无机化学chapter9.ppt
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1、,温故知新,原子轨道和电子云的角度分布图:,原子轨道和电子云的角度分布图:,化学键:分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。 强烈的体现形式 :使原子间形成一个整体,彼此不能发生相对移动,只能在一定平衡位置 振动。破坏这种作用需消耗较大能量。,离子键 离子晶体 化学键 共价键 原子晶体 分子晶体 金属键 金属晶体,第九章 分子结构,第十章 固体结构,第九章 分子结构,9.2 价键理论,9.6 键参数,9.5 分子轨道理论,9.4 价层电子对互斥理论,9.1 Lewis理论,9.3 杂化轨道理论,共价键理论:,Lewis理论(1916年) 价键理论(1927年, 1930年) 杂化轨道
2、理论(1931年) 价层电子对互斥理论(1940年) 分子轨道理论(20世纪20年代末),9.1 Lewis理论,电子配对理论: 分子是通过原子间共用电子对而形成的,9.1 Lewis理论,八隅体规则 在分子中,每个原子均应具有 稳定的稀有气体原子的8电子外层 电子构型(He除外),违背八隅体规则的例子:BF3,PCl5,SF6等。,9.1 Lewis理论,Lewis结构式,HH,9.2.1 共价键的形成和本质,9.2 价键理论(VB),9.2.3 共价键的键型,9.2.2 价键理论的基本要点 与共价键的特点,Heitler和London用量子力学处理H2分子 的形成过程,得到 ER关系曲线。
3、,9.2.1 共价键的形成和本质, 价键理论继承了Lewis共用电子对的概念。 以量子力学为基础。 揭示了共价键的本质原子轨道重叠,原子核间电子概率密度大吸引原子核而成键。,1. 基本要点:,未成对价电子自旋方式相反; 对称性一致,原子轨道最大程度重叠。,2. 特点:,方向性,饱和性,9.2.2 价键理论的基本要点 与共价键的特点,1.键:原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠(头碰头)。,9.2.3 共价键的键型,2.键:两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠(肩并肩)。,3. 配位键 形成条件:成键原子一方有孤对电子, 另一方有空轨道。,O,C,例:,9.3.1 杂化轨道的概念,9.3.
4、2 杂化轨道的类型,9.3 杂化轨道理论,在形成分子的过程中,若干不同类型能量相近的原子轨道重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程称为杂化,所形成的新轨道叫做杂化轨道。,9.3.1 杂化轨道的概念,CH4的空间构型为正四面体。,C:2s22p2,1. sp型杂化,9.3.2 杂化轨道的类型, sp3杂化,CH4形成时的sp3杂化。,B: 2s22p1, sp2杂化,BF3的空间构型为平面三角形。,BF3形成时的sp2杂化。, sp杂化,BeCl2分子:直线形。,BeCl2形成时的sp杂化。,s轨道,p轨道,sp杂化轨道,sp杂化轨道在空间取向,BeCl2分子 用杂化轨道 成键。,2. s
5、pd型杂化, sp3d杂化,PCl5(g)的几何构型为三角双锥。,P: 3s23p3, sp3d2杂化,SF6的几何构型为八面体。,S: 3s23p4,杂化轨道与分子空间构型,2-,3.不等性杂化,参与杂化的原子轨道s,p和d等成分不相等,所形成的杂化轨道是一组能量彼此不相等的轨道。 sp3不等性杂化:NH3 , H2O。,NH3:几何构型 为三角锥。,N: 2s22p3,一对孤对电子占据的杂化轨道能量较低,含更多的s成分。,sp3不等性杂化,NH3分子形成时的轨道杂化。,H2O:几何构型为V型。,O: 2s22p4,两个杂化轨道能量较低,被两对孤对电子占据。,sp3不等性杂化,小结:杂化轨道
6、的类型与分子的空间构型,中心原子,直线形 三角形 四面体 三角锥 V型,杂化轨道类型 sp sp2 sp3 不等性sp3,参加杂化的轨道,杂化轨道数,成键轨道夹角,分子空间构型,实例,9.4.1 价层电子对互斥理论的 基本要点,9.4.3 判断分子(离子)几何构型的 实例,9.4.2 分子几何构型的预测,9.4 价层电子对互斥理论 (VSEPR),1. AXmLn分子(A为中心原子,X为配位原子,L为孤对电子) 的几何构型取决于中心原子A的价电子层电子对数VPN。,2. 价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。,VPN = m + n,9.4.1 价层电子对互斥(VSEPR) 理论的基本要点,价层
7、电子对的排布方式,3. 就只含单键的AXmLn分子而言,AXmLn分子的几何构型与价层电子对的排布方式,3. 就只含单键的AXmLn分子而言,AXmLn分子的几何构型与价层电子对的排布方式,4. A与X间具有重键时当成单键处理。 5. 价层电子对间的斥力大小规律: 电子对间夹角愈小,斥力愈大; LP-LP LP-BP BP-BP ; 叁键 双键 单键。,分子或离子几何构型的推断步骤:,1. 确定中心原子的价层电子对数,A的价电子数=A所在的族数 A, 硼族, 碳族, 氮族,氧族,卤素,稀有气体 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 X的价电子数: H和卤素记为1,氧和硫记为0。,9.4.2
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