《无机化学(天大版)复习资料全》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机化学(天大版)复习资料全（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 分子的结构和性质6.1 键参数6.2 价键理论目的要求：1了解键能、键长、键角等键参数；2掌握价键理论；3掌握共价键的特点、类型；4了解离子键的特点。重点、难点：掌握价键理论；掌握共价键的特点和类型。作业：1. P193 2（1）、（2）2. P195 4教学容：6.1 键参数一、键能1键参数的含义：能表征化学键性质的量称为键参数。主要有键能、键长、键角等。2键能：（1）含义：近似为气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.0221023个化学键）时的焓变。（2）意义：键能是衡量化学键牢固程度的键参数，键能越大，键越牢固。思考：N2与H2（150300atm、铁催化剂和4005000C）和
2、F2与H2（低温避光即可）反应的条件为什么差别很大？（提示：从化学反应的实质是旧键的断裂与新键的形成方面考虑）（3）计算：双原子分子：键能等于键解离能（D）多原子分子：键能等于同种键逐级解离能的平均值。二、键长1含义分子成键两原子核间的平衡距离，用Lb表示。可用分子光谱或X射线衍射方法测得。2决定因素：（1）因：成键原子的本性（2）外因：相同原子形成不同类型化学键时具有不同的键长3意义： 相同原子形成不同化学键时，键长越短，键能越大，键越稳定。三、键角1含义：在分子中两个相邻化学键之间的夹角。可用分子光谱和X射线衍射实验测得。2意义： 根据分子全部化学键的键长和键角数据，可确定分子的几何构型。
3、列举几种化合物的键参数与几何构型 6.2 价键理论一、共价键1共价键的形成原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。2价键理论（）讲授方法：结合第五章所学原子轨道的角度分布图讲解。由于原子轨道（即波函数）有正负之分，所以在轨道重叠时（与波的干涉条纹明暗相间的特点结合）为了遵循最大重叠原理，需按一定的方向进行结合。（1）理论基础 以相邻原子间电子相互配对为基础。（2）理论要点 A组成分子的两个原子必须具有未成对的电子，且它们的自旋反平行，即原子中的1个未成对电子只有以自旋状态反平行的形式与另一个原子中的1个未成对电子相遇时，才有可能配对成键。所以共价键的数目受未成对电子数的限制，具有饱和性
4、。 B原子轨道相互重叠形成共价键时，原子轨道要对称性匹配，并满足最大重叠的条件。即自旋方向相反的未成对电子相互接近时，必须考虑其波函数的正、负号，只有同号轨道（对称性匹配）才能实行有效的重叠 C原子轨道重叠时，总是沿着重叠最大的方向进行，重叠部分越大，共价键越牢固，这就是原子轨道的最大重叠条件。除s轨道外，其它轨道都有一定的空间取向，所以共价键具有方向性。3共价键的类型（1）按照键的极性分：A极性共价键：得失电子能力不同的原子间形成的共价键具有极性称极性共价键。又分为强极性键（原子得失电子能力相差相对较大时）和弱极性键（原子得失电子能力相差相对较小时）。B非极性共价键： 得失电子能力相同的同种
5、原子间形成的共价键。（2）根据原子轨道重叠部分具有的对称性分：A键：原子轨道沿两核连线方向以“头碰头”的方式进行重叠，轨道重叠部分沿着键轴（两核连线）呈圆柱形对称。如s轨道之间的重叠，Px轨道之间的重叠等。形成键的电子称为电子。B键：原子轨道沿两核连线方向以“肩并肩”的方式进行重叠，重叠的部分对于通过键轴的一个平面具有镜面反对称（形状相同，符号相反）。形成键的电子称为电子。 特点：共价单键一般是键，在共价三键和双键中，除键外，还有键。一般地，键没有键牢固，比较容易断裂，因为键不像键那样集中在两核的连线上，原子核对电子的吸引力较小，键中电子运动的自由性较大，故含双键或三键的化合物比较容易参加化学
6、反应。C键： 凡是一个原子的d轨道与另一个原子相匹配的d轨道以“面对面”的方式重叠（通过键轴有两个节面）。4配位共价键（1）含义：凡共用电子对由一个原子单方面提供而形成的共价键称为配位共价键，简称配位键或配价键。（以CO分子为例讲解）（2）形成条件（）： A一个原子其价层有未共用的电子对，即孤电子对； B另一个原子其价层有空轨道。（3）存在： 分子、分子间、离子间及分子与离子间。二、离子键1离子键（1）含义： 电负性较小的活泼金属与电负性较大的活泼非金属元素的原子相互接近时，前者易失去电子变成正离子，后者易得到电子变成负离子，正、负离子由于静电引力易结合在一起形成化合物。这种由正、负离子之间的
7、静电引力形成的化学键称为离子键。（2）性质： 无方向性和饱和性。2键型过渡（1）键型的决定因素： 两原子吸引电子能力差别的大小，即电负性数值差值。（2）键型过渡：A从离子键到非极性共价键（从共价键方面），可以看作：强极性共价键（离子键） 弱极性共价键 非极性共价键 B从离子键到共价键（从键型过渡方面），可以看作： 离子键（100%离子键成分） 强极性共价键（含有部分离子键成分） 弱极性共价键（含有很小部分离子键成分） 非极性共价键（不含离子键，只有共价键成分） 6.3 分子的几何构型6.4 分子轨道理论目的要求：1掌握杂化轨道理论；2掌握几种典型的杂化轨道类型；3会用杂化轨道理论解释分子的空间
8、构型；4了解分子轨道理论的要点；5掌握分子轨道的类型并会用该理论解释推测分子的存在。重点、难点： 重点掌握几种典型的杂化轨道类型和几种有代表意义的分子的空间构型的理论解释；掌握物质能否存在的推断方法。作业：1P188 42P190 83网络平台作业：P193 4 教学容： 6.3分子的几何构型一、价键理论的局限性难以解释一般多原子分子的价键形成和几何构型问题。二、杂化轨道理论与第五章中讲授的原子轨道数目及原子核外电子的排布规律相结合进行1931年美国化学家鲍林在价键理论的基础上首先提出，1953年我国化学家唐敖庆等对杂化轨道理论进行了丰富。1理论要点：（1）某原子成键时，在键合原子的作用下，价
9、层中若干个能级相近的原子轨道有可能改变原有的状态，“混杂”起来并重新组合成一组利于成键的新轨道（即杂化轨道），这一过程称为原子轨道的杂化。（2）同一原子中能级相近的n个原子轨道，组合后只能得到n个杂化轨道。（3）杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强，形成的化学键键能大，使形成的分子更稳定。2杂化类型与分子几何构型（）（1）sp杂化含义： 同一原子由一个ns轨道和一个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。形成轨道： 只能形成两个能量等同的sp杂化轨道分子几何构型: 直线型分子，键角为1800。实例： ClBeCl，两个键BeCl的键长和键能都相等（2）sp2杂化含义
10、：同一原子由一个ns轨道和两个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。杂化后组成的轨道称为sp2杂化轨道。形成轨道： 只能形成三个能量等同的sp2杂化轨道。其中每个杂化轨道都含有1/3s轨道和2/3p轨道的成分分子几何构型: 平面三角形分子，键角为1200。实例： BF3分子（3）sp3等性杂化含义：同一原子由一个ns轨道和三个np轨道发生的杂化，称为sp3杂化。杂化后组成的轨道称为sp3杂化轨道。形成轨道： 形成四个能量等同的sp3杂化轨道。其中每个杂化轨道都含有1/4s轨道和3/4p轨道的成分分子几何构型: 正四面体型分子，键角为109028。实例： CH4分子。（4）sp3不等性杂化含义：同
11、一原子由一个ns轨道和三个np轨道发生的不等性杂化，称为sp3不等性杂化。杂化后组成的轨道称为sp3杂化轨道。形成轨道： 形成含一个电子的sp3杂化轨道和有孤对电子的轨道。所以这四个轨道不完全等同。故称为不等性杂化。分子几何构型: 氨分子类型的为三角锥型（此类分子中心原子在杂化时只有一对孤对电子），水分子类型的为V型（此类分子中心原子在杂化时有两对孤对电子）。实例： 氨分子、水分子。此部分容是本章重点，要求学生掌握杂化类型并能用理论解释代表分子的几何构型 6.4 分子轨道理论 （强调分子的整体性） 列举实例从价键理论的局限性，说明分子轨道理论产生的必要性。一、分子轨道的基本概念分子轨道理论把组
12、成分子的各原子核（在分子中各有一定的平衡位置）作为分子的骨架，所有电子按照相同的原理和规则分布在骨架附近的若干个分子轨道，每个分子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子，每个分子轨道都有各自相应的能量，电子填充等价分子轨道时，将尽先单个地分别占据不同的等价分子轨道，且自旋平行。电子进入分子轨道后，若体系总能量有所降低，即能成键。二、分子轨道的形成1组成：由组成分子的各原子轨道组合而成。分子轨道总数等于组成分子的各原子轨道数目的总和。2特点： 当原子形成分子后，电子不再局限于个别原子的原子轨道，而是从属于整个分子的分子轨道。3类型：（1）s-s原子轨道的组合 1个原子的ns原子轨道与另一个原子的
13、ns原子轨道组合成两个分子轨道。一个是反键分子轨道，一个是成键分子轨道。以H2分子为例讲解s-s原子轨道组合成的分子轨道的形成及电子的排布。并写出分子轨道的表示方法。（2）p-p原子轨道的组合 一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道组合成分子轨道，可以有“头碰头”和“肩并肩”两种方式。根据p轨道的空间伸展方向不同，当不同的p原子轨道形成分子轨道时可形成对应的成键分子轨道和反键分子轨道或成键分子轨道和反键分子轨道，电子填充在能量较低的成键分子轨道。三、分子轨道的能量1能量的确定 通过光谱实验确定2轨道能级的顺序结合原子核外电子排布时原子轨道的能级类比讲解。四分子轨道理论的应用1.推测分子的存在和阐
14、明分子的结构（1）H2+分子离子（形成单电子键）与Li2分子（形成单键）：（2）Be2分子与Ne2分子：由于体系的能量没有降低，所以推测它们不存在。（3）He2分子与He2+分子离子（三电子键）： 由于He2分子体系的能量没有降低，推测它不存在；而He2+分子离子的能量降低了，所以它是可以存在的。2.描述分子的结构稳定性3.预言分子的顺磁性与反磁性以氧气分子为例讲解分子轨道理论在此方面的应用。强调掌握氧气分子的价键结构式。6.5 分子间力和氢键目的要求：1了解分子的极性和变形性；2掌握分子间力的类型及存在；3了解氢键的形成、存在及类型。重点、难点：掌握分子间力的类型及存在。作业：1. P191 152. 网络教学平台作业(思考题) 6.5 分子间力和氢键一、分子的极性和变形性1分子的极性（1）非极性分子：
