《无机化学》第7章化学键理论与分子结构
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《无机化学》化学键理论与分子结构无机化学是研究无机化合物的组成、结构、性质和反应的学科。
化学键理论与分子结构是无机化学的重要基础和核心内容,它们对于理解无机化合物的物理和化学性质具有重要意义。
化学键是指原子之间通过共享电子或电子转移而形成的力。
常见的化学键包括离子键、共价键和金属键。
离子键是电荷相反的离子之间的相互作用力。
它的形成是离子化反应过程中,金属元素失去电子变成阳离子(阳离子)和非金属元素获得电子成为阴离子(阴离子)所形成的。
离子键的特点是电负性差异较大,具有很强的极性,在固态下成为离子晶体,具有高熔点和良好的导电性。
共价键是非金属原子通过共用电子对形成的化学键。
共价键的形成依赖于原子之间电子互相吸引的作用力。
根据电子的共享程度,共价键又可分为极性共价键和非极性共价键。
极性共价键的特点是原子的电负性差异较小,共享电子不平均分布,云地带呈现部分离子性质,它的形成使得分子有极性;而非极性共价键的特点是原子的电负性差异极小,共享电子均匀分布,云地带不存在电荷分离,分子呈现非极性。
金属键是金属原子通过电子云中的自由电子形成的化学键。
金属原子的外层电子非常松散,可以自由移动,形成电子海。
金属键的特点是具有很好的导电性、热导性和延展性,而且金属键的强度也很高。
分子结构是指分子内原子的相对位置和连接关系。
分子结构的确定有助于揭示物质的物理性质和化学性质。
在无机化学中,分子结构可通过实验和理论计算等手段进行研究。
实验方法主要包括X射线衍射、中子衍射、质谱和核磁共振等。
其中,X射线衍射是最常用的手段,通过测量晶体中X射线的衍射图样,可以得到晶体结构的信息。
中子衍射则是通过测量中子与晶体相互作用过程中所发生的衍射现象,得到晶体结构的信息。
质谱和核磁共振则是通过测量分子中原子的质量和能级差等可以得到分子结构的信息。
理论计算的方法包括量子化学计算和分子力学计算。
量子化学计算是通过量子力学原理,计算分子的能量、电子结构和反应性等。
《无机化学》第7章化学键理论与分子结构无机化学是研究无机物质的性质、结构和合成方法的科学。
无机化学中的化学键理论与分子结构是无机化学的重要内容之一化学键是由原子之间电子的相互作用而形成的,在无机化学中,电子主要通过离子键、共价键和金属键来相互作用。
化学键的类型取决于参与形成键的原子的电子数目和结合能力。
离子键是由阳离子和阴离子之间的静电相互作用形成的。
在化学键中,金属原子失去电子成为阳离子,非金属原子获得电子成为阴离子,从而形成的化合物具有离子晶体结构。
离子键通常具有高熔点和可溶性的特点。
共价键是由非金属原子之间的共享电子形成的。
共价键的形成过程涉及到原子间的电子云的重叠,从而共享外层电子。
共价键可以根据电子云的叠加程度分为σ键和π键。
σ键是主要的共价键,π键则是由额外的p轨道重叠形成。
在分子中,共价键的形成能够使得原子达到稳定的价电子层结构。
金属键是由金属原子之间的电子云形成的。
金属原子的价电子在整个金属晶体中自由移动,形成了金属键。
金属键的形成使得金属具有良好的导电性和热导性。
分子结构是由化学键连接在一起的原子的组合。
分子结构决定了分子的性质和反应行为。
分子结构的研究可以通过实验方法,如X射线晶体结构分析、核磁共振谱等技术,也可以通过计算化学方法进行预测和模拟。
简单分子的结构可以由初始条件和分子对称性来确定,而复杂分子的结构则需要借助实验和计算方法的综合分析。
通过对化学键理论和分子结构的研究,我们可以了解无机化合物的形成和性质,为无机化学的应用和发展提供理论基础。
此外,还可以通过对分子结构的研究来设计和合成具有特定性质和功能的无机化合物。
综上所述,化学键理论与分子结构是无机化学中的重要内容,通过研究化学键的类型和分子结构,可以揭示无机物质的性质和反应行为,并为无机化学的应用和研究提供基础。
无机化学的发展离不开对化学键理论和分子结构的深入研究。
第七章分子结构和晶体习题解答(7)思考题1.举例说明下列概念的区别:离子键与共价键、共价键与配位键、σ键和Л键、极性键和非极性键、极性分子与非极性分子、分子间力与氢键。
1.离子键是得到电子的阴离子与失去电子的阳离子的强烈静电吸引作用;共价键是原子间通过共用电子对(或电子云重叠)而形成的相互吸引作用,无阴、阳离子;配位键也是共价键中的一种,只不过共用的一对电子有一个原子提供。
σ键是各自电子云用密度最大的一头相互重叠,以使重叠体积最大,两原子间形成共价键时首先肯定以σ键成键,但两原子间只能形成σ键一次。
Л键是在原子间已形成一根σ键后,其余原子轨道以“肩并肩”在侧面重叠的成键方式,其重叠体积比σ键要小,但两原子间根据各自的单电子数可形成几个Л键。
极性键是两不同原子间形成共价键时,由于两原子的电负性不同,吸引公用电子对的作用不同,使某一端带有部分正电荷,另一端带有部分负电荷,这就是极性键;若两相同的原子间形成共价键,由于彼此电负性相同,吸引共用电子对的能力相同,公用电子对不偏向任何一个原子,两原子不带“净”电荷,没有“正”或“负”的一端,即非极性键。
极性分子是整个分子中正、负电荷重心不重合,使分子一端带部分正电荷,为正极,另一端带部分负电荷,为负极。
分子之间由于偶极间的相互作用力为分子间力。
氢键是氢原子与电负性大、半径小的原子形成共价键后,由于氢原子唯一的电子被其他原子吸引到离氢原子核较远的地方,氢原子几乎成了“裸露”的质子,有很强的正电场,吸引另一电负性大、半径小的原子的孤对电子,形成了一种作用力,这个作用力本质上还是分子间作用力,但比一般的分子间力强。
2.离子键是怎样形成的?离子键的特征和本质是什么?为什么离子键无饱和性和方向性?2.离子键是失电子的金属阳离子和德电子的非金属阴离子通过静电引力形成的。
离子键的特征是无方向性、无饱和性。
其本质是正、负点电荷间的静电引力。
点电荷产生的电场向空间各个方向均匀传播,每一个在其电场中的异号电荷都会受到它的吸引作用,在理论上它可吸引无数个异号电荷,所以离子键无饱和性;由于点电荷产生的电场向空间各个方向的传播是均匀的,只要距离相等,不管在哪个方向,受到的作用里是一样的,这就是离子键的无方向性。