大学基础化学课件工科04化学键与分子结构

作业
P322： 思考题2、4、5、12、13、16 P324-325： 习题2、6、8
8题要求列表给出答案，写出各分子和离子 的VP、LP、构型和中心原子的杂化类型
P368-369: 习题1、2、3、4
§4.1 离子键(Ionic Bond)与离子极化
思考题:
1. 什么是离子键？离子键的主要特征是什么？ 2. 决定离子化合物性质的因素有哪些？主要
(1)极化作用增强使化合物的熔沸点降低
NaCl
离子键
m.p. 801°C
MgCl2
714°C
AlCl3
共价键
192°C
(2) 极化作用增强使化合物溶解度降低
AgF AgCl AgBr
AgI
s大
s小
(3) 极化作用增强使化合物颜色加深
AgF 白色
AgCl 白色
AgBr 浅黄色
AgI 黄色
ZnS 白色
第 四 章 化学键与分子结构
§4.1 离子键(自学)与离子极化 §4.2 共价键理论 §4.3 分子间力和氢键 §4.4 配合物及配合物的化学键理论
基本要求
掌握内容：
离子的电子构型, 离子的极化作用、离子的变形性；共价 键的本质及特征、σ键和π键、配位键；N2和CO的价键结构式。 用杂化轨道理论解释分子的空间构型；用价层电子对互斥理论 推测分子的空间构型和杂化轨道类型；氢键、分子间力的类型 及存在范围；配合物的定义、组成、命名。配合物的价键理论， 中心离子的杂化轨道类型、配离子的空间构型。内轨型、外轨 型配合物及其稳定性和磁性。
r (S2–) > r (S)
➢ 离子的电子构型
※ 正离子的电子构型： • 2电子构型：Li+、Be2+ • 8电子构型：Na+、Al3+ •18电子构型：Ag+、Hg2+ •18 + 2电子构型：Sn2+、Pb2+ •9 ~ 17电子构型：Fe2+、Mn2+
※ 负离子的电子构型： 均为8电子构型
熟悉(理解)内容：
离子的极化作用对离子化合物性质的影响；共价键的形成； 键价理论在解释配合物结构、组成及性质方面的应用；分子的 极性、变形性及其对共价化合物性质的影响；键参数；一般化 学键与氢键的异同。
了解内容：
离子键形成及特征；分子轨道理论；金属晶体及金属键； 配合物类型及特殊配合物；配合物的晶体场稳定化能及其应用。
• 离子的变形性：指离子在电场作用下，电子云 发生变形的难易
离子的半径：半径 ，变形性 离子的电荷：负离子电荷 ，变形性
正离子电荷 ，变形性 离子的电子构型： 18+2e、18e、9~17e型 > 8e 型 > 2e 型
注：通常考虑离子相互极化时，一般只考虑在正离子产生 的电场下，负离子发生变形，即正离子使负离子极化。
4.2.1 价键理论—电子配对理论
1、 共价键的定义 原子间通过共用电子对而形成的化学键
2、共价键形成的条件 只有自旋方向相反的未成对 电子才能配对形成共价键
3、共价键的本质 对称性相同、能量相近的原子轨道的重叠
4、共价键的特征 饱和性：原子形成共价键的数目取决于 其所具有的未成对电子的数目 H Cl H O H N N 方向性：原子间总是尽可能沿着原子 轨道最大重叠的方向成键
决定离子化合物的什么性质？ 3. 各元素离子半径的变化有哪些规律？ 4. 离子的电子构型有几种？分别是何种构型？ 5. 什么是离子极化？决定离子极化的因素是
什么？离子极化影响物质的什么性质？
➢ 离子半径的变化规律
• 同一周期的正离子半径随离子电荷增加而 减小，负离子半径随电荷增加而增大，正 离子半径小于负离子半径 r (S2–) >
– ++ – x
※ 键：“肩并肩”重叠 pz — pz 键能小
zz ++ – –x
(s-s)
(s-p)
(p-p)
(p-p)
注：在价键理论中：
共价单键：均为 键
H—Cl、H—H、H—N—H
H 共价双键：一条为 键，一条为 键
H2 C
CH2、O
C
O
4 3
共价叁键：一条为 键，两条为 键
正离子极化力大，变形性小；负离子变形性大，极化力小
3、 附加极化：
若正离子也有一定的变形性(9~17e、18e、18+2e型)，它 也可被负离子极化。极化后的正离子又反过来增强了对 负离子的极化作用。这种加强的极化作用称为附加极化。
4、 离子极化对物质性质的影响
极化作用增强使化合物键型由离子键向共价键过渡
CdS 黄色
HgS 黑色
(4) 极化作用增强使化合物的热稳定性减弱
极化作用 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
减弱
分解温度
< 100 °C 540 °C 900 °C 1290 °C 1360 °C
§4.2 共价键(Covalent Bond)理论
4.2.1 价键理论—电子配对理论 4.2.2 杂化轨道理论 4.2.3 价层电子对互斥理论 4.2.4 分子轨道理论(自学)
r (Na+) > r (Mg2+) > r (Al3+) r (S2–) > r (Cl–)
• 同族元素离子半径从上到下递增
r (Li+) < r (Na+) < r (K+) < r (Rb+) < r (Cs+)
• 同一元素正离子半径小于原子半径
负离子半径大于原子半径
r (Na) > r (Na+)
5、 原子轨道重叠(orbital overlap)的类型
※ 正重叠：同号重叠
– ++
x (s — px重叠)
※ 负重叠：异号重叠
+–+ x
※ 零重叠：正、负重叠相互抵消 +
–+ x
6、 共价键的类型 (1) 按照原子轨道重叠方式的不同，可分为： ※ 键：“头碰头”重叠，键能大
s—s
++ x
px — s
·· ·
:O—O:
3 2
:N
N:、:C
O:
· ··
价键结构式
Lewis分子结构式
(2) 按照共用电子对提供的方式不同，可分为：
➢ 离子极化(教材P274～278)
1、离子极化的定义： 在阴、阳离子自身电场的作用下，使其周围 带异号电荷的离子的电子云发生变形的现象
2、决定离子极化的因素： • 离子的极化力：指离子产生电场强度的大小
离子的半径：半径 ，极化力 离子的电荷：电荷 ，极化力 离子的电子构型：2e , 18e , 18+2e型 > 9~17e型 > 8e 型