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F 第六章分子的结构与性质

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分子的结构与性质

分子的结构与性质


2p 2s
激发 2s
2p
sp杂化 2p
sp
整理ppt
<i>电子激发2s22p0→2s12p1，2s轨道与一个刚跃进电子的 2p轨道发生sp杂化，形成两个等价sp轨道。每一个sp杂 化轨道都含有1/2s+1/2p
<ii>成键时，两个Cl原子分别以具有未成对电子 的3p轨道与Be原子的2个sp轨道进行轨道重叠， 电子配对，形成两个(p－sp)σ键，由于sp轨道 s、p成份相同，所以与p轨道重叠后，重叠部分 应相同，故BeCl2中两个键键能相同，键长相等
chemical state
-+
1 2 0。
+
+
-
-
F B 120。
F
F
Fig.10-8 The planar configuration and hybrid orbital orientation of BF3 molecules
整理ppt
（3）SP3杂化：同一原子由一个s和3个p轨道混 杂。每个sp3杂化轨道：1/4s+3/4p
1、s-s原子轨道的组合
反键分子轨道: 电子若原子核间有节面、能量 较高分子轨道，对形成分子不利 成键分子轨道: 若进入原子核间电子云密度大、 能量较低分子轨道，会使分子中原子键合 σ分子轨道: 分子轨道，其电子云沿键轴（两 原子核连线）圆柱形对称分布。 σ﹡ns；σns σ轨道上的电子称σ电子
通 过 理 论 计 算 和 实 验 测 定 可 知 ， Eσ﹡ns>E ns>Eσns。 如H2分子轨道与H原子轨道能量关系图。 H2的分子轨道式：H2[(σ1s)2]
整理ppt
三、键角 分子中两个相邻化学键间的夹角称
七年级下科学第六章：物质的结构知识重点

七年级下科学第六章：物质的结构知识重点

第六章物质的结构【概念和规律】一、物质由微粒构成1、无论生物还是非生物，都是由分子、原子或离子构成。

2、对于由分子构成的物质来说，分子是保持物质的化学性质的最小微粒。

3、不同分子构成不同的物质。

4、在化学反应中，分子可以分解成原子。

5、有的分子由一个原子构成（稀有气体），有的分子由多个相同或不同的原子构成。

6、金属直接由原子构成。

7、1803年英国化学家道尔顿提出了原子论，1811年意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，1897年英国物理学家汤姆生发现了电子。

8、在一定条件下，原子可以失去或得到电子，成为带电荷的离子。

9、有的物质由离子构成，如氯化钠。

10、卢瑟福根据α粒子散射实验提出的原子有核模型认为：原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。

11、现代研究表明：原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。

而且它们由更小的微粒夸克构成。

12、原子核中的质子数和核外的电子数相等，所以整个原子不带电。

13、实验表明：构成物质的微粒之间存在着空隙和相互作用，并处在永不停息的运动之中，而且微粒之间存在着相互作用的引力和斥力。

二、元素1、把物质中的同一种原子统称为元素。

元素：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。

2、自然界中的所有物质都是由元素组成。

3、每种元素都有一个名称和符号，符号通常用拉丁文名称的第一个大写字母表示，若有重复，增加第二个小写字母。

4、目前人类发现的元素有112种，其中94种为天然元素，18种为人工合成元素。

5、元素的分布不均匀①宇宙中氢元素最丰富，其次是氦元素；②地壳中的元素含量依次为：氧元素、硅元素、铝元素；③地核中的元素含量依次为：铁元素、镍元素；④空气中的元素含量依次为：氮元素、氧元素。

678、在非金属元素中He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn称为稀有气体元素。

539、由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。

10、单质和化合物都有确定的组成，并可以用元素符号表示。

11、由同种单质或同种化合物组成的物质叫做纯净物。

分子的结构与性质

分子的结构与性质


3.下列有机物CH3—C—O—CH—CHO含有一个手性碳原子(标有“*”的碳原子)，具有光学活性。当发生下列化学反应时，生成新的有机物无光学活性的是( ) A．与银氨溶液反应 B．与甲酸在一定条件下发生酯化反应 C．与金属钠发生反应 D．与H2发生加成反应
2．相似相溶规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。。
比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？
怎样理解汽油在水中的溶解度很小？
为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？
怎样理解低碳醇与水互溶，而高碳醇在水中的溶解度却很小？
分子的极性 极性分子正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子 非极性分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（ F合=0），∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子
180º
F1
F2
F合=0
O
O
C
H
O
BF3 有 120º 平面三角形 非极性
CH4 有 109.50 正四面体型 非极性
五原子
小结：
分子的极性与键的极性的关系：
分子
共价键 的极性
分子中正负电荷中心
分子的极性
举例
范德华力的本质
二、范德华力和氢键
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子还能够跟另外一个电负性大的原子Y之间产生静电引力的作用，成为氢键，表示为：X-H…Y（X、Y为N、O、F）。 氢键的特征
氢键既有方向性（X-H…Y尽可能在同一条直线上），又有饱和性（X-H只能和一个Y原子结合）。 氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。
第六章 分子结构及性质

第六章 分子结构及性质

第六章分子结构及性质思考题解析1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素原子之间易形成离子键。

哪些元素原子之间易形成共价键？解：周期表中的ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA族元素原子之间由于电负性相差巨大，易形成离子键，而处于周期表中间的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。

2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。

（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。

（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。

（3）sp2杂化轨道是有某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。

（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。

（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp3杂化，因此这些分子都是正四面体形。

（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。

（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。

解：（1）不正确。

这只能对双原子分子而言。

（2）不正确。

这只能对双原子分子而言。

（3）错。

sp2杂化轨道是由某个原子的n s轨道和两个n p轨道混合形成的。

（4）正确。

（5）错。

CCl4分子呈正四面体，而CHCl3和CH2Cl2分子呈变形四面体。

（6）错。

原子在基态时的成对电子，受激发后有可能拆开参与形成共价键。

（7）错。

如某些分子在成键时发生不等性杂化，则杂化轨道的几何构型与分子的几何构型就不一致。

3．试指出下列分子中哪些含有极性键？Br2CO2H2O H2S CH4解：CO2、H2O、H2S、CH4分子中含有极性键。

4．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论进行解释。

解：BF3分子在成键时发生sp2等性杂化，所以呈平面三角形，而NF3分子在成键时发生sp3不等性杂化，所以呈三角锥形。

5．CH4、H2O、NH3分子中键角最大的是哪个分子？键角最小的是哪个分子？为什么？解：CH4分子的键角最大，H2O分子的键角最小。

CH4分子呈正四面体形，键角为109°28′。

（完整版）无机化学（天津大学版）

（完整版）无机化学（天津大学版）

（完整版）⽆机化学（天津⼤学版）第⼀章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）⽤于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。

2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想⽓体状态⽅程pV = nRT6.理想⽓体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νBB8.反应进度（ξ）表⽰化学反应进⾏程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。

随着反应的进⾏，任⼀化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，⽽与状态变化的途径⽆关。

10.热和功体系和环境之间因温差⽽传递的热量称为热。

除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。

11.热⼒学能（U）体系内部所含的总能量。

12.能量守恒定律孤⽴体系中能量是不会⾃⽣⾃灭的，它可以变换形式，但总值不变。

13.热⼒学第⼀定律封闭体系热⼒学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W< 0, ΔU < 0。

14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下⽓体：纯⽓体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。

溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1标准态下17.标准摩尔⽣成焓（）最稳定的单质─────—→单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）⼀般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(⽣成物) + Σνi(反应物)第⼆章化学反应的⽅向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积内反应进⾏程度随时间的变化率，即：2.活化分⼦：具有等于或超过E c能量（分⼦发⽣有效碰撞所必须具备的最低能量）的分⼦。

华东理工大学《无机化学》考研复习题库及答案

华东理工大学《无机化学》考研复习题库及答案

考试复习重点资料（最新版）资料见第二页封面第1页复习题一第一章 化学反应中的质量关系和能量关系1.一气柜如下图所示：AN2(2L) CO2(1L)假设隔板（A）两侧N2和CO2的T, P相同。

试问：（1）隔板两边气体的质量是否相等? 浓度是否相等?（2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P 会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?2.标准状况与标准态有何不同?3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同? 试说明之。

5.试用实例说明热和功都不是状态函数。

6.判断下列各说法是否正确：（1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。

（2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。

（3）物体的温度越高，则所含热量越多。

（4）热是一种传递中的能量。

（5）同一体系：(a)同一状态可能有多个热力学能值。

(b)不同状态可能有相同的热力学能值。

7.判断下列各过程中，那个ΔU最大：（1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。

（2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。

（3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。

（4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。

第二章 化学反应的方向、速率和限度1.下列说法是否正确?（1）质量定律适用于任何化学反应。

（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。

（3）反应活化能越大，反应速率也越大。

（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。

2.以下说法是否恰当，为什么?（1）放热反应均是自发反应。

（2）Δr S m为负值的反应均不能自发进行。

（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。

3．由锡石(SnO2)生产金属锡，要求温度尽可能低。

可以单独加热矿石(产生O2)，或将锡石与碳一起加热(产生CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。

根据热力学原理，应选用何种方法?4.已知下列反应的平衡常数：H2(g) + S(s) H2S(g)；S(s) + O2(g) SO2(g)；则反应：H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。

无机化学第6章

无机化学第6章


与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性 （3）离子键没有饱和性
只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。
（4）键的离子性与元素的电负性有关
X > 1.7，发生电子转移，形成离子键； X < 1.7，不发生电子转移，形成共价键。
xA-xB 离子性百分率(%) 离子键中键的极性 0.2 01 0.4 04 元素电负性的关系 0.6 09 0.8 15 1.0 22 1.2 30 1.4 39 1.6 47 1.8 55 2.0 63 2.2 70 2.4 76 也可用 Hannay & Smyth 公式 2.6 82 2.8 86 来计算键的离子性。 3.0 89 离子性=[16(△x)+3.5 (△x)2]×100% 3.2 92
第一节 键参数
键参数
表征化学键性质的物理量
如 键能、键长、键角
6-1-1 键能
键能：气体分子每断开1mol某键时的焓变 如 HCl (g) 29815K H(g) + Cl(g)
标准态
6-1-1 键能 mol-1 E (H－Cl)= △H =431kJ· 键能可衡量化学键的牢固程度 键能越大，化学键越牢固
1
- ne-
静电引力 nNaCl
ne-
2 6 nCl(3s 2 3p 5 ) n Cl (3s 3p ) E 348.7kJmol1
形成化学键 -450 kJ· mol-1
形成条件 XA – XB > 2.0
1.离子键的形成
系统能量的变化 带有相反电荷的两个离子(例如A+和B-) 彼引接近的过程中, 系统能量的变化可 表示为两核之间距离的函数。
H2分子的形成
2023高考化学总复习第一部分考点指导第六章物质结构与性质 把脉新高考_探寻新考向(二)杂化类型拓展

2023高考化学总复习第一部分考点指导第六章物质结构与性质 把脉新高考_探寻新考向(二)杂化类型拓展

把脉新高考·探寻新考向(二)杂化类型拓展原子在形成化学键时除采用s­p型杂化外，还可以采用s­p­d型或d­s­p型杂化。

1．s­p­d型杂化n s轨道、n p轨道和n d轨道一起参与的杂化称为s­p­d型杂化，主要有以下几种类型：(1)sp3d杂化sp3d杂化轨道是由1个n s轨道、3个n p轨道和1个n d轨道组合而成的，它的特点是5个杂化轨道在空间呈三角双锥形，杂化轨道间夹角为90 或120°。

(2)sp3d2杂化sp3d2杂化轨道由1个n s轨道、3 个n p轨道和2个n d轨道组合而成，它的特点是6个杂化轨道指向正八面体的6个顶点，杂化轨道间夹角为90°或180°。

(3)sp3d3杂化也是s­p­d 型杂化的一种。

sp3d3杂化轨道是由1个n s轨道、3个n p轨道和3个n d轨道组合而成的，它的特点是7个杂化轨道在空间呈五角双锥形。

(4)价层电子对数与分子空间结构价层电子对数杂化类型成键电子对数孤电子对数分子类型分子空间结构5 sp3d 5 0 AB5三角双锥4 1 AB4变形四面体3 2 AB 3 T 形2 3 AB 2 直线形 6sp 3d 260 AB 6 正八面体 5 1 AB 5 四方锥 42AB 4平面四边形2.d-s-p 型杂化(n -1)d 轨道和n s 轨道、n p 轨道一起参与的杂化称为d-s-p 型杂化。

主要是过渡元素的原子或离子在与CN -、2NO -等形成配位键时采用的杂化方式,常见有杂化轨道类型价层电子对数空间结构 实例dsp 24 四方形 Ni(CN)2－4 dsp 35 三角双锥 Fe(CO)5d 2sp 36八面体Fe (CN)3－61．(2021·全国甲卷节选)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。

结构化学-第六章

结构化学-第六章


NH2
C
C
O
OO
O
EDTA4-乙二胺四乙酸根
乙二胺en
2020/5/8
5
二. 配位化合物结构理论
价键理论――晶体场理论――分子轨道理论――配位场理论 杂化轨道 静电作用模型 MOT处理配键 配位化合物的
VBT理论T ① 共价配键和d-s-p杂化轨道(低自旋化合物）
A: 当中心离子M固定时， 值随配体而改变
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19
CO≈CN–NO2– 邻蒽菲联吡啶SO32–乙二胺(en)NH3 吡啶 EDTA H2O F–OH– Cl– Br–I–
大者为强场配位体， 小者为弱场配位体。由于通常由光谱 实验确定，故称这个顺序为光谱化学序列（也称配位场强 度序列）。
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12
① 正八面体场
6个配位体，沿x，y，z轴接近金属原子。dz2，dx2- y2与配体的斥 力大，轨道能量上升多；dxy，dxz，dyz与配体的斥力小，轨道 能量上升少 。
接近方式如图：
z
z
z
y
x
y
x
dxz z
dyz
dxy
y
y
x
x
x
dx2-y2
dz2
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13
d轨道分裂为:
❖ 配位体：含有电子的烯、炔、芳香烃，与过渡金属形成配 位化合物
❖ n配位体：一个配体与n个金属原子配位
❖ n配位体：一个配体的 n个配位点与同一个金属原子配位
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4
H
H3C
C
CH3
C
C
O
O
乙酰丙酮
N
N
N
O
化学分子结构与物质性质

化学分子结构与物质性质

分子结构与物质性质【德智助学】1.分子的立体结构2.分子的性质3.化学键（离子键、共价键），配位键，金属键4.8电子稳定结构【知识梳理】考试要点一、分子的立体结构1．价层电子对互斥模型（1）当A的价电子全部参与成键时，价层电子对间的相互排斥使得键角最大，据此可以直接推测分子的空间构型。

（2）当A上有孤电子对时，孤电子对要占据一定的空间，并参与电子对间的排斥，使得各电子对间的夹角最大，据此可推测出分子的VSEPR模型，去除孤电子对后即得分子的立体结构。

（3）中心原子的杂化及价层电子对互斥模型。

2．杂化轨道理论杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。

杂化前后轨道总数不变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在的平面垂直，可用来形成π键。

3．中心原子杂化轨道数、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系（1）杂化轨道数＝中心原子的孤对电子数＋中心原子键合原子数。

（2）杂化轨道的形状：2个sp杂化轨道呈直线形，3个sp2杂化轨道呈平面三角形，4个sp3杂化轨道呈正四面体型。

二、分子的性质1．分子的极性（1）分子极性是分子中化学键极性的向量和。

只含非极性键的分子一定是非极性分子（O3除外），只含极性键的分子不一定是极性分子，极性分子中必然含有极性键（O3除外）。

（2）分子中正、负电荷中心重合的是非极性分子，正、负电荷中心不重合的是极性分子。

在极性分子中，某一个部分呈正电性（δ+），另一部分呈负电性（δ－）。

（3）对于AB n型分子，根据VSEPR模型，若中心原子核外最外层没有孤对电子（即化合价的绝对值等于主族序数），该分子一般是非极性分子，否则是极性分子。

2．分子间作用力对物质性质的影响（1）范德华(Van der Waals)力：范德华力是普遍存在于分子间的作用力，其强度比化学键弱，对物质的熔点、沸点和硬度有影响，范德华力越大，熔、沸点越高，硬度越大。

一般来讲，具有相似空间构型的分子，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。

第六章--配合物的结构和性质

第六章--配合物的结构和性质


• VBT的基本要点： 的基本要点： 的基本要点
和配体L之间 （A）配合物的中心离子 和配体 之间，是由中心离子提供 ）配合物的中心离子M和配体 之间， 与配位数相图的空轨道来接受配体提供的孤对电子， 与配位数相图的空轨道来接受配体提供的孤对电子，形成配 位键。 位键。 有空轨道，： 3有孤对电 ，：NH 如：在[Cu（NH3）4]2+中，Cu2+有空轨道，： （ 故可以形成配位键： 子，故可以形成配位键：见P69。 。 （B）为了形成稳定的配合物，中心离子采取杂化轨道与配位 ）为了形成稳定的配合物， 原子形成σ配键， 原子形成σ配键，杂化轨道的类型与配位个体的配位键型和 空间构型相对应。 P71表 空间构型相对应。见P71表。
●单核配位化合物：一个配位化合物分子（或离子）中只含有一 单核配位化合物：一个配位化合物分子（或离子） 单核配位化合物 个中心原子。 个中心原子。 ●多核配位化合物：含两个或两个以上中心原子。 多核配位化合物：含两个或两个以上中心原子。 ●金属原子簇化合物：在多核配位化合物中，若M—M之间有键 金属原子簇化合物：在多核配位化合物中， 之间有键 合称为金属原子簇化合物 金属原子簇化合物。 合称为金属原子簇化合物。 ●配位化合物是金属离子最普遍的一种存在形式。 配位化合物是金属离子最普遍的一种存在形式。 ●金属离子和不同的配位体结合后，性质不相同，可以进行溶解、 金属离子和不同的配位体结合后，性质不相同，可以进行溶解、 沉淀、萃取，以达到合成制备、分离提纯、分析化验等目的。 沉淀、萃取，以达到合成制备、分离提纯、分析化验等目的。
内轨型配合物： 内轨型配合物： 为外轨型配合物， 如[FeCN6]3- 为外轨型配合物，见P69。 。 特点： 轨道参与杂化； 特点：(n-1)d轨道参与杂化；配体的孤对电子部分 轨道参与杂化 进入中心离子的（ ） 轨道中 轨道中； 进入中心离子的（n-1）d轨道中；配体一般为电负 性小的原子， 性小的原子，如C,P，因电负性小，易给出电子， ，因电负性小，易给出电子， 对中心离子的价层电子结构有强烈的影响。 对中心离子的价层电子结构有强烈的影响。因此内 轨型配位键形成时打乱了中心离子的外层电子排布。 轨型配位键形成时打乱了中心离子的外层电子排布。

无机化学第四版第六章思考题与习题答案

无机化学第四版第六章思考题与习题答案work Information Technology Company.2020YEAR第六章分子的结构与性质思考题1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素之间易形成离子键，哪些元素之间易形成共价键。

答：ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA元素之间由于电负性相差较大，易形成离子键，而处于周期表中部的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。

2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。

（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。

不一定，对双原子分子是正确的。

（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。

不一定，对双原子分子是正确的。

（3）sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。

×由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。

（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。

√（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp2杂化，因此这些分子都呈四面体形。

×sp3，CCl4呈正四面体形；CHCl2和CH2Cl2呈变形四面体形。

（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。

×成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。

（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。

×不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。

3．试指出下列分子中那些含有极性键？Br2CO2H2O H2S CH44．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论加以解释。

BF3中的B原子采取SP2杂化，NF3分子的N原子采取不等性的SP3杂化。

5．CH4，H2O，NH3分子中键角最大的是哪个分子键角最小的是哪个分子为什么 CH4键角最大（109028，），C采取等性的SP3杂化，NH3（107018，）， H2O分子中的N、O采用不等性的SP3杂化，H2O分子中的O原子具有2对孤电子对，其键角最小（104045，）。

第六章 化学键和分子结构

第六章化学键和分子结构第一节离子键一、什么是化学键人们已经发现和合成了上千万种物质。

为什么仅仅一百零几种元素的原子能够形成这么多种形形色色的物质呢？原子是怎样互相结合的？为什么两个氢原子能自动结合成氢分子，而两个氦原子不能结合在一起？为什么原子间按一定数目比互相结合？原子结合成分子后，性质为什么与原来的差别很大？为了弄清以上的许多问题，首先，就要在原子结构知识基础上，进一步研究原子在形成分子时的相互作用。

原子既然可以结合成分子，原子之间必然存在着相互作用，这种相互作用不仅存在于直接相邻的原子之间，而且也存在于分子内的非直接相邻的原子之间。

前一种相互作用比较强烈，是使原子相互作用而联结成分子的主要因素，破坏它要消耗比较大的能量。

这种相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用，通常叫做化学键。

化学键的主要类型有离子键、共价键、金属键等，在这一章里，我们先学习离子键和共价键。

二、离子键我们已经知道，金属钠跟氯气能发生反应，生成氯化钠：2Na+Cl2＝2NaCl因为钠原子的电离能很小，容易失去电子，而氯原子很容易结合电子。

当钠跟氯气起反应时，钠原子的3s电子转移到氯原子的3p轨道上：钠原子失去1个3s电子，形成类似氖原子的稳定电子层结构，带上一个单位正电荷，成为钠离子(Na+)；氯原子得到1个电子，形成类似氩原子的稳定电子层结构，带上一个单位负由荷，成为氯离子(Cl-)。

钠离子和氯离子之间除了有静电相互吸引作用外，还有电子与电子、原子核与原子核之间的相互排斥作用。

当两种离子接近到某一定距离时，吸引和排斥作用达到了平衡，于是阴、阳离子之间就形成了稳定的化学键。

在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，为了简便起见，我们可以在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子。

这种式子叫做电子式。

例如·也可以用电子式来表示分子(或离子)的生成。

例如，氯化钠的生成可以用电子式表示如下：象氯化钠那样，阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。

第6章 分子的结构与性质

例：H2O中两个O-H键之间的夹角为10445。 像键长一样，键角数据也可以用分子光谱或X射 线衍射法测得。
键长和键角是描述分子几何结构的两个要素。
分子或晶体中相邻原子（或离子）间强烈的相互 吸引作用称为化学键。
共价键—Ch6 离子键—Ch7 金属键—Ch7 配位键—Ch8
6.2 价键理论
6.2.1 共价键
2. 化学键：分子或晶体内部，原子（或离子）之间存 在着较强烈的相互作用力。化学上把分子或晶体中相 邻原子（或离子）间强烈的相互吸引作用称为化学键。
§6.1 化学键参数 §6.2 价键理论 §6.3 分子的几何构型 杂化轨道理论 *价层电子对互斥理论 §6.4 分子轨道理论 §6.5 分子间力和氢键
6.1键参数 凡能表征化学键性质的物理量统称为键参数。
化学键的强度： 键级 (B.O.) 键能 (E)
分子的空间构型： 键长 键角
化学键的极性： 键距 (键的偶极距 u = q l )
6.1.1 键能 E°
在标准条件下将1摩尔的气态AB分子中的化学键断 开，使每个AB分子离解成两个中性气态原子A + B时 所需的能量或者所释放的能量。
当两个自旋方向相反的电子相互靠近时，两个1s原 子轨道发生重叠(波函数相加)，核间形成一个电子概 率密度较大的区域， 两个H原于核都被电子概率密 度大的电子云吸引，系统能量降低，当核间距达到 平衡距离R0(74pm)时，系统能量达到最低点----基态。 如果两个H原子核再接近，原子核间斥力增大．使 系统的能量迅速升高，排斥作用又将H原子推回平 衡位置。
ns-np杂化，ns-np-nd杂化，(n-1)d-ns-np杂化 ② 杂化轨道成键能力大于未杂化轨道。
+
+–

第六章 分子的结构与性质-合肥工业大学-无机化学


两个电子自旋方式相反的H，靠近、重叠，核间形成一个电 子概率密度较大的区域。系统能量降低，形成氢分子。
二、价键理论要点 未成对的价电子自旋方向相反。 原子轨道最大程度地重叠。 三、共价键的特性 饱和性 原子有几个未成对的价电子, 一般 只能和几个自旋方向 相反的电子配对成键。 H — Cl H —O— H N S 3s 3p 3d 3s 3p 3d N 在特定的条件下，有的 成对的价电子能被拆开 为单电子参与成键。 F F \ / ¨ + 6[·F:] ¨ →F–S–F [·S·] ¨ ¨ / \ F F
N N H H N H H F
θ H 1
θ2
F P
θ1 > θ 2
F
θ H 1
H
θ3
H
H
θ1 > θ 3
Cl
111 18'
o
124 o 21'
H H
121o
H H
C=O
o 118 C=C
Cl
例 利用VSEPR推测ClF3分子的几何构型
BP=3
F Cl F
1 LP= 2
(7-3)=2
VP=5
F F F Cl F F
原子轨道以“头碰头”的形式重叠所形成的键。
对键轴(x轴)具有圆柱形对称性
二、π键 原子轨道以“肩对肩”的形式重叠所形成的键。
z
z 重叠部分位于xy平面的 x 上、下两侧，形状相 同、符号相反。 对xy平面具有反对称性
y
y
例
N2 化学键示意图 πz
价键结构式
· · :N—N: · ·
分子结构式
πy
sp2杂化—１个s 轨道＋2个p 轨道
2p 2s 2s2p轨道 2s 2p

无机化学知识点学习笔记 (6)

《无机化学》学习笔记六第六章分子的结构与性质1.能从价键理论理解共价键的形成、特性(方向性、饱和性)和类型(σ键、π键)。

2.熟悉杂化轨道理论，掌握分子几何构型与杂化轨道类型的对应关系。

3.了解键参数、离子键及键型过渡的概念。

4.初步熟悉分子轨道理论及应用。

5.熟悉分子间力、氢键、分子极化及其对物质性质的影响。

知识点：1.键长：分子内成键两原子核间的平衡距离。

2.键角:在分子中两个相邻化学键之间的夹角。

3.价键理论(电子配对法)要点：两原子靠近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键；成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固——最大重叠原理。

4.共价键特征：饱和性:原子有几个未成对的价电子，一般只能和几个自旋方向相反的电子配对成键。

方向性:为满足最大重叠原理,成键时原子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。

5.原子轨道重叠的对称性原则：只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,原子间的概率密度才会增大,形成化学键。

6.配位共价键：共用电子对由一个原子单方面提供所形成的共价键。

形成条件：一个原子价层有孤电子对(电子给予体)；另一个原子价层有空轨道(电子接受体)。

7.杂化轨道理论的要点：（1）原子成键时,参与成键的若干个能级相近的原子轨道相互“混杂”,组成一组新轨道(杂化轨道),这一过程叫原子轨道的“杂化”。

（2）有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂化轨道。

（3）杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强，形成化学键的键能大，生成的分子稳定。

（4）原子轨道杂化时，一般使成对电子激发到空轨道而成单个电子，其所需的能量完全由成键时放出的能量予以补偿。

（5）孤立原子轨道本身并不杂化，只有当原子相互结合的过程中需发生原子轨道的最大重叠，才会使原子内原来的轨道发生杂化以发挥更强的成键能力。

8.分子轨道的基本概念：（1）把分子作为一个整体，电子在整个分子中运动。

分子中的每个电子都处在一定的分子轨道上，具有一定的能量。

分子的结构和性质

第六章分子的结构和性质【自测题】一、是非题1．离子化合物中粒子间的化学键是离子键，是靠库仑引力结合在一起的。

形成共价键的两原子间结合力则不存在库仑引力。

2．晶格能、键能等都能代表离子化合物中离子间结合力大小，但通常人们都用晶格能的数据，因为稳定的离子化合物常温下都是固体。

3．两原子间可以形成多重键，但两个以上的原子间不可能形成多重键。

4．键的极性越大，键就越强。

5．NH3分子中键电离能的总和大于N2的电离解能，但NH3容易氧化，N2则很困难，这是因为衡量一个分子的反应性，主要是看打破第一个键所需的能量，而不是打破所有键所需的总能量。

6．偶极分子中一定有极性键存在，有极性键的分子不一定是偶极分子。

7．具有四面体构型的分子，其中心原子所采用的杂化轨道的类型是sp3，凡是中心原子采用sp3杂化的分子，其空间构型必定是四面休。

8．键合原子之间如果存在三键，则其成键轨道多是sp杂化轨道，反之以sp杂化轨道成键的分子，不一定具有三键。

9．分子间范德华力的大小与分子的大小有很大关系，在结构相似的情况下，分子越大，范德华力也越大。

二、选择题1．NaCl晶体中Na+和Cl–离子周围均是由6个相反离子按八面体形状排列的。

解释这样的结构，可以用。

A．杂化轨道B．键的极性C．离子的大小D．离子的电荷−CaCl2的反应之所以能进行，包括下列几方面原因，但最主要的原因2．Ca +Cl2−→是。

A．钙的解离能较小B．氯的电子亲合能较大C．CaCl2中的键能较大D．CaCl2的晶格能较大3．N2分子很稳定，因为N2分子中。

A．不存在反键轨道B．形成三重键C．分子比较小D．满足八隅体结构4．多原子分子中非中心原子最外层未成键电子对(孤对电子)的存在对键角。

A．有影响，使键角增大B．有影响，使键角减小C．有影响，使键角增大或减小D．大多数情况下影响很小5．第二周期元素双原子分子中有未成对电子的分子有。

A．O2、Be2两种B．C2、N2两种C．B2、O2两种D．Be2、C2两种6．下列四种卤化物中，离子特征百分数变大的顺序是。

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1、饱和性
每种元素的原子能提供用于形成共价键的轨道数是一定的 如：Cl（1）、O（2）、N（3）。
2、方向性
每种元素的原子能提供用于形成共价键的轨道具有一定的方向
如：
Cl2：直线型；
H2O:折线形。
Cl2
104°15′
价键理论
四、共价键的类型
根据分子中核正电荷重心和电子云负电荷重心是否重合，
可以将共价键分为：“极性键 ”和 “非极性键”。 根据原子轨道重叠部分所具有的对称性，可以将共价键 分为：“
化学键参数
二、键角
定义：在分子中，键与键之间的夹角叫做键角。
三、键长
定义：成键两原子核间的平衡距离。
★ 键长和键角将主要决定分子的空间几何构型。
197 pm
104°15′
化学键参数
四、键的极性
每个分子都有带正电荷的原子核和带负电的电子。 由于正负电荷的数量相等，整个分子是电中性的。
1、非极性键
定义：原子核正电荷重心和电子云负电荷重心重合，键两端电性相同。 ★ 同核双原子分子（如：O2、H2、Cl2 等）以非极性键形成。
只有原子轨道对称相同的部分，方可重叠成键。
即：“正” + “正”； “负” +“负” 原则。
原子轨道对称性匹配时，原子间概率密度增大,形成化学键。
+ s-s px-s py-py dxy-px
原子轨道对称性不匹配时，原子间概率密度几乎为零，难成键。
s-s s-s px-p -s p Z Z py-py dxy-px
不等性sp3杂化
2s
2p
不等性sp3 三角锥 形
107 18´
杂化轨道理论
B、 H2 O
杂化轨道理论认为：在水分子中，O 原子以
sp3 杂化，
生成四个sp3杂化轨道。其中两个各被一对孤对电子占有，其余 两个各与一个 H 原子生成一个σ 键。键角： 104°15′。
8O： 2s
不等性sp3杂化
2p 不等性sp3
激发 例 BF3
杂化
三个sp2 杂化轨道
一个ns和两个np轨道杂化后， 生成三个等价的sp２杂化轨道，可 以生成三个σ键。如： BF3。空间 构型：平面三角形，键角：120 O 。 除BF3外，其它卤化硼的分子结构， 也皆如此。
F 120°
B
杂化轨道理论
3、sp3 杂化
同一原子内，由一个ns和三个np轨道发生杂化，称为sp3杂
如：NH4+
H
22P3 N ： 2S 7
σ键
+
配位键
π配键→
π键 →
·· :C—O: · ·
H σ
N
σ
σ
H
价键结构式
H
价键理论
2、配离子的配位键
由居于中心的金属离子提供价层空轨道，其它非金
属原子或离子（包括离子团）提供外层孤对电子，由此
而生成的复杂的离子团，叫配离子。
如： Cl
AgCl2Ag
[Cl—Ag—Cl]1Cl Cl—Ag—Cl 直线形


杂化轨道理论；
分子与分子之间的作用力。
化学键参数
§6-1
化学键参数
化学键：分子（或晶体）中，相邻原子（或离子）间
直接的、主要的和强烈的相互作用力。
键参数：表征化学键性质的物理量。包括键能、键长、键角等。
一、键能(D)
定义：在标准态（通常状况）下，气态分子每断裂单位物质
量的某化学键时的焓变（即能量变化）。单位：kJ / mol。
第六章
分子结构与性质
物质通常以分子或晶体的形式存在。分子是保持物质基本化学 性质的最小微粒，同时也是参加化学反应的基本单元。物质的性质 主要取决于分子的性质。而分子的性质又是由分子的内部结构决定 的。因此，研究分子的结构，对于了解物质的性质和化学变化的规 律，具有十分重要的意义。
本章学习要点：

共价键的价键理论；
1、
H2O 、NN3 分子的键角不是 90O
2、BeCl2(直线型)、BF3（正三角形）、CH4（正四面体）
等分子的客观存在等等。 为了解释上述仅用价键理论无法解释的现象，美国化学家鲍林 (L.Pauling)和斯莱特(J.C.Slater)在海特勒(W.Heitler)和伦敦 (F.London)共价键价键理论的基础上，提出了“杂化轨道理论”。 杂化轨道理论是对价键理论的继承、发展和补充。
σ键 ” 和 “π键”。
1、σ键
两成键原子轨道，沿着键轴的方向，以“头碰头”的方式
发生轨道重叠所形成的共价键，叫做 “ σ键 ” 。
σ 键对键轴
具有圆柱形对称性 。（键轴—成键两原子核间的连线）
s-s H Cl（ px-s ）
Cl2（ px-px ）
价键理论
2 、π 键
两成键原子轨道以“ 肩并肩 ”的方式发生轨道重叠，
2EH
r/pm
0 87
△E = 104千卡（436kJ/mol）
价键理论
现代价键理论建立在量子力学基础上
价键理论
成键电子只能在以化学键相连 的两原子间的区域内运动。
以H2为例
H2分子的形成
两个自旋相反的 H，靠近、重叠，核间形成一个电子概率密度
较大的区域，即价键理论的基础。系统能量降低，形成氢分子。
3、杂化轨道的数目
杂化轨道的数目，等于参加杂化的原子轨道的总和。
＋ ＋ ＋ －
＋
＋
杂化轨道理论
三、杂化轨道的类型及分子的空间构型
1、sp 杂化
同一原子内，由一个ns和一个np轨道发生杂化，称为sp杂化。 杂化后组成的新轨道，称为 sp杂化轨道。 如：Be（1s22s2)。 2p 2p sp
激发
2s 2p
2s
杂化
2个 sp 杂化轨道
Cl
Be
Cl
Cl—Be—Cl 直线形
两个 sp 杂化轨道可以生成两个σ键，直线型分子，键角：180Ｏ
杂化轨道理论
２、sp2 杂化
同一原子内，由一个ns和两个np轨道发生杂化，称为sp2杂 化。杂化后组成的新轨道，称为 sp2杂化轨道。如：B(2s22p1)。 2p 2s 2s2p轨道 2s 2p sp2
价键理论
一、共价键的形成
当两个自旋方向相反的 H 原子彼引接近的过程中 , 系统 能量的变化可表示为两核之间距离的函数。 曲线的最低点对应于吸引 力等于排斥力的状态 , 该状态 E
下两核间的平衡距离 R0 叫做
核间距(符号为 d )，与核间距
d 对应的势能 (Ed) 则是由气态
氢原子形成氢分子过程中放出 的能量。（分子形成） R0（理论值）= 87 pm R0（实测值）= 74 pm
3、形成配位键的条件：
A、中心原子有价层空轨道； B、配位体有外层孤对电子（一般是最外层 P 轨道）。
杂化轨道理论
§6-3
杂化轨道理论(重点、难点)
一、杂化轨道理论的提出
分子空间构型：共价型分子中，组成分子的各原子
在空间排列所构成的几何图形。
如：H2O（折线形）、NH3(三角锥形)、 CH4（正四面体）等。
化。杂化后组成的新轨道，称为 sp3杂化轨道。如：C(2s22p2)。 2p 2s
2s 2p sp3
激发 例 CH4
一个 ns 和三个 np 轨道杂 化后，生成四个等价的 sp3 杂化 轨道，可以生成四个σ 键。如： CH4。空间构型：正四面体，键 角： 109O 28，。除 CH4 外， CCl4、 CF4 等分子结 构，也皆 如此。
价键结构式
化学键示意图 πz
πy
· · :N—N: · ·
分子结构式
N
σx
N
N≡N
σ电子：形成σ键的电子
π电子：形成π键的电子
价键理论
五、配位共价键
若共用电子对由一个原子单方面提供，另一个原子只 提供价层空轨道，由此而形成的共价键，称为配位共价键。
1、简单化合物的配位键
如：CO
22P2 C ： 2S 6 22P4 O ： 2S 8
价键理论
二、价键理论的要点
1、未成对、反自旋原则（饱和性、分子组成）
两个原子相互靠近时，只有自旋方向相反的未成对电子， 才可以配对，形成共价键。
自旋反平行
自旋平行
一个原子最多可以生成几个共价键，决定于它的外层有几个未成 对的单电子。如：HCl H2O NH3 等。
2、对称性原则（方向性、空间构型）
同一原子内，由一个ns、三个np和两个nd(或两个(n-1)d) 轨道发生杂化，称为 新轨道，称为
sp3d2 (或 d2sp3 )杂化。杂化后组成的
4d
sp3d2(或 d2sp3 )杂化轨道。
4s 4p
Fe3+
3d
sp3d2杂化轨道
3d
:F :F :F :F :F :F
[FeF6]3-
第五章
作业：（P 168～171）
如： D（H—H） = 436 kJ / mol ;
D（H—Cl） = 431 kJ / mol ; D（H—N） = 390.5 kJ / mol 。
H2（g） = H + H （g）
HCl（g）= H + Cl （g）
键能用以表示键的强弱以及分子的稳定性。通常， Di 越大，键就越牢固，由该键构成的分子就越稳定。
杂化 4个 sp3 杂化轨道 H 109 28´
C
H H H
杂化轨道理论
4、不等性 sp3 杂化
A、NH3
杂化轨道理论认为：在氨分子中,N 原子以
sp3 杂化，生成
四个sp3杂化轨道。其中一个被一对孤对电子占有，其余三个分别 与一个 H 原子生成一个σ 键。空间构型：三角锥；键角:104°15′