1.分子结构-共价键
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分子结构知识点总结化学
一、分子的构成
分子是物质的最小单元,由一个或多个原子通过共价键相互连接而成。在分子中,原子的排列和连接方式决定了分子的性质。分子的构成主要由原子的种类和数量决定。不同种类的原子组合形成不同的分子,而相同种类的原子通过不同的连接方式也可以形成多种不同的分子。例如,氧气分子由两个氧原子通过双键相连而成,水分子由一个氧原子和两个氢原子通过两个共价键相连而成。
二、分子的形状
分子的形状是由原子间的排列和连接方式决定的,原子间的排列和连接方式受到原子之间的吸引力和排斥力的影响。根据VSEPR理论(分子的价层电子对云模型),分子的形状是由分子中心原子周围的电子对的排布方式决定的。根据VSEPR理论,分子的形状可以分为线性分子、三角平面分子、四面体分子、五面体分子等多种形状。分子的形状直接影响着分子的性质,如分子的极性、电荷分布等。
三、共价键的理论与结构
共价键是由原子之间的价电子对相互共享而形成的一种化学键。共价键的理论通过描述共价键的生成原理和性质对化学反应的机理和过程进行了深入的研究。根据共价键的理论,分子中的原子通过共价键连接在一起,形成了分子的稳定结构。根据共价键的结构,可以将分子的形状、极性等性质进行详细的分析和预测。
四、分子结构的测定方法
目前,研究人员通过多种方法来测定和研究分子的结构特性,主要包括X射线衍射、核磁共振、红外光谱等多种方法。其中,X射线衍射是一种能够直接测定分子结构的方法,通过测定分子中原子之间的距离和角度等参数来确定分子的空间结构。核磁共振可以通过测定分子中原子的核磁共振信号来分析分子中原子的排列和连接方式。红外光谱可以通过分子吸收、散射不同波长的红外辐射来分析分子的化学键和结构。
总之,分子结构是化学领域中一个重要的研究课题,分子的构成、形状、共价键的理论和结构以及分子结构的测定方法都是理解和研究分子结构的重要知识点。通过对这些知识点的深入研究,可以更好地理解化学反应的机理,并且为设计新的材料和药物提供理论基础。
用心教育
1 第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
一、共价键
1、定义:原子间通过共用电子对形成的化学键
【学与问】请用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程
【思考与交流】为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成?
【讲解】按照共价键的共用电子对理论,一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3分子
【思考与交流】我们学过电子云,如何用电子云的概念来进一步理解共价键?
2、价键理论
【讲解】我们以H2分子为例来说明共价键是如何形成的
【讲解】电子云在两个原子核间重叠,意味着电子出现在核间的概率增大,电子带负电,因而可以形象的说,核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁,把带正电的两个原子核“黏结”在一起了
价键理论要点:⑴电子配对原理:两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对⑵最大重叠原理:两个原子轨道重叠部分越大,两核间电子的概率 密度越大,形成的共价键越牢固,分子越稳定
3、σ键
⑴σ键的形成过程
①s-sσ键的形成:成键原子的s电子“头碰头”重叠形成
②s-pσ键的形成:成键原子的s电子与p电子“头碰头”重叠形成
未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成共价键
③p-pσ键的形成:成键原子的p电子与p电子“头碰头”重叠形成
px px
未成对电子的原子轨道相互靠拢 原子轨道相互重叠 形成共价键
【讲解】以形成化学键的两原子核的连线作旋转操作,共价键的电子云图形不变,这种特征s轨道 px轨道 用心教育
第三章共价键和双原子分子的结构化学(A)
一、选择题(每空2分 共40分.将所选择的答案填在题目前的[ ]中)
[ ]1. 对于H2+,下列说法错误的是
A H2+的薛定谔方程可以精确求解 B H2+的薛定谔方程不能精确求解
C H2+中具有分子轨道和化学键的特征 D 对H2+的处理一般采用线性变分法
[ ]2.通过变分法计算得到的微观体系的能量总是
A 等于真实体系基态能量 B 大于真实体系基态能量
C 不小于真实体系基态能量 D 小于真实体系基态能量
[ ]3.LCAO--MO是指
A 同一原子相同能量原子轨道组合 B 同一原子不同能量原子轨道组合
C 不同原子原子轨道线性组合
[ ]4.线性变分法处理H2+过程中,认为Hab=Hba,依据的性质是
A 电子的不可分辨性 B 二核等同性
C a,b的等同性 D Hˆ的厄米性
[ ]5.H2+的RrrHba11121ˆ2,采用下列的处理手段是(可多选)
A 单电子近似 B 原子单位
C 定核近似 D 中心力场近似
[ ]6.线性变分法处理H2+得到,,Sab积分,对它们的取值下列论述错误的是
A sH1 B 0
C R值大,值小 D R值大,值大
[ ]7.关于对称匹配原则下列描述错误的是
A 原子轨道重叠时必须有相同的对称性
B 对称性相同,位相也相同的AO形成成键MO
C 对称性相同,位相不相同的AO形成反键MO
D 对称性相同,只有正正重叠才能形成成键MO
第二章 分子结构与性质
第1节 共价键
HCl和NaCl的形成:
一、共价键
1、共价键的形成及本质
(1)形成条件:
电负性相同或相近的两原子
成键原子具有单电子,且自旋方向相反
在空间按重叠面积最大的方向重叠(头碰头、肩并肩)
(2)本质:
重叠的电子云与两原子核之间的电性作用。
2、共价键的分类:
(1)σ键:头碰头重叠。轴对称、可旋转、稳定;
(2)π键:肩并肩重叠。镜像对称、不可旋转、不稳定。
3、共价键的成键规律:
(1)、单键为σ键,双键为一个σ键,一个π键,三键为一个σ键,两个π键;
(2)、σ键 可以有s-s σ键、s-p σ键、p-p σ键。
π键 只有p-p π键。
4、共价键的特征:
(1)、共价键具有饱和性;
(2)、共价键具有方向性, 决定分子的空间结构。
二、键参数
1、键能:
①概念:气态基态原子形成1mol化学键所放出的最低能量。
②单位:kJ/mol
③键能越大,共价键越强,化学键越稳定。
2、键长:
①概念:形成共价键的两原子间的核间距,不等于两原子半径之和。同种原子的共价键键长一半称为共价半径。
②单位:1pm(1pm=10-12m)
③键长越短,共价键越牢固,形成的物质越稳定。 3、键角:
构成分子的原子大于2个时,共价键之间的夹角称为键角。
Eg.:CO2结构为O=C=O,键角为180°,为直线形分子。H2O键角105°,为V形,CH4键角109°28′,为空间正四面体。
三、等电子原理
1、等电子体:原子总数相同,价电子总数相同的分子。
2、常见的等电子体:
类型 实例 空间构型
两原子10e- N2 CO CN- C22- NO+ 直线型
三原子16e- CO2 CS2 N2O CNO- SCN- BeCl2 AlO2- N3- 直线型
三原子18e- O3 SO2 NO2- V型
四原子24e- BF3 BCl3 SO3 CO32- NO3- SiO32- BO33- 平面三角形