化学键与分子结构
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化学中的化学键与分子结构一、化学键的类型1.1 离子键:由正负离子间的电荷吸引形成的化学键,如NaCl、CaCO3等。
1.2 共价键:由共享电子对形成的化学键,如H2、O2、H2O等。
1.3 金属键:由金属原子间的电子云形成的化学键,如Cu、Fe等。
1.4 氢键:由氢原子与电负性较大的原子间的弱吸引力形成的化学键,如H2O 分子间的作用力。
二、分子结构的类型2.1 线性分子:分子结构呈线性排列,如CO2、CS2等。
2.2 三角形分子:分子结构呈三角形排列,如BF3等。
2.3 四面体分子:分子结构呈四面体排列,如CH4、SiH4等。
2.4 三角锥形分子:分子结构呈三角锥形排列,如NH3、PH3等。
2.5 八面体分子:分子结构呈八面体排列,如SO3、PF3等。
三、分子轨道理论3.1 分子轨道的概念:分子轨道是由原子轨道线性组合形成的新的量子力学状态。
3.2 分子轨道的分类:σ键轨道、π键轨道、反键轨道等。
3.3 分子轨道的填充原理:遵循泡利不相容原理、洪特规则等。
四、化学键的极性4.1 化学键极性的判断:根据原子间的电负性差异判断。
4.2 极性键:电负性差异较大的原子间形成的化学键,如HCl、H2O等。
4.3 非极性键:电负性差异较小的原子间形成的化学键,如H2、O2等。
五、分子极性5.1 分子极性的判断:根据分子的空间结构和键的极性判断。
5.2 极性分子:分子结构不对称,正负电荷中心不重合的分子,如HCl、H2O 等。
5.3 非极性分子:分子结构对称,正负电荷中心重合的分子,如O2、N2等。
六、化学键与分子结构的关系6.1 化学键的类型和数目决定了分子的结构类型。
6.2 化学键的极性决定了分子的极性。
6.3 分子结构的影响:如键角、键长、键能等。
七、晶体的类型与化学键7.1 离子晶体:由阴阳离子间的离子键形成的晶体,如NaCl、CaCO3等。
7.2 分子晶体:由分子间的范德华力或氢键形成的晶体,如冰、干冰等。
化学键和分子结构化学键和分子结构是化学中非常重要的概念。
化学键是指原子之间的相互作用力,它决定了分子的性质和化学反应的进行。
而分子结构则是由化学键的连接方式所决定的,不同的分子结构会导致不同的化学性质和物理性质。
一、离子键离子键是一种化学键,它是由正负电荷之间的相互吸引力所形成的。
通常情况下,金属元素会失去电子成为正离子,非金属元素会获得电子成为负离子,然后通过电荷之间的吸引力形成离子键。
离子键通常比较稳定,具有高熔点和高沸点。
二、共价键共价键是一种化学键,它是由两个非金属原子之间电子的共享所形成的。
在共价键中,原子之间的电子云相互重叠,形成共享电子对,从而形成共价键。
共价键通常比较稳定,具有较低的熔点和沸点。
共价键可以分为单键、双键和三键。
单键是由一个电子对共享而成,双键是由两个电子对共享而成,三键是由三个电子对共享而成。
双键和三键比单键更强,因此分子中的双键和三键通常比较容易发生化学反应。
三、金属键金属键是一种化学键,它是由金属原子之间的电子云形成的。
金属原子通常具有较低的电负性,因此它们会失去外层电子形成正离子,并形成一个电子云,这个电子云中的电子可以自由移动。
金属键通常比较稳定,具有高熔点和高电导率。
四、分子结构分子结构是由化学键的连接方式所决定的。
分子可以是线性的,也可以是非线性的。
线性分子通常由两个原子组成,原子之间通过共价键连接在一起。
非线性分子通常由三个或更多原子组成,原子之间通过共价键连接在一起。
分子结构的不同会导致分子的性质和化学反应的进行。
例如,线性分子通常比较极性,因此它们在溶液中会很容易溶解。
而非线性分子通常比较非极性,因此它们在溶液中不容易溶解。
此外,分子结构还可以影响分子的立体构型。
立体构型是指分子中原子的空间排列方式。
分子的立体构型决定了分子的手性性质,也会影响分子的反应性和生物活性。
总结起来,化学键和分子结构是化学中非常重要的概念。
化学键决定了分子的性质和化学反应的进行,而分子结构则是由化学键的连接方式所决定的。
化学键与分子结构化学键和分子结构是化学中两个重要的概念,它们影响着物质的性质和反应方式。
化学键指的是将原子结合在一起的力,而分子结构则表示物质中原子的排列方式。
下面将详细讨论化学键的种类以及它们在形成分子结构中的作用。
1. 离子键离子键是由正负电荷之间的相互作用力形成的。
在离子化合物中,金属原子通常失去电子变为正离子,非金属原子则得到电子形成负离子。
这些正负离子通过吸引力结合在一起,形成离子晶格。
离子键的典型代表是氯化钠(NaCl),其中钠离子和氯离子通过强烈的静电作用相互吸引。
2. 共价键共价键是通过两个原子间相互共享电子而形成的。
共价键可进一步分为极性共价键和非极性共价键。
非极性共价键在原子间平均共享电子,反映了原子间的平等关系,如氢气(H2)。
而极性共价键中,一个原子对电子的吸引力比另一个更强,导致电子在共价键中不对称分布。
水分子(H2O)中氧原子对电子的吸引力比氢原子强,因此氧原子部分带负电荷,而氢原子则部分带正电荷。
3. 金属键金属键是金属原子间的一种特殊化学键。
在金属晶体中,金属原子失去外层电子形成正离子,而这些正离子被自由移动的电子所包围。
金属键的特点在于电子可在整个晶体中自由移动,因此金属具有优良的导电性和热传导性。
典型的金属化合物是铁(Fe),其中铁原子通过金属键形成具有结晶结构的金属晶体。
化学键在形成分子结构时起到了至关重要的作用。
不同种类的化学键决定了分子的性质和反应方式。
比如,离子键的极性和强度决定了离子化合物的溶解性和熔点;共价键决定了分子的结构和相对稳定性;金属键则赋予金属物质特有的导电性和塑性。
总结起来,化学键与分子结构密不可分。
通过了解不同种类的化学键以及它们的作用,我们可以更好地理解物质的性质和相互作用,进一步推动化学科学的发展与应用。
以上就是关于化学键与分子结构的文章内容。
通过对化学键种类和其在分子结构中的作用的了解,我们能够更好地理解化学现象和物质性质的本质。
化学键与分子结构化学键是原子间的一种相互作用力,它使原子形成化学结合并形成分子。
分子结构是描述分子中原子之间连接关系的方式。
化学键和分子结构是化学研究中非常重要的概念,对于理解物质的性质和化学反应具有重要意义。
本文将介绍不同类型的化学键和分子结构的基本原理。
一、共价键共价键是最常见的化学键类型之一。
在共价键中,原子通过共享电子来实现化学结合。
共价键的形成源于原子的电子云之间的相互作用。
1. 单共价键单共价键是最简单的共价键形式。
它是一个电子对在两个原子之间的共享。
例如,氢气(H2)中的两个氢原子通过共享一个电子对形成单共价键。
在化学方程式中,这种键可以用一个连线“-”来表示。
2. 双共价键和三共价键双共价键和三共价键是由于电子双共享和三共享而形成的。
以氧气(O2)为例,两个氧原子彼此共享两对电子形成双共价键。
类似地,氮气(N2)中两个氮原子通过共享三对电子形成三共价键。
二、离子键离子键是由正负电荷之间的相互吸引力形成的化学键。
在离子键中,电子从一个原子转移到另一个原子,形成带电离子。
1. 阳离子和阴离子在离子键中,其中一个原子失去电子变成带正电的阳离子,另一个原子获得电子变成带负电的阴离子。
这种电子转移使两个原子之间形成强烈的吸引力,形成离子键。
2. 离子晶体离子键的典型例子是盐(NaCl)晶体。
在盐晶体中,钠离子和氯离子通过离子键紧密地结合在一起。
由于离子键的强力,盐晶体具有高熔点和良好的导电性。
三、金属键金属键是金属元素中特有的一种化学键。
金属键是由金属中自由移动的电子形成的。
1. 电子海模型金属键的一个重要概念是“电子海模型”。
在这个模型中,金属中的原子释放出部分外层电子形成电子海,而原子核则形成离子核。
这些自由移动的电子使金属中的原子之间形成强大的连接。
2. 金属的特性金属键的存在赋予金属独特的性质。
金属具有良好的导电性和热导性,以及可塑性和延展性。
这些性质是由金属键中的自由电子能够自由移动而产生的。
化学键与分子结构在化学领域中,化学键和分子结构是两个关键概念。
化学键是指将原子相互连接并形成化合物的力,而分子结构则描述了化合物中原子的排列方式和空间结构。
通过理解化学键与分子结构之间的关系,我们可以更好地理解物质的性质和反应机理。
在本文中,将详细介绍不同类型的化学键和其在分子结构中的作用。
一、离子键离子键是指由离子间的静电吸引力在正负电荷之间形成的键。
一般来说,金属与非金属形成离子化合物,如氯化钠(NaCl)。
在氯化钠中,钠离子失去一个电子,成为正离子(Na+),而氯离子获得一个电子,成为负离子(Cl-)。
这些离子通过静电吸引力形成了强大的离子键。
离子键通常具有高熔点和高沸点,因为需要克服大量的离子间吸引力才能改变其相态。
此外,离子键还给物质带来了电导性和溶解性。
二、共价键共价键是指原子通过共享电子而形成的化学键。
共价键的形成涉及到非金属原子之间的电子云重叠。
共价键可以进一步分为两种类型:极性共价键和非极性共价键。
极性共价键是指电子在共享时被一个原子更强烈地吸引,导致两个原子间形成部分正、负电荷。
而非极性共价键是指电子在两个原子之间均匀地共享,没有电荷偏移。
比如,氧气(O2)中的氧原子通过非极性共价键相互连接。
共价键的强度通常比离子键弱,因此共价化合物的熔点和沸点较低。
共价键也可以形成双键或三键,例如乙炔(C2H2)中的碳碳三键。
共价键的长度和强度受到原子间距离和电负性之间的影响。
较短的共价键通常更强,而较长的共价键通常较弱。
三、金属键金属键是金属原子之间形成的一种特殊化学键。
金属键的形成涉及金属原子之间的电子云共享,使得金属中的原子由正离子核团和移动的自由电子构成。
这些自由电子在整个金属中移动,并形成所谓的“海洋模型”。
金属键使得金属具有高导电性和高热导率的特点。
此外,金属键通常具有高密度和良好的延展性和形变性。
四、氢键氢键是用氢原子连接两个原子之间的相互作用力。
氢键通常发生在含有氧、氮或氟的原子与具有部分正电荷的氢原子之间。
化学键和分子结构一、引言化学键和分子结构是化学中最基本的概念之一。
它们是理解化学反应、物质性质以及分子之间相互作用的重要基础。
本文将从化学键的定义、类型和特点出发,探讨分子结构的组成和影响因素,并深入探讨化学键和分子结构对物质特性的影响。
二、化学键的定义和类型化学键是指原子之间的相互作用力,是构成分子和晶体内部结构的基础力量。
化学键的类型有离子键、共价键和金属键。
1. 离子键离子键是指由正负电荷之间的静电吸引力形成的化学键。
它通常发生在金属和非金属元素之间,其中金属元素失去电子形成阳离子,而非金属元素获得电子形成阴离子。
离子键的特点是电荷的转移、离子的紧密排列和高熔点。
2. 共价键共价键是指两个原子通过共享电子形成的化学键。
它通常发生在非金属元素之间或非金属与氢之间。
共价键的特点是电子的共享、原子间的距离较近和熔点较低。
共价键又分为单键、双键和三键,取决于原子间共享的电子数目。
3. 金属键金属键是指金属元素之间的化学键。
在金属中,金属原子失去电子形成正离子,并形成“海洋”一样的电子云。
金属键的特点是电子的自由流动、离子核的排列无规则和高导电性。
三、分子结构的组成和影响因素分子是由原子通过共价键连接而成的,分子结构由原子之间的连接方式和各原子之间的相对位置决定。
分子结构的组成有分子式和立体结构。
1. 分子式分子式是指原子组成分子的化学符号表示方式,表明了分子中各种原子的数量。
例如,水分子的分子式为H2O,表示一个氧原子和两个氢原子组成的分子。
2. 立体结构立体结构是指分子中各原子的空间排布方式。
它与分子的键长、键角和分子间的相互作用有关。
不同的立体结构会导致物质性质的差异,如同分子式相同但立体结构不同的异构体。
分子结构的影响因素主要包括原子间键长、键角和分子间的相互作用。
原子间键长受原子半径和化学键的类型影响,键长的改变会导致分子间键能的变化。
键角受分子中各原子间键的排布情况和立体构型影响,不同的键角会导致分子的稳定性和反应性的差异。
化学键与分子结构化学键是指由原子之间的电子相互作用形成的强力,用于连接原子并形成分子的结构。
它决定了分子的性质、稳定性和反应性。
本文将介绍不同类型的化学键以及它们对分子结构的影响。
一、离子键离子键是指由正负电荷之间的电吸引力形成的,常见于金属和非金属之间的化合物。
金属原子会失去电子形成阳离子,而非金属原子会接受这些电子形成阴离子。
两种离子之间的电吸引力就形成了离子键。
离子键通常是非常强大的,使得离子化合物具有高熔点和高溶解度。
二、共价键共价键是由原子共享一个或多个电子而形成的。
它是分子中最常见的键。
共价键可以分为极性共价键和非极性共价键。
1. 极性共价键极性共价键是指电子不均匀地被共享,导致形成不均匀的电荷分布。
极性共价键通常由非金属原子之间形成,其中一个原子的电负性较高,吸引了共享电子对。
由于电荷分布的不均匀,极性共价键会导致分子局部带电。
2. 非极性共价键在非极性共价键中,共享电子对是均匀分布的,没有电荷分离。
这种键形成于相同或相似电负性的原子之间,如氢气分子(H2)或氧气分子(O2)。
非极性共价键通常较弱。
三、金属键金属键是金属原子之间形成的。
在金属晶体中,金属原子通过共享它们的外层电子来形成金属键。
这些电子在整个晶体中自由移动,形成所谓的电子海。
金属键是金属具有高导电性和高热传导性的关键原因。
四、氢键氢键是指由部分带正电的氢原子与带有负电荷的氮、氧或氟原子之间的作用力。
氢键在生物分子如DNA、蛋白质和多肽中起着重要作用。
氢键虽然较弱,但对分子的稳定性和特性产生显著影响。
总结起来,化学键的类型和分子结构密切相关。
离子键在金属和非金属之间形成,共价键有极性和非极性两种形式,金属键形成于金属晶体中,而氢键具有特殊的电荷吸引力。
通过理解不同类型的化学键,我们可以更好地理解分子的性质和行为,促进对化学和生物学等领域的深入研究。
阅读本文,希望读者对化学键与分子结构有更清晰的认识,进一步了解分子间的相互作用和性质变化机制,为科学研究提供更为坚实的基础。
化学键与分子结构在化学中,化学键是连接原子的力,是形成化合物和分子的基础。
分子结构是描述分子中原子之间的连接方式和空间排列的方法。
本文将探讨化学键的概念、种类以及对分子结构的影响。
一、化学键的概念化学键是指连接原子的力或电子云间的相互作用力。
它们决定了分子的性质、稳定性和反应活性。
根据原子之间的电荷分布,化学键可分为离子键、共价键和金属键。
1. 离子键离子键形成于金属和非金属元素之间,其中一个元素通过电子转移形成了带电离子,另一个元素通过捕获这些离子达到稳定的电子构型。
离子键通常具有高熔点和高沸点,且在固态中以晶体结构存在。
2. 共价键共价键是在非金属元素之间形成的化学键。
在共价键中,原子通过共享电子对来达到稳定的电子构型。
共价键可以进一步分为极性和非极性共价键。
非极性共价键中,原子之间的电子云对称地分布。
而在极性共价键中,原子之间的电子云不对称地分布,其中一个原子会更强烈地吸引电子。
3. 金属键金属键形成于金属元素中,金属中的原子形成了一个电子云海,其中的自由电子可以自由移动。
这种形成的金属键赋予了金属特殊的性质,如良好的导电性和导热性。
二、分子结构的影响分子结构是描述分子中原子之间的连接方式和空间排列的方法。
不同的化学键类型会导致不同的分子结构,进而影响分子的物理化学性质。
1. 分子形状不同的原子之间的化学键类型决定了分子的形状。
例如,在线性分子中,原子通过共价键连接成直线;而在三角形分子中,原子通过共价键连接成三角形。
分子的形状对于分子的化学性质和反应性起着重要作用。
2. 分子极性分子的极性取决于各个原子之间的电荷分布差异。
在极性共价键中,原子之间的电子云不对称分布会导致分子极性。
极性分子通常具有较高的溶解度和较强的相互作用力。
3. 分子大小分子的大小取决于原子之间的化学键类型和个数。
大分子通常由多个原子通过共价键连接而成,如聚合物。
而小分子则由较少的原子组成,如水分子。
分子大小对于分子的化学反应速率和传递性质产生影响。
化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力,它决定了分子的结构和性质。
在化学中,常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。
一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。
共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构,从而形成分子。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。
它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。
单键的键能较低,结构松散,所以分子在空间上具有较高的自由度。
2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。
它们相较于单键更强,键能更高,分子更加稳定。
双键结构比单键结构更为刚性,分子一般比较扁平。
3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。
它们是最强的共价键,键能最高,分子最为稳定。
由于三键的存在,许多分子呈线性结构。
二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。
离子键的强度通常比共价键更大,因此离子化合物具有高熔点和高沸点。
离子键的结构比共价键更加有序和紧密,离子排列规则。
三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。
在金属中,原子间的外层电子形成共同的电子云,这种共享形成一种特殊的金属键。
金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。
化学键的类型决定了分子的结构和性质。
共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性,而离子键使得分子有序排列,具有较高的熔点和沸点。
金属键使金属具有特殊的性质,如导电和热导。
总结起来,化学键的类型与分子结构有密切关系,不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。
深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。
第6章化学键与分子结构4课时教学目标及基本要求1. 熟悉共价键的价键理论的基本要点、共价键的特征、类型。
能联系杂化轨道理论(s-p型)说明一些典型分子的空间构型。
2. 了解分子电偶极矩的概念及其应用于区分极性分子和非极性分子。
熟悉分子间力的类型。
了解氢键的形成。
教学重点1. 价键理论要点2. 共价键的特征及类型3. 杂化轨道理论与分子空间构型4. 分子间力与氢键5. 配合物的价键理论教学难点1. 氢分子共价键的形成——共价键的本质2. σ键和π键3. 杂化轨道的形成4. 内轨型、外轨型配合物教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题1. 教学方式:以多媒体教学为主,讲述法、模型演示、动画模拟、课堂讨论相结合2. 注意问题:本章有的内容难以理解,通过多媒体形象、生动的演示使同学都能逐步掌握本章知识。
要将每一个知识点给同学尽量的讲详细。
主要教学内容第 6 章化学键与分子结构Chapter 6 Chemical bond & Molecular structure6.1 离子键与离子的结构(Ionic bond and structure of ion)6.1.1 离子键的形成与特性德国科学家柯塞尔根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定的事实,首先提出了离子键理论。
用以说明电负性差别较大的元素间所形成的化学键。
电负性较小的活波金属和电负性较大的活波非金属元素的原子相互接近时,前者失去电子形成正离子,后者获得电子形成负离子。
正负离子间通过静电引力而联系起来的化学键叫离子键。
例:NaCl 分子11Na (X=1.01) 1s2 2s2 2p6 3s1Na+ 1s2 2s2 2p617Cl (X=3.16) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5Cl- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6离子键——正负离子间通过静电作用力而形成的化学键。
离子键的特征1)离子键的本质是静电作用力,只有电负性相差较大的元素之间才能形成离子键。
2)离子键无方向性,无饱和性。
3)离子键是极性键。
6.1.2 离子的电子层结构电子失去的顺序:np-ns-(n-1)d-(n-2)f用n+ 0.4l 做判据, 其数值越大,越易失去电子。
(1) 负离子的构型简单负离子都是8 电子构型。
例:17Cl- 3S23P6 8O2- 2S2P6(2) 正离子的构型:由于形成它的原子失去电子的数目不同,因而有多种构型。
1)2 电子构型例:3Li+:1S22P6 4Be2+: 1S22)8 电子构型例:11 Na+: 2S22P6 12Mg2+:2S22P6 13Al3+: 2S22P63) 9—17 电子构型例:26Fe3+(3S23P63d5) 29Cu2+(3S23P63d9)24Cr3+(3S23P63d3) 25Mn2+(3S23P63d5)4) 18 电子构型29Cu+(3S23P63d10) 30Zn2+(3S23P63d5)例:下列离子属何种电子构型48Cd2+(4S24P64d105S2) 18 电子 47Ag+(4S24P64d105S2) 18 电34Se2-(硒)(4S24P4)8 电子 22Ti4+(钛)(3S23P63d24S2) 8 电子25Mn2+(3S23P63d54S2)4—17 电子6.2 共价键与分子结构(covalence bond &molecular structure)对于非金属元素单原子分子(H2、Cl2)和电负性相差不大的元素所形成的分子(HCl )显然不能用所得失电子分别形成正,负离子为基础的离子键理论来说明它们的构成。
1)美国化学家路易斯首先提出了共价键理论的概念共价键—原子间靠共用电子对使原子结合起来的化学键。
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子的键合关系,代表一对键电子的一对小黑点亦可用“ -” 代替,路易斯结构式能够简洁地表达单质和化合物的成键状况。
但它也很难解释为什么共用一对或数对电子就可促使两个或多个原子结合起来?共价键的本质究竟是什么?1)1927 年海特勒和伦敦把量子力学的成就用于H2分子结构的研究才使共价键的本质获得初步的解答。
2)后来鲍林等人又加以发展,逐步建立了现代价键理论和分子轨道理论。
6.2.1 价键理论(valence bond theory)(1)共价键形成的本质1)氢分子共价键的形成1927 年,Heitler and London 将量子力学成果应用于H2分子结构的研究, 使共价键的本质得到初步解决。
他们的结果认为: 当两个氢原子相互靠近,且它们的1s 电子处于自旋状态反平行时, 两个电子才能配对成键; 当两个氢原子的1s 电子处于自旋状态平行时, 两电子不能配对成键。
ψA ——两个1s 电子自旋平行(推斥态)ψS ——两个1s 电子自旋反向(基态)氢分子能量曲线动画2)共价键的本质——原子间由于成键电子原子轨道重叠而形成的化学键。
3)价键理论基本要点①具有自旋反向的未成对电子的原子接近时,可因原子轨道的重叠而形成共价键——电子配对原理②一个电子与另一个自旋反向的电子配对成键后,不能再与第三个电子配对成键③原子轨道重叠程度越大,共价键越牢固——原子轨道最大重叠原理(2)共价键的特征1)饱和性——一个电子与另一个自旋反向的电子配对后,不能再与第三个电子配对成键共价键的饱和性是和离子键相比较而言,离子化合物中正负离子都为S2P6结构,其电荷分布呈球形对称,所以,它们可以从各个方向相互接触,并且尽可能地和异性离子相接触(配位),配位数的多少决定于正负离子的大小。
2)方向性——沿轨道的伸展方向重叠,同号重叠。
由于电子运动状态在空间分布是有一定取向的,原子轨道的重叠也是有一定取向的. 如N 原子有3 个未成对电子, 其取向分别为p x , p y , p z。
N2分子中的三对电子并不在同一个平面上,而是在X ,Y ,Z 三个互相垂直的方向。
这就是所谓的共价键的方向性。
例如:HCl 分子H 的1S+Cl 的3P x重叠:(a) (b) (c)(d)a 为有效重叠共价键的极性共价键极性共价键——成键原子的电负性不同HCl H2O非极性共价键——成键原子的电负性相同H2 Cl2(3)共价键类型根据轨道重叠方式不同可将共价键分成两种类型。
1)σ键—沿轨道对称轴方向重叠形成的键。
“ 头碰头” 方式重叠特点:能自由旋转而不改变电子云密度的分布。
2)π键—两轨道相互平行侧面重叠。
“ 肩并肩” 方式重叠如P z— P z特点:不能自由旋转,π键没有σ键牢固,易于断裂。
π电子云不集中在两核连线上,受核约束力小,电子流动性大。
(4)共价键参数共价键参数—表征共价键特性的物理量。
根据参数可预测共价键分子的空间构型,分子的极性以及稳定性等性质。
1)键长—分子中成键原子两核间的距离。
2)键角—分子中相邻两键的夹角。
3)键能(E )—键焓共价键的键能定义:在298K 和100kpa 条件下,气态分子断开1mol 化学键所需的能量。
双原子分子:D (A-B)=E(A-B)多原子分子:D(A2B)=E (A2B)1)键能是一个平均值, 键能越大相应的键越牢固。
例1 HCl(g) = H(g)+Cl(g)E H-Cl =432kJ/mol=E H-Cl例2 H2O :O-H 的键能H2O(g) = H (g) + OH (g) E = 502kj · mol-1OH(g) = H(g)+ O (g) E = 426kj · mol-1O-H :E = 465kj · mol-1P137 表6-12) 由键能可以估计出许多气体物质间化学反应的热效应。
rHOm (297K)= ΣE生成物-ΣE生成物H2(g)+Cl(g)=2HCl(g)rH Om (297K)= ΣE生成物- ΣE生成物=[EH-H +ECl-Cl ]-2[EH-Cl ]=(435+242)-2*431=-165kJ/mol6.2.2 杂化轨道(hybridization orbital) 与分子的空间构型价键理论成功地解释了许多共价键分子的形成,阐明了共价键的本质及特征。
但在解释许多分子的空间结构方面遇到了困难。
Pauling and Slater 从电子具有波动性,电子波可以叠加的观点出发提出了杂化轨道理论,进一步发展了价键理论。
(1)杂化轨道理论基本要点:在共价键的形成过程中,同一原子中能量相近的若干不同类型的原子轨道可以” 混合” 起来,重新组合形成一组成键能力更强的新的原子轨道。
过程称为原子轨道的杂化。
所组成的新的原子轨道称为杂化轨道.注意:杂化过程中;1)能量相近的轨道杂化;2)杂化后轨道数目不变;3)杂化发生在分子形成过程中,单个原子不发生杂化。
s-p 杂化的几种类型1)sp3 杂化以CH4分子为例。
处于激发态的C原子有四个未成对电子,各占一个原子轨道,即这四个原子轨道在成键过程中发生杂化,重新组成四个新的能量相等的杂化轨道。
2)sp2杂化以BF3分子为例。
实验测知,BF3具平面三角形的结构,B原子位于三角形的中心,三个F原子位于三个顶点。
三个B-F键是等同的,三个∠FBF键角均为120°。
运用杂化轨道理论可对此分子的结构作出满意的解释。
3)sp 杂化以气态BeCl2分子为例。
实验测知,BeCl2分子构型为直线型,键角∠ClBeCl为180°。
两个sp杂化轨道在空间互成180°角。
每个杂化轨道含1/ 2 s成分和1/2 p成分。
这两个等同的sp杂化轨道分别和Cl原子的一个p轨道发生原子轨道的重叠,形成两个sp-p σ键。
由于两个sp杂化轨道夹角为180°,所以BeCl2分子为直线型分子,见图6-8。
HgCl2也与此类似。
4)不等性sp3杂化同种类型的杂化(如)又可分为等性杂化和不等性杂化两种。
在CH4中C原子的每个杂化轨道是等同的,都含有1/4 s成分和3/4 p成分,故称等性杂化。
未作说明的,一般均知等性杂化。
另外,还有一种杂化成分不等的杂化叫做不等性杂化。
下面以NH3和H2O分子的结构为例予以说明。
s,1/2p,1/3d定义:共用电子对是由一个原子单方面提供而形成的共价键—配位键。
形成条件:1) 中心原子(或原子)必须有空的价电子轨道。
2) 配位体中配位原子有孤对电子。
6.3.1 配合物的主要类型(1)简单配合物(2)螯合物(3)多核配合物(4)羰基配合物6.3.2 配合物的价键理论(1)配合物价键理论的基本要点:形成条件:成键原子一方提供孤对电子,另一方提供空轨道。
2)配合物的空间构型与杂化轨道类型:P149 表6-20(2)配合物的空间构型与磁性1)配合物的空间构型—X 射线衍射法测定2)配合物的磁性磁性顺磁性:未成对电子数n ≠ 0. 磁矩μ≠ 0 。