分子结构和分子间作用力知识梳理

第三章分子结构和分子间作用力

一、离子键

离子键:电负性相差比较大的元素之间发生电子的转移,形成阴、阳离子，通过静电作用形成的化学键

说明：1. 作用力的实质是静电引力

2. 离子键无方向性, 无饱和性

3. 正负离子周围相临的异号电离子数目主要取决于正负离子的相对大小,

与电荷数无直接关系.只要周围空间许可,就会尽可能多的吸附异号离子.

二、晶格能及其求算

图中787.3

个物质状态的变化，

-得失电子-晶格能结合

晶体半径大，电荷小的晶格能小

三、共价键

键角

键长：越短键能越大

键能

共价键的极性：非极性：氢气，氧气，氟气等，两个原子核电荷重心重合

极性：—————————————————重心偏向一方

【分子构型和价层电子对互斥理论】

AB n型分子计算公式

A原子价层电子对数=1/2 { A 价电子总数+ B 提供的共用电子数+ 阴离子带电荷数（或：-阳离子带电荷数）}

说明：（1）当卤素作为中心原子时，提供7个价层电子，氧族元素提供6个

(2) B提供的共用电子数:

H:1e VIIA:1e O:0e

(3) 若剩余1个电子，亦当作1对电子处理

【理想分子构型表格】

四，价键理论

共价键的本质是电性的

【杂化轨道理论】

（1）激发

处于基态的原子不参与化学结合，原子都是以某种激发态参与化学结合的。成键时，成键原子之间的相互影响，使原子受到激发。

（2）杂化

处于激发态的几个能量相近的不同类型的原子轨道可通过线性组合(杂化

hybridization ），形成一组相同的杂化轨道(hybrid orbital)。

杂化轨道的数目等于参予杂化的原子轨道的数目。杂化后成键数增加，释放出更多能量，补偿了电子激发消耗的能量。 （3）成键

杂化轨道具有一定的形状(不对称)和方向，杂化轨道比原来的原子轨道的成键能力强，而且采取最大角度的空间分布，使成键电子对之间距离最远，斥力最小, 决定分子的空间构型。 【杂化类型判断方法】

先判断分子构型，直线型为ＳＰ，平面型为ＳＰ２，空间型为ＳＰ３ 一些实例：SP 杂化: BeCl 2 C 2H 2 SP 2杂化: BF 3 C 2H 4O3 SP 3杂化: CH 4, NH 3, H 2O

【等性与不等性杂化】

通常有已成对电子的原子轨道参加杂化的是不等性杂化，例如二氧化氮９不等性ＳＰ２杂化）

【分子轨道理论】 对称性原则:

两个原子轨道的角度分布图中波瓣的正、负号对于键轴（设为x 轴）或对于含键轴的某一平面的对称性决定。 能量近似原则:

在对称性匹配的原子轨道中，只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道，而且能量愈相近愈好. 电子在分子轨道中的排布 ★ Pauli 不相容原理

★ 能量最低原理---分子轨道的能级顺序 ★ Hund 规则 键级

键级可以是整数，也可以是分数。 键级愈高，键愈稳定；键级为零，表明原子

成键分子轨道上的电子总数-反键分子轨道上的电子总数

键级2

间不能形成稳定的分子。

举例

O2 [(s1s)2(s*1s)2 (s2s)2(s*2s)2 (s2px)2 (p2py)2 (p2pz)2(p*2py)1 (p*2pz)1]

【氧分子的活性与活性氧】

双氧Ｏ２分子是单质氧存在的主要形态，分子键能为２，Ｏ２的反键轨道上各有一个单电子，总自选量子数为１，自旋多重态为３，所以双氧分子也被称为三重态氧，Ｏ２是顺磁性分子，当Ｏ２被激发后，形成单重态氧，是一种活性氧

五、分子间作用力

1、范德华力

特点:

性质:静电引力;

键能:几～几十kJ/mol, 比化学键小1-2个数量级;

作用范围:短

没有方向性和饱和性

分子量越大，色散力越强，熔沸点越高，

温度越低，色散力越弱

2、氢键

本质是静电吸引

成键条件：X: 电负性很大、半径很小的原子X，通常只有FON三种

Y: 电负性大、半径小并在外层有孤对电子的Y原子（FONS等）特点：具有饱和性和方向性，力量大于范德华力，需要较近的距离

影响：使物质熔沸点明显升高。溶质分子和溶液分子之间形成氢键利于溶解。