第六章 分子结构与晶体结构分析PPT课件

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第六章 分子的结构与性质

第六章 分子的结构与性质

有时不写σ1s和σ*1s轨道,而用符号KK表示 例2. N2分子(14个电子)的结构。
1.推测分子的存在和阐明分子的结构 (1)H2+分子离子与Li2分子 H2+分子轨道式:H2+*(σ1s)1]。由于有1个电子进入(σ1s)成键轨 道,体系能量降低了,因此从理论上推测H2+分子离子是可能 存在的。[H· H]+分子离子中的键称单电子σ键。同理: Li2*KK(σ2s)2]。体系能量也降低,推测Li2分子也是可能存在的。 Li:Li分子中的键称单(σ)键。 (2)Be2分子与Ne2分子 Be2分子有8个电子;Ne2分子有20个电子。假如这两种分子 都能存在,则:
• 6.1 键参数 • 凡能表征化学键性质的量都可称为键参数。 在此着重介绍键能、键长和键角。 • 6.1.1键能 • 键能粗略而言是指气体分子每断裂单位物 质的量的某键(6.022×1023个化学键)时的焓 变。 • 键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数, 键能越大,键越牢固。 • 对双原子分子来说,键能在数值上就等于 键解离能(D)。例如: •
第六章 分子的结构与性质
• 分子结构,通常包括两个方面: • (1)分子的空间构型 实验证实,分子按照 一定的规律结合成整体,使分子在空间呈现 出一定的几何构型。 • (2)化学键 化学上把分子或晶体内相邻原 子(或离子)间强烈的相互吸引作用称为化学 键。化学键分为离子键、共价键和金属键三 种基本类型。 • 此外,在分子之间还普遍存在着一种较弱 的相互吸引作用,通常称为分子间力或范德 华力。有时分子间或分子内的某些基团之间 还可能形成氢键。
• N原子的价层电子构型为2s22p3,成键时这4 个价电子轨道发生sp3杂化:
• 这种产生不完全等同轨道的杂化称为不等性 杂化。 • H20分子

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

(立体图,好理解)分子晶体与原子晶体

(立体图,好理解)分子晶体与原子晶体

例、如右图所示, 在石墨晶体的层 状结构中,每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 2 为___,每个C 完全拥有C-C 数为___ 3
石墨中C-C夹 ☉ 角为120 , C-C键长为 1.42×10-10 m 层间距
3.35× 10-10 m
小结:金刚石、石墨的比较
项目 晶体形状 晶体中的键或作用力 由最少碳原子形成环的形状 与个数 碳原子成键数 键的平均数 金刚石 石墨
小结:
1、分子晶体:由分子构成。相邻分子靠分子间作用力 相互吸引。 2、分子晶体特点:低熔点、升华、硬度很小等。 3、常见分子晶体分类:(1)所有非金属氢化物 (2)部分非 金属单质, (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱 和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。 晶体分子结构特征
物质 熔点 沸点
干冰 很低 很低
金刚石 3550℃ 4827℃
二、原子晶体
1、定义:原子间以共价键相结合而形成的 空间网状结构的晶体。
2、构成微粒: 原子
3、微粒之间的作用:共价键 4、气化或熔化时破坏的作用力:共价键 5、物理性质: 熔沸点高,硬度大,难溶于一般溶剂。 (共价键键能越大,熔沸点越高,硬度越大)
(1)只有范德华力,无分子间氢键-分子密堆积(每 个分子周围有12个紧邻的分子,如:C60、干冰 、I2、O2 (2)有分子间氢键-不具有分子密堆积特征 (如:HF 、冰、NH3 )
1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的 三位科学家。C60分子是形如球状的多面体,分子 中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键; C60分子只含有五边形和六边形;碳与碳之间既有 单键又有双键,每个碳原子仍然满足四个价键饱 和;多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵 循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2。 请回答: (1)一个C60分子中有几个五边形和几个六边形? (2)一个C60分子中有多少个C=C? (3)已知C70分子的结构模型也遵循C60的那些规律, 请确定C70分子结构中上述几项参数。

无机化学第六章 分子结构

无机化学第六章 分子结构

N2:N≡N (一条σ键,两条π键)
N的电子排布式: 1s2 2s2 2p3 (2px12py12pz1) 二个π键互相垂直
δ 键:两个原子相匹配的d轨道以“面对面”的 方式重叠所形成的键
C:1s22s22p2
2个未成对电子
价键理论
形成两条共价键
键角90°( 两条p轨道互相垂直)
形成4条等同的共价键(CH4)
2p 2s
2p
激发
2s
杂化
sp3
激发
基态
激发态
杂化态
与4个H的 1s 轨道成 键(σ)
化合态
Sp3杂化:
1个ns轨道和3个np轨道混合而成
3 1 s 成分和 p 成分 每个sp3杂化轨道: 4 4
可形成四条σ键 键角: 109°28′ 电子构型: 正四面体
键角104.5 °
H2O sp3杂化 为什么? 不是正四面体
配位键与共价键的区别: 形成的过程不同
二、共价键理论
G. N Lewis ( 美国化学家,1875~1946) 8e或2e结构
× ×
.. .. .l. Cl C.
×× × ××
Lewis理论
Cl—Cl
无法解释
H—Cl
N≡N
共用 电子对
无法解释共价键的方向性
F F F
Cl
F
S
F
F F
Cl
P
Cl
Cl Cl F
1s—1s、2s—2s、2p—2p
可组成分子轨道
2s—2p 取决于轨道之间的能量差
从轨道能量角度看:
H1s Cl3p O2p Na3s HCl 共价键(E相近) E1s = -1313 kJ· -1 mol E3p = -1259 kJ· -1 mol E2p = -1322 kJ· -1 mol E3s = -502 kJ· -1 mol

《晶体结构与性质》课件

《晶体结构与性质》课件

总结词
密排六方结构是一种晶体结构,其特点是原子或分子的排列具有高度的六方对称性,且每个原子或分子的周围都有相同数量的最近邻。
详细描述
密排六方结构是一种晶体结构,其原子或分子在晶格中以密排六方的形式排列。这种结构的六方对称性使得原子或分子的排列非常紧密。由于每个原子或分子周围都有相同数量的最近邻,这种结构也具有高度的稳定性。密排六方结构在金属材料中较为常见,如镁、锌、镉等。
总结词
金属材料在晶体结构与性质方面具有广泛的应用,其性能受到晶体结构的影响。
详细描述
金属材料的物理和化学性质,如导电性、导热性、耐腐蚀性等,都与其晶体结构密切相关。通过了解金属材料的晶体结构,可以预测其在不同环境下的性能表现,从而优化材料的选择和应用。
陶瓷材料的晶体结构对其硬度、耐磨性和耐高温性能具有重要影响。
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。
总结词
分子晶体结构是一种由分子通过范德华力结合形成的晶体结构。范德华力是一种较弱的作用力,因此分子晶体通常具有较低的熔点和硬度。常见的分子晶体有冰、干冰等。分子晶体在材料科学和工程中也有一定的应用,如某些塑料和橡胶材料。
详细描述
晶体结构与材料性能的应用
总结词
硬度是衡量晶体抵抗被划痕或刻入的能力的物理量。硬度通常与晶体中原子的排列方式和相互间的作用力有关。例如,金刚石是自然界中硬度最高的物质,这归功于其独特的碳原子排列方式。
详细描述
VS
晶体的光学性质主要取决于其内部结构和对称性。
详细描述
当光照射到晶体上时,会发生折射、反射、双折射等光学现象。这些现象的产生与晶体内原子或分子的振动和排列方式有关。例如,某些晶体具有特殊的颜色,这是由于它们对不同波长的光有不同的折射率。

第六章 分子结构与晶体结构分析课件

第六章  分子结构与晶体结构分析课件

1-1 共价键的形成
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 E 互作用。
每个H原子核不仅吸引自 0 己本身的1s电子还吸引另一个 H原子的1s电子,平衡之前, -D
d
引力>排斥力,到平衡距离d, 能量最低:形成稳定的共价键。
无机化学
↑↑ ↑↓ R
1-1 共价键的形成
无机化学
1. 分子的极性 •任何以共价键结合的分子中,存在带正电荷 的原子核、带负电荷的电子。 •分子中存在正电荷中心(“+”极)、负电 荷中心(“-”极)。 •两中心重合,整个分子无极性,称为非极性 分子; •两中心不重合,整个分子有极性,称为极性 分子。
1. 分子的极性
无机化学
① 由共价键结合的双原子分子,键的极性和分子极 性一致; 例: O2 、N2 、H2 、Cl2 非极性键,非极性分子。
无机化学
H2分子中两个H原子的1S轨道发生重叠,核间 形成一个电子出现的几率密度较大的区域。这
样,增强了核间电子云对两核的吸引,削弱了 两核间斥力, 体系能量降低,更稳定。
(核间电子在核间同时受两个核的吸引比单独 时受核的吸引要小,即位能低,∴能量低)。
1-1 共价键的形成
无机化学
1930年,鲍林用量子力学处理H2分子问 题所得结果推广到其他分子系统,发展 成为价键理论。
无机化学
非极性共价键:由同种原子组成的共价键,由 于元素的电负性相同,电子云在两核之间均匀分 布。例:H2、O2、N2等 。 极性共价键:由不同种元素的原子形成的化学 键,由于元素的电负性不同,对电子的吸引能力 不同,在共价键的两端产生了正负极,这样的化 学键称为极性共价键。例:HCl、H2O、NH3等。

晶体结构 PPT课件

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结构可以看成是由C-C四面体共顶连接 而成。
金刚石的类型
晶格中N和B常替代C。N含量一般为 0.001% ~0.25%。按照N的含量将经金 刚石划分为不同类型/
Ⅰ型 (含N) Ⅰa型:N为N2、N3 、N n, 98%的天然无色--黄色钻石属于此类。 Ⅰb 型:N为孤N, 多数合成钻石属于此类。 Ⅰ型金刚石的主要用途:刀具、拉丝 模、砂轮、钻头等。
O2-位于立方晶胞晶棱的中点, Ca2+位于 立方晶胞的中心,配位数为12;Ti4+位于 晶胞的角顶,配位数为6;O 周围有4 个 Ca, 2个Ti。[TiO6]八面体共角顶连接。
CaTiO3的立方原始晶胞
Ti4+与八面体角顶的6个O2-配位
Ca2+
Ti4+ O2-
理想钙钛矿的晶胞
一般将等轴晶系钙钛矿结构称为理想 钙钛矿,典型代表是SrTiO3。这种结 构的钙钛矿很少见。只有当离子半径 满足(rA+rX) =1.414(rB+rX)。才能形成 理想的钙钛矿型结构。
方解石(CaCO3)的结构模型
每一个Ca2+与属于不同的CO32-离子团 中的六个氧离子配位,碳的氧离子配 位数为3 。
Ca2+与不同的CO32-离子团中的六个O2-配位,
(2)钙钛矿(CaTiO3)型晶体结构 高温下为等轴晶系,空间群Pm3m,
ao=0.385nm,Z=1。
钙钛矿结构可看成是较大的Ca2+和O2作立方最紧密堆积,Ti4+充填在由六个 氧形成的八面体空隙中。
10.1 元素单质的晶体结构
1.金属单质的晶体结构
典型的金属单质晶体,原子之间以金属键 结合,结构看成是由等大球紧密堆积而 成,原子配位数高。

分子结构与晶体结构

分子结构与晶体结构
类)
s-s :σ键,如:H-H s-p :σ键,如:H-Cl p-p :σ键,如:Cl-Cl π键, 单键:σ键 双键:一种σ键,一种π键 叁键:一种σ键,两个π键
例:N≡N
σ键旳重叠程度比π键大,∴π键不如σ键牢固。
σ键
π键
原子轨道重叠方式 头碰头
肩并肩
能单独存在 不能单独存在
沿轴转180度 符号不变
O、N、F电负性大,原子半径小,具有孤对电子,易形成 氢键。
注意: a)不同分子亦会形成氢键 b)分子内亦会形成氢键
H3N……H-O-H
② 氢键旳强度和性质 a)强度:比化学键小得多 与分子间力相同数量级,是键能旳1/20。
b)具有方向性和饱和性
4-2.物质溶解度原理
构造相同者(溶剂、溶质构造相同)易溶,即 “相同相溶”。
第六章 分子构造与晶体构造
本章要求
1.掌握杂化轨道理论、 2.掌握两种类型旳化学键(离子键、共价
键)。 3.了解当代价键理论和分子轨道理论旳初
步知识,讨论分子间力和氢键对物质性质 旳影响。
分子构造涉及
1.分子旳化学构成。 2.分子旳构型:即分子中原子旳空间排布,
键长,键角和几何形状等。 3.分子中原子间旳化学键。
e)除μ很大旳分子(如H2O)外,分子间作 用力以色散力为主。
③ 分子间作用力对物质物理性质旳影响
4-4 氢键
氢化物
ⅦA
b.p.(℃)
ⅥA
ⅤA
① 氢键形成旳条件
HF 19.5 H2O NH3
HCl HBr -84.9 -67 H2S H2Se PH3 AsH3
HI -35.4 H2Te SbH3
§4 分子间力和分子晶体
4-1.分子间力 1. 分子旳极性 任何以共价键结合旳分子中,存在带正电荷旳原子核、

晶体结构分析方法PPT

晶体结构分析方法PPT

2 sin c / dhkl c 2dhkl 2 sin (由布拉格公式) s s0 (劳厄方程) H hkl
右边: cH hkl c / d hkl

意义: 产生衍射的条件: ▲ 散射矢量等于倒易矢量(散射矢量三个分量均为整数)。 ▲ 当倒易点阵原点与散射矢量相同时, 只有当散射矢量 的端点落在倒易结点上时才会有可观察到的衍射。
Bragg方程的推导
方程成立前题:
▲ 入射线、散射线和反射晶面的法线在同一平面上 ▲
sin 1
与面间距需同一量级或更小
晶体衍射与可见光的镜面反射差别 晶体衍射 有一定数目投射角 内层原子参与 衍射束强度 入射束 光镜面反射 任何投射角 表面反射 效率可达100%

n 1 2d
二、晶体结构分析的几种方法
(一) X射线衍射仪 1. 衍射仪的结构及基本原理 2. 衍射仪在光电子材料研究中的应用
(二) 反射式高能电子衍射仪(RHEED) 1. RHEED的结构与原理 2. RHEED在分子束外延中的应用

(一) 物质的结构分类 晶体:具有周期性排列的内部结构,三维长程有序。 非晶体:内部结构只在几个原子范围内具有某种统 计分布规律,在大范围内呈无规排列,即短程有序。 在微电子、光电子领域制作器件的大量材料都属于 晶体范畴,如Si、Ge、GaAs、InP等。
i ( kr ) f (r )e dv

v
ikr f (r )e dv F (k )
f (r ) 的付立叶变换就是衍射图形
F (k ) 给出相应于任何值的衍射波振幅, 提供衍射图形

的空间分布。
是决定衍射障碍物对入射波效应的函数, 包括了 f (r )

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。

6_分子结构和晶体结构 38页PPT文档

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1 轨道杂化理论的基本要点
原子在形成分子时,为了增强成键能力,同 一原子中能量相近的不同类型的原子轨道重新 组合,形成能量、形状和方向与原轨道不同的 新的原子轨道。这种原子轨道重新组合的过程 称为原子轨道的杂化,所形成的新的原子轨道 称为杂化轨道。
杂化轨道理论的基本要点: (1) 在形成分子时,原子中能量相近的几个原子 轨道重新组合而形成一组新的原子轨道,这一过 程称为杂化,形成的新轨道称为杂化轨道。 (2) 轨道杂化可增大轨道重叠,增强原子轨道成 键能力; (3) 杂化轨道成键时,满足斥力最小原则,决定 了杂化轨道的夹角和键的方向。在不等性杂化时 ,键角会有偏离。 (4) 杂化轨道数目等于参与杂化的原子轨道数目
(1)键长 ( l ) 分子中城件的两原子核间的平衡距离(核间距

(2)键能(E) 化学键强弱的量度。
(3)键角 (α ) 在分子中键与键之间夹角称为键角。
价健理论局限性
无法解释分子的空间构型 健角 分子构型
H2O 104.50 V型 CH4 109.280 正四面体型
二 轨道杂化理论
1 轨道杂化理论的基本要点 2 轨道杂化的类型与分子的空间构型
4 共价键的类型
(一)σ键 原子轨道沿键轴(两原子核间联线)方向以
“头碰头” 方式重叠所形成的共价键称为σ键。 形成σ键时,原子轨道的重叠部分对于键轴呈 圆柱形对称,沿键轴方向旋转任意角度,轨道 的形状和符号均不改变。
(二)π键
原子轨道垂直于键轴以 “肩并肩” 方式重叠 所形成的共价化学键称为π键。形成π键时,原 子轨道的重叠部分对等地分布在包括键轴在内的 平面上、下两侧,形状相同,符号相反,呈镜面 反对称。
(三)配位键 按共用电子对提供的方式不同,共价键又可

结构化学晶体学基础ppt课件

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晶体学基础
气态
物质的三种聚集态 液态 晶体
固态 准晶体 非晶体
晶体学基础
• 非晶体
在它们内部原子或分子的排列没有周期性的结构 规律,像液体那样杂乱无章地分布,可以看作过冷 液体,称为玻璃体、无定形体或非晶态物质。
玻璃体的结构特点
晶体学基础
• 准晶体
准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶具有 完全有序的结构,然而又不具有晶体所应有的平移对称性, 因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。准晶体的发现, 是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
金刚石中的滑移面
晶体的微观对称性
7.3.2 230个空间群 空间群符合一般用熊夫利和国际符号联合表示
晶体结构的周期性和点阵理论
3 晶体具有确定的熔点
晶体结构的周期性和点阵理论
4 晶体的对称性和对X射线的衍射
晶体的理想外形具有特定的对称性,这是内 部结构对称性的反映。晶体结构的周期大小和X 射线的波长相当,使它成为天然的三维光栅,能 够对X射线产生衍射。而晶体的X射线衍射,成 为了解晶体内部结构的重要实验方法。
晶胞
• 晶胞的两个基本要素:
晶胞
• 分数坐标
OP = xa + yb + zc
x, y, z为P原子的分数坐标。 x, y, z为三个晶轴方向单位 矢量的个数(是分数)(晶轴 不一定是相互垂直)。 x, y, z一定为分数
晶胞
• 凡不到一个周期的原子的坐标都必须标记,分 数坐标,即坐标都是分数,这样的晶胞并置形 成晶体。
点阵结构
2. 从晶体点阵结构中抽象出点阵 例1. 等径圆球排列形成的一密置列直线点阵
一个点阵点代表一个球 重复周期为a a = 2r
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无机化学
非极性共价键:由同种原子组成的共价键,由 于元素的电负性相同,电子云在两核之间均匀分 布。例:H2、O2、N2等 。 极性共价键:由不同种元素的原子形成的化学 键,由于元素的电负性不同,对电子的吸引能力 不同,在共价键的两端产生了正负极,这样的化 学键称为极性共价键。例:HCl、H2O、NH3等。
步知识; • 讨论分子间力和氢键对物质性质的影响。
分子结构包括
无机化学
分子的化学组成 分子的构型:即分子中原子的空间排布,键 长,键角和几何形状等。 分子中原子间的化学键
化学上把分子或晶体中相邻原子(或离子) 之间强烈的相互吸引作用称为化学键。
化学键:离子键、共价键、金属键。 晶 体:离子晶体、原子晶体、
无机化学
H2分子中两个H原子的1S轨道发生重叠,核间 形成一个电子出现的几率密度较大的区域。这
样,增强了核间电子云对两核的吸引,削弱了 两核间斥力, 体系能量降低,更稳定。
(核间电子在核间同时受两个核的吸引比单独 时受核的吸引要小,即位能低,∴能量低)。
1-1 共价键的形成
无机化学
1930年,鲍林用量子力学处理H2分子问 题所得结果推广到其他分子系统,发展 成为价键理论。
1-1 共价键的形成
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 E 互作用。
每个H原子核不仅吸引自 0 己本身的1s电子还吸引另一个 H原子的1s电子,平衡之前, -D
d
引力>排斥力,到平衡距离d, 能量最低:形成稳定的共价键。
无机化学
↑↑ ↑↓ R
1-1 共价键的形成
特征称为共价键的饱和性。例如:
H Cl H O H
NN
1-3 共价键的特征
无机化学
•原子轨道中,除s轨道是球形对称没有方向性外, p,d,f原子轨道中的等价轨道,都具有一定的 空间伸展方向。
•方向性:在形成共价键时,只有当成键原子轨 道沿合适的方向相互靠近,才能达到最大程度 重叠,形成稳定的共价键。称为共价键的方向 性。例如: HCl形成
如 NH4+ 、 SO42- 、 PO43- 、 ClO4- 等 离 子 中 都 有 配 位
F
HNH
H
FBF
F
1-5 键参数
无机化学
• 表征共价键基本性质的物理量叫键参数。
• 键能(E):共价键的强度 ;
• 键长(l)、键角(α):共价键形成的 分子的空间构型(几何构型)。
分子晶体、金属晶体
§1 共价键理论
无机化学
• 1916年,路易斯(Lewis G N)提出共 价键理论。
• 定义:原子间借用共用电子对结合的
化学键叫做共价键。
路易斯
• 靠共用电子对,形成化学键,得到稳 (共价键理论) 定电子层结构。
• 化学键—分子中的两个(或多个)原 子之间的相互作用。
• 对共价键的形成的认识,发展提出了
无机化学
• s-s: σ键,如:H-H • s-p: σ键,如:H-Cl • p-p:σ键,如:Cl-Cl • 单键:σ键 • 双键:一个σ键,一个π键 • 叁键:一个σ键,两个π键
(1)σ键和π键
无机化学
类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式 头碰头
肩并肩
存在情况
能单独存在 不能单独存在
牢固程度
牢固

(2)非极性共价键和极性共价键
价键理论(Valence Bond Theory):又 称电子配对法,简称VB法。
1-2 价键理论要点
无机化学
① 要有自旋相反的未配对的电子 H↑+ H↓ → H↑↓H 表示:H:H或H-H
② 电子配对后不能再配对:即一个原子有几
个未成对电子,只能和同数目的自旋方向相 反的未成对电子成键。 如:N:2s22p3,N≡N 或NH3(电子配对原理)这就是共价键的饱和 性。 ③ 最大重叠原理:原子轨道的最大程度重叠 (重叠得越多,形成的共价键越牢固)
(2)非极性共价键和极性共价键
无机化学
共价键极性的强弱,可由成键原子的电负性 的大小来表示。
极性共价键是非极性共价键和离子键的过渡键型。
(3)配位键(配位共价键)
无机化学
•形成条件:成键原子一方有孤对电子,另一方 有空轨道。
(3)配位键(配位共价键)
无机化学
此类共价键在无机化合物中是大量存在的,
1-3 共价键的特征
无机化学
•共价键理论的基本要点,决定了共价键具有 的两种特性,即饱和性和方向性。
•饱和性:根据自旋方向相反的两个未成对电 子,可以配对形成一个共价键,推知一个原子
有几个未成对电子,就只能和同数目的自旋方
向相反的未成对电子配对成键,即原子所能形
成共价键的数目受未成对电子数所限制。这一
第六章 分子结构与晶体结构
第六章 分子结构与晶体结构
无机化学
第一节 共价键理论 第二节 杂化轨道理论与分子几何构型 第三节 分子间力与分子晶体 第四节 离子键与离子晶体 第五节 其他类型晶体
本章要求
无机化学
• 掌握两种类型的化学键; • 了解杂化轨道理论; • 了解现代价键理论和分子轨道理论的初
现代价键理论和分子轨道理论。
科塞尔(Kossel)
离子键理论
1-1 共价键的形成
无机化学
1 9 2 7 年 , 海 特 勒 ( Heitler ) 和 伦 敦 ( London )用量子力学处理H原子形成 H2分子的系统时,提出2种假设 : (1)两个H原子中电子的自旋方向相 同—不能形成共价键 (2)两个H原子中电子的自旋方向相 反—可以形成共价键
+
+

+
+

+
+

S-S
px-s
px-px
(1)σ键和π键
无机化学
•π键:原子轨道垂直于两核连线,以“肩并肩” 方式重叠,重叠部分在键轴的两侧并对称于与 键轴垂直的平面。这样形成的键称作π键。
+
+


pz-pz
π键轨道重叠程度比键小,键能也小,因此稳定性低, 活动性较高,是化学反应的积极参加者。
(1)σ键和π键
3pz
1s
+z
+
z
++
1-3 共价键的特征
无机化学
+
+
zz
pz
pz

++

Cl2形成
1-4 共价键的类型
无机化学
可以从不同角度对共价键进行分类。
(1)σ键和π键(根据原子轨道重叠方式不同而分类) (2)非极性共价键和极性共价键 (3)配位键
(1)σ键和π键
无机化学
•σ键:原子轨道沿两原子核的连线(键轴),以 “头碰头”方式重叠,重叠部分集中于两核之间, 通过并对称于键轴,这种键称为σ键。如:
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