第四章无机化学 化学键与分子结构ppt课件.ppt
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1、第四章 化学键与分子结构,4.1 离子键理论,4.2 共价键理论,4.3 金属键理论,无机化学,4.1 离子键理论,无机化学,一、离子键的形成,Na+:Cl Na+:Cl:,无机化学,二、离子键及其特点,定义:正负离子间的静电吸引力叫做离子键。特点:离子键既没有方向性也没有饱和性。,NaCl 晶体,无机化学,三、离子键强度与晶格能,晶格能:表示相互远离的气态正离子和负离子结合成 1 mol 离子晶体时所释放的能量,或1 mol 离子晶体解离成自由气态离子时所吸收的能量。如:Ca2+(g)+2Cl-(g)CaCl2(s)H=U=2260.kJ/mol离子键强度:用晶格能表示,无机化学,Born-
2、Lande 公式,U=-Ve Z1Z2/r 其中:Ve 为正负离子间吸引力和排斥力达平衡时,体系的位能;Z1、Z2 分别为正负离子的电荷数;r为正负离子间距。Born-Haber 循环计算U,无机化学,四、离子化合物的类型,ZnS型NaCl型CsCl型,无机化学,五、离子化合物的性质,高熔点 High melting points高沸点 High boiling points易脆性 Brittleness溶解性 Some are soluble,some not.,无机化学,4.2 共价键理论,共享电子对,无机化学,4.2.1 价键理论,共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠(即波函数叠加)
3、,原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。,一、共价键的本质和特点,无机化学,二、共价键的键型,键(成键轨道)头碰头原子核连线为对称轴,键,肩并肩穿过原子核连线有一节面,无机化学,共价键形成实例,HF的生成,N2的生成,键,键,无机化学,4.2.2 杂化轨道理论,同一原子中,不同原子轨道的线性组合,改变原子轨道的分布方向,有利于成键,但原子轨道的数目不变,无机化学,4.2.2 杂化轨道理论,实验测得 CCl4、CH4等的立体构型为正四面体(tetrahedral),在同一个原子中能量相近的不同类型(s,p,d,)的几个原子轨道波函数可以相互叠加而组
4、成同等数目的能量能量完全相同的杂化轨道。,无机化学,杂化轨道的主要类型,sp 直线型 键角180 CO2,C2H2sp2 平面三角形 键角120 BF3,NO3-,C6H6,C2H4sp3 正四面体形 键角109 28 CH4,H2O,NH3dsp2 平面四方形 键角90 Ni(CN)42-dsp3(sp3d)三角双锥 120和90 PCl5d2sp3(sp3d2)正八面体 90 SF6,无机化学,sp杂化轨道,激发,杂化,无机化学,sp2杂化,乙烯,无机化学,sp3杂化,无机化学,4.2.3 价层电子互斥理论,CH4 NH3 H2O PF3 ClF3,分子构型和电子构型的区别原则:尽可能使电
5、子对之间的排斥作用最小高键级低键级孤对孤对 孤对键对 键对键对,无机化学,价层电子对互斥理论可以定性判断和预见分子的几何构型,分子的共价键中的价电子对以及孤对电子由于相互排斥作用而趋向尽可能彼此远离,分子尽可能采取对称的结构。若一个中心原子和几个配位原子形成分子时,分子的几何构型取决于中心原子周围地价电子数目。价电子包括价层轨道中成键电子对(bp)和孤电子对(lp).不同价电子对间排斥作用的顺序为:lplp lpbp bpbp分子中的多重键按单键处理。价层电子对数确定方法:价层电子对数(中心原子价电子总数配位原子提供电子数 离子电荷数)配位原子提供电子数:H,Cl,1;O,S,0;N,-1.,
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