分子与晶体结构

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晶体结构和分子轨道

晶体结构和分子轨道

∵钨是体心立方,

3a 4r
3 r a 0.137 nm 4
32
三、离子晶体(Ionic Crystals)
1、凡靠离子间引力结合而成的晶体为离子晶体。 2、离子半径比与离子晶体结构 离子晶体的离子也趋向于相互配位数高,能充分利用空 间的密度大的紧密堆积结构。
一般是负离子(大球)按一定方式推积,正离子(小球) 填充在负离子堆积形成的空隙中,从面形成较稳定的离 子晶体。正负离子半径比决定了离子晶体的结构
在一个层中,最紧密的堆积方式,是一个球与周围
6 个球相切,在中心的周围形成 6 个凹位,将其算为第
一层。第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对 准 1,3,5 位。 ( 或对准 2,4,6 位,其情形是一样 的)
1
3 5 4 6 5 4 A B
20
2 3
6

1
2
关键是第三层,对第一、二层来说,第三层可以有两种最紧密的
透光型的六方最紧密堆积 (i) 晶胞:六方晶胞
(ii) 球数︰正四面体空隙︰正八面体空隙 = 1︰2︰1
25
证明1:与密置双层相比,每一层都用了两次或者 说每层球对密置双层的贡献为1/2 。
A层与B层构成密置双层,所以球数︰正四面体空隙︰正八面体空隙 = 2︰2︰1,而B层与下一个A层又构成密置双层,所以球数︰正四 面体空隙︰正八面体空隙 = 2︰2︰1,即每一层都用了两次或者说 每层球对密置双层的贡献为1/2,球数减半,所以,球数︰正四面体 空隙︰正八面体空隙 = 1︰2︰1。
晶系 立方 特征 晶胞参数 晶体实例 Cu , NaCl
a=b =c,α=β =γ=90
a
四方
正交 三方 六方 单斜 三斜

分子结构与晶体结构

分子结构与晶体结构

分⼦结构与晶体结构第七章分⼦结构与晶体结构第⼀节离⼦键⼀、离⼦键的形成和特征1、离⼦键的形成电负性I1或Y1(KJ/mol)电离能很⼩的⾦属原⼦:Na 0.9 496K 0.8 419电⼦亲合能很⼤的⾮⾦属原⼦:Cl 3.0 -348.8O 3.5 -141电负性相差⼤的元素相遇,⼀失电⼦,⼀得电⼦,它们之间以静电引⼒相结合,形成离⼦键。

④:阳阴离⼦间具有静电引⼒,两原⼦的电⼦云间存在排斥⼒,两原⼦核间存在相互排斥⼒,当两原⼦接近到⼀定距离,引⼒=斥⼒,(此时整个体系能量最低),形成离⼦键。

2、离⼦键的特征①本质:阴、阳离⼦间的静电引⼒②⽆⽅向性、饱和性只要空间允许,尽可能多地吸引带相反电荷的离⼦(任何⽅向,尽可能多)。

但总体来说,有⼀定⽐例。

⼆、离⼦的特性1、离⼦的电荷离⼦化合物AmBn:A n+,B m-+n﹥+3,很少见2、离⼦的电⼦层结构简单阴离⼦的电⼦构型,⼀般与同周期希有⽓体原⼦电⼦层构型相同。

简单的阳离⼦构型:3、离⼦半径将阴阳离⼦看成是保持着⼀定距离的两个球体。

d = r+ + r-单位:pm(10-12m)规律:①同⼀元素:负离⼦半径>原⼦半径>正离⼦半径低价负离⼦半径>⾼价负离⼦半径低价正离⼦半径>⾼价正离⼦半径例:②同⼀周期从左到右,阳离⼦:正电荷数↑,半径↓阴离⼦:负电荷数↓,半径↓③同⼀主族电荷数基本相同,从上到下,半径↑(∵电⼦层增加)离⼦半径↓,离⼦间引⼒↑,离⼦键强度↑,熔、沸点↑,硬度↑第⼆节共价键理论1916年,路易斯提出共价键理论。

靠共⽤电⼦对,形成化学键,得到稳定电⼦层结构。

定义:原⼦间借⽤共⽤电⼦对结合的化学键叫作共价键。

对共价键的形成的认识,发展提出了现代价键理论和分⼦轨道理论。

⼀、价键理论(电⼦配对法)1、氢分⼦共价键的形成和本质(应⽤量⼦⼒学)当两个氢原⼦(各有⼀个⾃旋⽅向相反的电⼦)相互靠近,到⼀定距离时,会发⽣相互作⽤。

每个H原⼦核不仅吸引⾃⼰本⾝的1s电⼦还吸引另⼀个H原⼦的1s电⼦,平衡之前,引⼒>排斥⼒,到平衡距离d,能量最低:E0﹤2E,形成稳定的共价键。

7.3 分子结构与晶体结构

7.3 分子结构与晶体结构

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
22
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

四川大学近代化学基础第二章分子结构和晶体结构

四川大学近代化学基础第二章分子结构和晶体结构

几个有关的基本概念
什么是分子轨道?
Basic concept
分子轨道(molecular orbital): 描述分子中电子运动的 波函数,指具有特定能量的某电子在相互键合的两个或 多个原子核附近空间出现概率最大的区域,是多电子、 多中心的, 电子属于整个分子。分子轨道由原子轨道线性 组合而成 。例如: A+B→AB
对称性不同的则不能形成有效分子轨道,称它
为非键分子轨道。如 px-pz 。不能成键,称这种 组合为非键组合,形成非键分子轨道。
+
+ -
-
+
+ -
原子轨道的非键组合
成键三原则: ▲ 能量相近原理 决定成键的效率
▲ 最大重叠原理
▲ 对称性匹配
决定是否能成键
2 分子轨道的形成类型、形状和能量 由于原子轨道对称性不同,所以重叠而形 成的分子轨道类型也不一样,有对称性的原子 轨道重叠形成 σ 分子轨道,而反对称性的原子 轨道重叠形成π 分子轨道。 分子轨道都有对应的能量及形状,其能量 和形状取决于原子轨道的类型和原子轨道的重 叠情况。
(5) F2:(9×2=18电子)
KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)2 (π*2pz)2 BO=1.
2 *2 2 Li2 1s 1s 2 s 2 2 2 *2 Be2 1s 1s 2 s 2 s 2 *2 2 2 1 1 1 s 1 s B2 2s 2 s 2 p y 2 pz 2 *2 C2 1s 1s 2 2 2 2 2s 2 py 2 pz 2s 2 *2 2 N2 1s 1s 2 2 2 2 2 p 2s 2s 2 py 2 pz 2 *2 2 2 1 1 2 2 O2 12s 1 s 2 px 2 p y 2 p z 2s 2s 2 py 2 pz *2 2 2 2 2 2 2 2 F2 12s 1 s 2s 2 s 2 p 2 p y 2 pz 2 p 2 p y z 2 *2 Ne2 1s 1s 2 2 2 2 2 2 2 2 2p 2s 2s 2 py 2 pz 2p 2p 2p

分子结构和晶体结构

分子结构和晶体结构

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。

分子结构和晶体结构(一)

分子结构和晶体结构(一)
(4) NO 3 ______________________ 2(5) CO 3 _________________
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

第6章作业题解(分子结构和晶体结构)

第6章作业题解(分子结构和晶体结构)
(2)CO2分子的空间构型是直线形,C原子以2个sp杂化 轨道分别与2个O原子形成共价键;SO2分子的空间构型 是折线形,S原子以2个sp2杂化轨道分别与2个O原子形 成共价键。
(3)键是原子轨道以头碰头方式重叠,键是原子轨道 以肩并肩方式重叠。
(4)MgO 晶体比Mg晶体的延展性差,石墨晶体比金刚石 的导电性好,SiO2晶体的硬度比SiCl4晶体大,I2晶体难 溶于水。
(4) 为什么室温下F2、Cl2为气体,Br2为液体,而I2为固体? 答:F2、Cl2、Br2、I2结构相似,分子量依次增大,因而分 子变形性增大,色散力增大,即分子间作用力逐渐增强, 其熔沸点也逐渐升高,所以常温下F2、Cl2为气体, Br2为 液体,而I2为固体。
17.填空:
(1)离子的外层电子构型等于3s23p6的+1价离子是K+,+2 价离子是 Ca2+,+3价离子是Sc3+,-1价离子是Cl-, -2价 离子是S2-。
HF分子
分子间力、 分子晶体 低

氢键
20.试判断下列各组物质的熔点高低顺序,并作简单 说明。
(1) KCl,KF,MgO,NaF
答:MgO>NaF>KF<KCl
随电荷减少、半径增大,离子键减弱。
r(Na)>r(Mg), r(F)<r(O), r(Na)<r(K), r(F)<r(Cl)。
(2) PF3,PI3 ,PBr3 , PCl3 答:PI3>PBr3>PCl3<PF3 随分子量增大,色散力增大,即分子间力增强, 熔点升高。
答:(1) CH3OH易溶于水,含羟基(-OH),且为极性分 子,有氢键作用。
(2) 丙酮易溶于水,极性分子,且与H2O分子之间有氢 键作用。

第三章 分子结构和晶体结构 习题解答

第三章 分子结构和晶体结构  习题解答

第三章分子结构和晶体结构习题解答一、是非题1. 原子在基态时没有未成对电子,就一定不能形成共价键。

2. 由于CO2、H2O、H2S、CH4分子中都含有极性键,因此皆为极性分子。

3. 基态原子中单电子的数目等于原子可形成的最多共价键数目。

4. 由不同种元素组成的分子均为极性分子。

5. 通常所谓的原子半径,并不是指单独存在的自由原子本身的半径。

6. 按照分子轨道理论O22—, O2, O2+, O2—的键级分别为1,2,2.5 和1.5,因此它们的稳定性次序为O22—>O2>O2+>O2—。

7. 由于Fe3+的极化力大于Fe2+,所以FeCl2的熔点应低于FeCl3。

解 1.错2.错3.错4.错5.对6.错7.错二、选择题1. 在下列分子中,电偶极矩为零的非极性分子是(A)H2O (B)CCl4(C)CH3OCH3(D)NH32. 下列物质中,共价成分最大的是(A) AlF3(B) FeCl3 (C) FeCl2(D) SnCl23. 下列物质中,哪种物质的沸点最高(A) H2Se (B) H2S (C) H2Te (D) H2O4. 下列物质中,变形性最大的是(A) O2-(B) S2-(C) F-(D) Cl-5. 下列物质中,顺磁性物质是(A) O22- (B) N22- (C) B2 (D) C26. 估计下列物质中属于分子晶体的是(A) BBr3,熔点-46℃(B) KI,熔点880℃(C) Si,熔点1423℃(D) NaF,熔点995℃7. 下列晶体熔化时,只需克服色散力的是(A) Ag (B) NH3(C) SiO2(D) CO28. AgI在水中的溶解度比AgCl小,主要是由于(A) 晶格能AgCl>AgI (B) 电负性Cl>I (C) 变形性Cl-<I-(D) 极化力Cl-<I-9. 如果正离子的电子层结构类型相同,在下述情况中极化力较大的是(A) 离子的半径大、电荷多(B) 离子的半径小、电荷多(C) 离子的半径大、电荷少(D) 离子的半径小、电荷少10. 由于NaF的晶格能较大,所以可以预测它的(A) 溶解度小(B) 水解度大(C) 电离度小(D) 熔、沸点高11. 下列物质中溶解度相对大小关系正确的是(A) Cu2S>Ag2S (B) AgI>AgCl (C) Ag2S>Cu2S (D) CuCl>NaCl12. 下列化合物的离子极化作用最强的是(A) CaS (B) FeS (C) ZnS (D) Na2S13. 下列物质中熔点高低关系正确的是(A) NaCl>NaF (B) BaO>CaO (C) H2S>H2O (D) SiO2>CO214. 某物质具有较低的熔点和沸点,且又难溶于水,这种物质可能是(A) 原子晶体(B) 非极性分子型物质(C) 极性分子型物质(D) 离子晶体解 1.B 2.B 3.D 4.B 5.C 6.A 7.D 8.C 9.B 10.D 11.A 12.C 13.D 14.B三、简答题1. 由C-C键长得C原子半径为77pm,由N-N键长得N原子半径为72.5pm,结合N-Cl键长,可得Cl原子半径为102.5pm,故C-Cl键的键长为77+102.5=179.5pm。

分子结构与晶体结构

分子结构与晶体结构

【本讲教育信息】一. 教学内容:分子结构与晶体结构二. 教学目标了解化学键的含义,理解并掌握共价键的主要类型及特点,共价键、离子键及金属键的主要区别及对物质性质的影响。

能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型,了解等电子体的含义。

了解原子晶体、分子晶体和金属晶体的结构特征,掌握不同晶体的构成微粒及微粒间的相互作用力,掌握影响晶体熔沸点、溶解性的因素。

三. 教学重点、难点分子结构与晶体结构的特点,影响物质熔沸点和溶解性、酸性的因素四. 教学过程(一)化学键与分子结构:1、化学键:相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用,通常叫做化学键。

配位键:配位键属于共价键,它是由一方提供孤对电子,另一方提供空轨道所形成的共价键,例如:NH4+的形成在NH4+中,虽然有一个N-H键形成过程与其它3个N-H键形成过程不同,但是一键长、键能决定共价键的强弱和分子的稳定性:原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键按成键形式可分为σ键和π键两种,σ键主要存在于单键中,π键主要存在于双键、叁键以及环状化合物中。

σ键较稳定,而π键一般较不稳定。

共价键具有饱和性和方向性两大特征。

2、分子结构:价层电子对互斥理论:把分子分成两大类:一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。

如CO2、CH2O、CH4另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子。

如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。

因而H2O分子呈V型,NH3分子呈三角锥型。

杂化轨道理论:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。

据参与杂化的s轨道与p 轨道的数目,存在sp3、sp2、sp三种杂化。

2 直线 2 0 直线CO2、C2H23 三角形3 0 三角形BF3、SO32 1 V 形SnCl2、PbCl24 四面体4 0 四面体CH4、SO42-CCl4、NH4+ 3 1 三角锥NH3、PCl3 2 2 V形H2O、H2S说明:(1)等电子原理是指原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子,对于主族元素而言,价电子就是其最外层电子数,即为最外层电子总数相等。

分子结构和晶体结构

分子结构和晶体结构

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

分子与晶体了解分子与晶体的结构与性质差异

分子与晶体了解分子与晶体的结构与性质差异

分子与晶体了解分子与晶体的结构与性质差异分子与晶体:了解分子与晶体的结构与性质差异在化学领域中,分子和晶体是两种具有不同结构和性质的物质形态。

分子是由原子通过共价键连接而成的,而晶体则由离子、原子或分子通过离子键、金属键或氢键等相互作用力组成。

本文将介绍分子和晶体的结构与性质的差异。

一、分子的结构与性质分子是由原子通过共价键连接而成的离散实体。

常见的分子化合物包括水分子(H2O)、二氧化碳分子(CO2)等。

以下是分子的结构与性质的主要特点:1. 结构:分子由原子共享电子而形成,形成分子中心的结构。

在分子中,原子通过化学键相互连接,形成稳定的分子结构。

2. 性质:分子在室温下通常以气体、液体或固体形式存在。

分子之间的吸引力较弱,因此分子间距离较大,具有较低的密度和较低的熔点和沸点。

分子间的相互作用力主要包括范德华力、氢键等。

3. 固有性质:分子具有特定的分子式、分子量和摩尔质量。

由于分子之间的结构和相互作用力的不同,不同分子表现出不同的化学和物理性质,如溶解性、燃烧性和化学反应性等。

二、晶体的结构与性质晶体是由离子、原子或分子通过离子键、金属键或氢键等相互作用力组成的固体结构。

晶体的结构与性质与分子有所不同,以下是晶体的主要特点:1. 结构:晶体具有有序的、重复的结晶格,其中离子、原子或分子按照一定规律排列。

晶体的结构由晶格参数、晶胞和晶体缺陷等组成。

2. 性质:晶体在室温下通常以固体形式存在,具有较高的密度和较高的熔点。

晶体中离子、原子或分子之间的相互作用力较强,具有较高的结构稳定性。

3. 固有性质:晶体具有特定的晶体结构,可以通过X射线衍射等技术来确定晶体结构。

晶体的各向同性和各向异性性质取决于晶体结构的对称性和晶胞的形式。

三、分子与晶体的差异分子和晶体之间存在着明显的结构和性质差异:1. 结构差异:分子是由原子通过共价键形成的离散结构,而晶体则是由离子、原子或分子通过相互作用力组成的周期性结构。

专题11 分子结构与晶体结构(教师版)(新高考地区专用)

专题11  分子结构与晶体结构(教师版)(新高考地区专用)

1.(2021·海南真题)SF 6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。

有关SF 6的说法正确的是A .是非极性分子B .键角∠FSF 都等于90°C .S 与F 之间共用电子对偏向SD .S 原子满足8电子稳定结构【答案】A 【解析】A .结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子,SF 6分子呈正八面体结构,S 原子位于正八面体的中心,该分子结构对称、正负电荷重心重合,所以为非极性分子,A 正确;B .SF 6是结构对称、正负电荷重心重合的分子,故键角∠FSF 不都等于90°,B 错误;C .由于F 的电负性比S 的大,S 与F 之间共用电子对偏向F ,C 错误;D .中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S 元素化合价+价电子数=6+6=12,则S 原子不是8电子稳定结构,D 错误;故答案为:A 。

2.(2021·海南真题)关于3NH 性质的解释合理的是选项 性质 解释 A比3PH 容易液化 3NH 分子间的范德华力更大 B熔点高于3PH N-H 键的键能比P-H 大 C 能与+Ag 以配位键结合 3NH 中氮原子有孤电子对专题11 分子结构与晶体结构【答案】C 【解析】A .3NH 和3PH 都属于同一主族是氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键, PH 3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,故A 错误;B .3NH 熔点高于3PH ,是因为氨气中含有氢键,氢键的存在导致氨气的熔点升高,不是N-H 键的键能比P-H 大,故B 错误;C .3NH 中氮原子有孤电子对,使+Ag 和3NH 以配位键结合形成[Ag(NH 3)2]+,故C 正确;D .32NH H O ⋅是共价化合物,是弱碱,在水溶液中部分电离出+4NH 和OH -,故D 错误;答案选C 。

分子结构和晶体结构

分子结构和晶体结构

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

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

键 E=0

-436kJ/m ol


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

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

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

分子结构与晶体结构

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_______。

七 分子结构和晶体结构2

七 分子结构和晶体结构2




例:[FeF6]3-
Fe3+ 3d5
sp3d2杂化 外轨型
[Fe(CN)6]3-
以电负性小的C配位 d2sp3杂化 内轨型:更稳定
内轨型、外轨型判断方法:用磁矩来确定。
n(n 2)玻 尔 磁 子 B.M .
Fe3+计算磁矩近似值5.92B.M.,有5个未成对电子
[FeF6]3-磁矩为5.88B.M.,有5个不成对电子,外轨型配合物 [Fe(CN)6]3+的磁矩为2.32B.M.末成对电子数2减少,内轨型 高自旋配合物——中心离子(或原子)含未成对电子数较多的 配合物,常具有顺磁性。外轨型配合物多为高自旋 低自旋配合物——含未成对电子数较少的配合物。内轨型配 合物为低自旋配合物。


由于d轨道的能级分裂,d轨道的电子需重新排布, 使系统能量降低,即给配合物带来了额外的稳定 化能。
电子排布遵循洪特规则,兼顾成对能P和分裂能Δ0的大小。 弱场配体(P>Δ0) ,Δ0较小,尽量占据不同轨道,形成高 自旋配合物 强场配体(P>Δ0) ,P较小,尽量占据低能级轨道,形成低 自旋配合物

共价键:原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形 成的化学键,具有方向性和饱和性
2. 共价键理论
1)价键理论

饱和性——含有自旋方向相反未成对电子的原子轨 道成键后,不再和第三个含未成对电子的原子轨道 成键。 方向性——原子轨道沿最大重叠方向成键。


成键类型(重叠方式):σ键、π键 键型转换: σ→π吸热、 π→σ放热、 无转换时,反应
变形性也越大。如O2->F2.离子半径 电子层结构相同的阴离子的半径越大,
变形性也越大。如I->Br->Cl->F-,S2-> O23.在离子的电荷相同和半径相近时,离子的变形

分子结构与晶体结构

分子结构与晶体结构

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。

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2、共价键的特征——饱和性、方向性 (也是价键理论的两大基本要点) 有饱和性——未成对电子决定 有方向性——电子云重叠最大的方向即共价键的方向 饱和性:指每个原子的成键总数或以单键相连的原子 数目是一定的。因为共价键的本质是原子轨道的重叠和 共用电子对的形成,而每个原子的未成对电子数是一定 的,所以形成共用电子对的数目也就一定。 例如两个H原子的未成对电子配对形成H2分子后,就 不能同第三个 H原子结合。否则,必有两个自旋相同的 电子,违背了泡利不相容原理。
形成CO分子时,与 N2 相仿,同样用了三对电子, 形成三个共价键。 : N≡N : 不同之处是,其中一对电子在形成共价键时具有特 殊性。即C 和 O各出一个 2p 轨道重叠,而其中的电 子是由O单独提供的。这样的共价键称为共价配位键。 于是,CO 可表示成:
:C O:
配位键形成条件:一种原子中有孤对电子,而另一 原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。 在配位化合物中,经常见到配位键。
自旋方向相同
自旋方向相反
1931年美国化学家鲍林和斯莱特将其 处理H2分子的方法推广应用于其他分子系 统而发展成为价键理论(valence bond theory),简称VB法或电子配对法。
1、共价键的形成 —— 共用电子对 A、B 两原子各有一个成单电子,当 A、B 相互 接近时,两电子以自旋相反的方式结成电子对,即两个 电子所在的原子轨道能相互重叠,则体系能量降低,形 成化学键,亦即一对电子则形成一个共价键。 形成的共价键越多,则体系能量越低,形成的分 子越稳定。因此,各原子中的未成对电子尽可能多地形 成共价键。 例如:H2 中,可形成一个共价键;HCl 分子中,也 形成一个共价键。N2 分子形成三个共价键。即N≡N
2、路易斯结构式 分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子,又称 孤对电子。添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。 如:H∶H 或H—H ∶N≡N∶ O=C=O C 2H 2( H—C≡C—H) 有些分子可以写出几个式子(都满足8电子结构), 如HOCN,可以写出如下三个式子:
哪一个更合理?可根据结构式中各原子的“形式电 荷”进行判断:q = n v-n L-n b 式中,q为形式电荷,n v为价电子数,n L为孤对电 子数,n b为成键电子数。判断原则: q越接近于零,越 稳定。
量子力学从理论上解释了共价键形成原因: 当核外电子自旋平行的两个氢原子靠近时,两 核间电子云密度小,系统能量E 始终高于两个孤立 氢原子的能量之和Ea+Eb,称为推斥态,不能形成 H2分子。 若电子自旋反平行的两个氢原子靠近时,两 核间的电子云密度大,系统的能量E 逐渐降低,并 低于两个孤立氢原子的能量之和,称为吸引态。 当两个氢原子的核间距L = 74 pm时,其能量 达到最低点,Es = 436 kJmol1,两个氢原子之 间形成了稳定的共价键,形成了氢分子。
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一、路易斯结构理论
• 1、路易斯结构理论 1916年,美国的 Lewis 提出共价键理论。认为 分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势 (八隅律),求得本身的稳定。而达到这种结构, 并非通过电子转移形成离子键来完成,而是通过共 用电子对来实现。
通过共用一对电子,每个H均成为 He 的电子构型, 形成共价键。
【第二讲 分子结构与性质】
【竞赛基本要求】
1、路易斯结构理论。 2、价层电子对互斥理论。 3、杂化轨道理论。
4、等电子体的一般概念。
5、分子轨道基本概念。 6、定域键键级。 7、分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分及一氧 化氮分子的结构和性质的解释。 8、一维箱中粒子能级。 9、超分子基本概念。
原子形成分子时相互结合的数量关系
方向性: 根据最大重叠原理,在形成共价键时, 原子间总是尽可能的沿着原子轨道最大重叠的方 向成键。成键电子的原子轨道重叠程度愈高,电 子在两核间出现的概率密度也愈大,形成的共价 键就越稳固。如: HCl 决定分子的空间构型
3、共价键键型 成键的两个原子间的连线称为键轴。按成键与键轴 之间的关系,共价键的键型主要为两种: (1 )σ 键 σ 键特点:将成键轨道,沿着键轴旋转任意角度, 图形及符号均保持不变。即σ 键轨道对键轴呈圆柱型对 称,或键轴是n重轴。
稳定性:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
Lewis的贡献在于提出了一种不同于离子
键的新的键型,解释了△X 比较小的元素之间
原子的成键事实。但Lewis没有说明这种键的
实质,适应性不强。在解释BCl3, PCl5 等未达
到稀有气体结构的分子时,遇到困难。
二、价键理论
1927年,Heitler 和 London 用量子力学处理氢气 分子H2,解决了两个氢原子之间化学键的本质问题。 氢分子的形成: 当具有自旋状态反平行的未成对电子 的两个氢原子相互靠近时,它们之间 产生了强烈的吸引作用,形成了共价 键,从而形成了稳定的氢分子。
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