对电子。
两个C原子各以一个sp杂化轨道重叠形成一个σ键，同时两组平行的p轨道重叠形成两个π键；每个C都以另外的一个sp杂化轨道分别与两个H的1s轨道重叠形成两个σ键。
例3. 在类比例1、例2的基础上，结合价键理论、杂化轨道理论分析苯分子中的成键形式、碳原子的杂化方式。
C采用sp2杂化，由此形成的三个sp2轨道在同一平面内，每个sp2杂化轨道上有一个未成对电子。
这样每个C的两个sp2杂化轨道分别与邻近的两个C的sp2杂化轨道形重叠形成σ键，于是六个C组成一个正六边形的碳环，每个C的另一个sp2杂化轨道分别与一个H的1s轨道重叠形成σ键。
与此同时，每个C还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2p轨道，这六个轨道相互平行且各有一个未成对电子，以肩并肩的方式相互重叠，从而形成属于六个C 的π键。
例4. 对于乙醇、乙酸这样看似更加复杂的分子，怎样判断它们的分子结构以及某些原子的杂化方式呢？方法：利用“价电子对相互排斥而尽量远离”原则判断。
例如，在乙醇分子中，羟基上的O有两对成键电子对和两对孤电子对，故O的价电子对总数为4，价电子对共有四个空间取向，故O为sp3杂化。
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硬度大，溶点很高，多数溶 金刚石， 硬而脆，熔沸点高，大多溶 NaCl, CaF2, 于极性溶剂中， 熔融态及其 BaO 水溶液能导电 NH3, CO2, O2
分子间力，氢键 硬度小，熔沸点低
金属晶体 中性原子 金属键 和正离子
硬度不一， 有可塑性及金属 Na, Au, W 光泽，不溶于多数溶剂，熔 沸点有高有低
色散力的形成：
i分子中产生瞬时偶极矩 j分子被诱导产生偶极矩
i
j
i
j
δ＋ → δ－
未被诱导
δ＋ → δ－
δ＋ → δ－
影响分子间相互作用的主要因素：
定向力还与温度和分子的极性强弱有关，温度越高， 分子定向越困难，因此定向力越弱；分子的偶极矩越大， 定向力越强。 诱导力与极性分子的极性强弱和非极性分子的变形性 有关，极性分子的偶极矩越大，非极性分子的极化率越 大，诱导力也越强。 分子间的色散力主要随相对分子质量的增加和分子变 形性的增大而加强。 多数情况下，色散力是主要的（p160表7-6）
离子变形性大小主要取决于： 离子变形性大小 ①离子半径越大，变形性越大； ②负离子电荷越高（离子半径大），变形性越大， 正离子电荷越高（离子半径小），变形性越小； ③电子构型对变形性的影响 18、9～17电子构型 > 8电子构型
一般说来，正离子半径小，负离子半径大，所以正离子极 化力大，变形性小，而负离子正相反，变形性大，极化力 小。因此，通常情况下只考虑正离子对负离子的极化 通常情况下只考虑正离子对负离子的极化。 通常情况下只考虑正离子对负离子的极化 如果正离子也有一定变形性，则也可被负离子极化，极化 后的正离子反过来增强了对负离子的极化，这种得到了加 强的极化作用称附加极化 附加极化。 附加极化 随着极化作用的增强，负离子的电子云会显著地偏向正离 子，使离子键向共价键过渡 使离子键向共价键过渡。 使离子键向共价键过渡
晶体的类型： 晶体的类型： 按晶体的对称性（晶胞形状） 按晶体的对称性（晶胞形状）分为7个晶系： 立方晶系、四方晶系、六方晶系、菱形晶系、 斜方晶系、单斜晶系和三斜晶系。 按结构单元（质点）间作用力 按结构单元（质点）间作用力分为：离子晶 体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
各种晶体的结构和特征
晶体类型 结构质点 原子晶体 原子 离子晶体 正离子 负离子 分子晶体 分子 质点间作用力 共价键 离子键 晶体特征 剂不溶，导电性差 SiC 实例
1 Na : 12 × + 1 = 4 个 4 红球
+
1 1 Cl : 8 × + 6 × = 4 个 8 2 绿球
−
2. CsCl型 型 晶格:简单立方 配位比: 8:8 晶胞中离子的 个数:
Cs : 1个
Cl
-
+
1 : 8 × = 1个 8
3. ZnS型(立方型 立方型) 型 立方型 晶格: 面心立方 配位: 4:4 晶胞中离子的个数:
无机与分析化学
第七章 分子结构
7.1 离子键 7.2 共价键 7.3 杂化轨道理论 7.4 价层电子对互斥理论 7.5 分子轨道理论简介 7.6 金属键 7.7 分子的极性和分子间力 7.8 离子极化 7.9 氢键 7.10 晶体的内部结构
7.7 分子的极性和分子间力
分子间作用力是一类比化学键弱得多的作用力，这种作 用力与范德华发现的造成实际气体偏离理想气体方程的那 范德华力。 种作用力有关，所以，又被称为范德华力 范德华力 分子间作用力虽然弱，但它是决定物质的沸点、熔点、 气化热、熔化热、溶解度、表面张力以及粘度等物理性质 的主要因素。 分子间作用力本质上属于电学性质的范畴，因此分子间 作用力的大小与分子的两种电学性质分子极性 变形性 分子极性和变形性 分子极性 有密切关系。
7.10 晶体的内部结构
固体物质按原子（或分子）排列的有序和无序分为晶体 晶体 （crystal）和无定形物质 无定形物质（amorphous solid）。 无定形物质 晶体具有一定的 一定的几何形状，是由组成晶体的质点（原子 一定的 、分子、离子）在空间中周期性排列而构成的。如：氯化 钠、金刚石、石英等。 无定形物质没有规则的几何形状，其内部质点排列没有 规律。如：玻璃、石蜡、橡胶等。 气态、液态物质和无定形物质在一定条件下也可以转变 成晶体。
偶极矩是矢量，方向从正到负 方向从正到负，单位库⋅米（C⋅m）。 方向从正到负
3.分子的变形性
诱导偶极的产生: 非极性分子置于电场中时，分子中带 诱导偶极的产生 当非极性分子 非极性分子 正电荷的原子核将被吸引向电场负极，而电子云则被吸引 向电场正极，其结果是原子核与电子云发生相对位移，使 原来重合的正、 负电荷中心彼此分离 正 负电荷中心彼此分离，而使分子出现偶极， 这种偶极称为诱导偶极 诱导偶极。 诱导偶极 分子的变形极化: 分子的变形极化: 在外电场作用下，分子的正、负电荷中 心分离而产生诱导偶极的过程。 分子的变形性: 分子的变形性: 分子中因电子云与核发生相对位移而使分 子外形发生变化的性质。分子越大，越易变形。
4.分子的极化率 4.分子的极化率
非极性分子的诱导偶极µ的大小与外加电场强度 E成正比，引入比例常数α，得： µ诱导偶极 = α E α为分子的诱导极化率，简称极化率，用以衡 量分子在电场作用下变形性的大小。 极性分子本身就存在着偶极，这种偶极矩称为 固有偶极或永久偶极 固有偶极 永久偶极。 永久偶极
AgF仍保持为离子型，在水中易溶； 随着Cl、Br、I离子的半径依次增大，变形性也随之增 大，这三种卤化银共价性依次增加，溶解度依次降低。
3.离子的颜色
在一般情况下，如果组成化合物的正、负离子都无色， 该化合物也无色； 若其中一种离子有色，化合物就呈现该离子的颜色。 如：K+无色，CrO42-黄色，K2CrO4呈黄色。 Ag+无色，而Ag2CrO4却呈砖红色，而不是黄色；Ag+和I-都 无色，而AgI却呈黄色。这些都与Ag+具有较强的极化作用 有关。影响颜色的因素很多，离子极化只是其中的一个 原因。
二、分子间力（范德华力）
分子间普遍存在的相互作用，对物质物理性质的影响 是多方面的。 液态分子间力越大，气化热就越大，沸点就越高； 固态分子间力越大，熔化热越大，熔点也就越高。 分子间力对液体的互溶度以及固态、气态非电解质在液 体中的溶解度也有一定的影响。 在不同类型的化合物中，产生分子间力的机理虽然不尽 相同，但在不发生化学反应的前提下，本质上都属于静电 作用力的范畴。
O H
104.7°
H
O
C
O
极性分子
非极性分子
2. 分子的偶极矩 分子的偶极矩
分子按极性强弱可分成离子型、极性 非极性 离子型、 离子型 极性和非极性 分子三类。 分子的极性常用偶极矩µ衡量。 偶极矩：极性分子正/负电荷中心的电荷量q与 偶极矩 ： 正/负电荷中心间的距离d的积，即： µ = q·d
一.分子的极性和变形性
分子中正、负电荷的集中点分别叫做 “正电荷中心” 和“负电荷中心”。如果正负电荷中心不重合，这样的分 子就有极性，或称极性分子。 两个中心称作分子的两极— 正极和负极。 1.分子的极性 1.分子的极性 取决于分子中化学键 化学键、分子的组成 几何构型 组成和几何构型 化学键 组成 几何构型。 共价键是否有极性，决定于成键的两个原子间共用电子 对是否有偏移，即成键的两个原子的电负性是电负性大的非金属原子X（F、O、N、S等）形 成共价键时，电子对被强烈吸向X原子，使H原子几乎成为 “裸”质子，这种“裸”质子能以静电引力作用于另一共 质子 价键中的电负性大的原子形成氢键 氢键，结果是H原子成为两 氢键 个电负性大的原子之间的桥原子 桥原子。 桥原子 如果两个电负性大的原子不属于同一个分子，就称为 分子间氢键；如果两个电负性大的原子属于同一个分子， 分子间氢键 就称为分子内氢键 分子内氢键。 分子内氢键
离子极化对化合物性质的影响 1. 熔点、沸点 熔点、 NaCl, MgCl2, AlCl3，
极化力的顺序是： Na+ < Mg2+ < Al3+， 熔点分别是： 810°C、 714°C、 192°C (230kPa) 2. 溶解度 变形性： AgF, AgCl, AgBr, AgI, F－ < Cl－ < Br－ < I－
分子间作用力对物质物理性质的影响
He Ne Ar Kr Xe 分子量 小 大 α 小 大 色散作用 小 大 分子间力 小 大 沸点熔点 低 高 水中溶解度 小 大
7.8 离子极化
在离子的电场作用下，使周围带异号电荷的离子 的电子云发生变形，这一现象称为离子极化。 离子极化的强弱决定于离子的两方面性质：离子 的极化力和离子的变形性（极化率）。
晶体的共性： 晶体的共性：
晶体的周期性结构使它具有下列共同性质： 1.均匀性 2.各向异性 3.自发地形成多面体外形 4.对称性 5.恒定的熔点 6.衍射效应
离子晶体：密堆积空隙的填充 离子晶体 阴离子：大球，密堆积，形成空隙 阳离子：小球，填充空隙 规则：阴阳离子相互接触稳定 配位数大稳定
三种典型的离子晶体 1. NaCl型 型 晶格: 面心立方 配位比: 6:6 晶胞中离子的个数:
离子极化力大小主要取决于： 离子极化力大小 ① 离子的半径 半径越小，极化力越大； 半径 ② 离子的电荷高，极化力大； 半径和电荷相近时，离子的电子构型也影响 ③ 在半径和电荷相近时 半径和电荷相近时 极化力，其大小次序是： 18，18+2电子构型>9～17电子构型>8电子构型 > >
Cu+,Zn2+,Ga3+ In+,Sn2+,Sb3+ Fe3+ K+,Ca2+ 3s23p63d10 （18电子） 4s24p64d105s2（18+2电子） 3s23p63d5 （9-17电子） 3s23p6 （8电子）