杂化轨道理论要点ppt课件

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1、分子构造分子构造 化学化学键：分子或晶体中相：分子或晶体中相邻原子之原子之间的的剧烈烈 相互作用力。相互作用力。 化学化学键分分类：离子：离子键、共价、共价键 (配位配位键)、 金属金属键。分子分子: 坚持物持物质化学性化学性质的最小微粒，的最小微粒， 参与化学反响的根本参与化学反响的根本单元元原子原子为什么能聚集在一同构成分子或晶体什么能聚集在一同构成分子或晶体？ H2O， NaCl， Fe， C金金刚石石 1 离子离子键6.1.1 离子离子键的构成的构成离子离子键：靠正、：靠正、负离子之离子之间的静的静电引力所构引力所构成的成的 化学化学键。离子型化合物：由离子离子型化合物：由离子键所构成

2、的化合物，如所构成的化合物，如NaCl、 CaO、 KCl、Na2SO4等等1.2 离子键的特点离子键的特点 离子离子键的本的本质是静是静电引力；引力； 离子离子键没有没有饱和性和方向性；和性和方向性； 离子型化合物常以晶体方式存在，没有独立的分子。离子型化合物常以晶体方式存在，没有独立的分子。1.3 构成离子构成离子键的条件的条件两种原子两种原子间电负性相差性相差较大，普通要相差大，普通要相差1.7以上。以上。1.4 离子的特征离子的特征1. 1. 离子的离子的电荷荷 主族元素生成的离子：稀有气体构造主族元素生成的离子：稀有气体构造 ( p ( p 轨道全充溢道全充溢 ) ) 过渡元素：它渡

3、元素：它们生成的离子的生成的离子的d d 轨道普通都道普通都处 于半充溢形状。于半充溢形状。 Fe3+ : 3d 64s2 Fe3+ : 3d 64s2 3d 5, 3d 5, Mn2+ : 3 d 54s2 Mn2+ : 3 d 54s2 3d 5 3d 52. 离子的电子层构造主要指离子的外层电离子的电子层构造主要指离子的外层电子构型子构型 简单的负离子：简单的负离子：8 8电子构造电子构造 ( (如如;F;F,Cl,Cl,O2,O2等等) ) 简单正离子: 有多种构型，如下所列： 2电子构型：子构型：Li+、Be2+ s区区 8电子构型：子构型： Na+、Mg2+、Al3+ s、p区区

4、18电子构型：子构型：Zn2+、Hg2+、Ga3+、Cu+ds区、区、p区区 18+2电子构型：子构型： Pb2+、Sn2+ p区区 917电子构型：子构型：Fe2+、Cr3+、Cu2+ d区区3. 离子的半径离子的半径d = r + + r -r -r + 正、负离子间静电吸引力和排斥力达平衡时，正、负离子间坚持着一定的平衡间隔为正、负离子半径之和核间距 d = r + + r -离子的特征影响化合物的性质 电负性相差不大的非金属元素之间是如何构成化学电负性相差不大的非金属元素之间是如何构成化学键的？键的？ 同种元素之间为什么能构成化学键？同种元素之间为什么能构成化学键？ 四种共价键实际：价

5、键实际、四种共价键实际：价键实际、 杂化轨道实际、杂化轨道实际、 分子轨道实际、分子轨道实际、 价层电子对互斥实际。价层电子对互斥实际。 2 共价共价键2.1 价键实际价键实际 电子配对实际、电子配对实际、VB实际实际1. 共价键的构成共价键的构成共价键：靠共用电子对构成的化学键共价键：靠共用电子对构成的化学键2. 价键实际根本要点价键实际根本要点(1)两原子中自旋方向相反的未成对电子可以相互两原子中自旋方向相反的未成对电子可以相互(2) 配对构成共价键。配对构成共价键。(2) 发生相互重叠的两个原子生相互重叠的两个原子轨道的正、道的正、负号要一号要一样 对称性匹配原那么。称性匹配原那么。(3

6、) 相互重叠的两个原子相互重叠的两个原子轨道要尽能道要尽能够沿着能沿着能发生最生最 大重叠的方向大重叠的方向进展重叠展重叠 最大重叠原那么。最大重叠原那么。3. 共价键的特征共价键的特征A: 饱和性饱和性H(1s1) Cl(3s23p5) HCl N(2s22px12py12pz1) NN 几个未成对电子只能和几个自旋方向相反的几个未成对电子只能和几个自旋方向相反的单电子配对成键。单电子配对成键。H2 NH3 两个两个电子配子配对，就是两个原子，就是两个原子轨道道发生重叠。重叠的生重叠。重叠的结果是果是电子云密度在两核之子云密度在两核之间增大。增大。 B: 方向性方向性HCl 1s3px重叠越

7、大，构成的重叠越大，构成的键越越结实 共价共价键具有方向性。具有方向性。H2 1s1sH1sF2p2p2pFFF2H2HF电子云重叠表示图4. 共价键的类型共价键的类型a: 键 两原子两原子轨道沿道沿键轴方向方向进展同号重叠所构展同号重叠所构成的成的键。根据轨道重叠的方向方式及重叠部分的对称性划分为不同的类型头对头s spx spx px轨道重叠轨道重叠电子云分布电子云分布电子云分布电子云分布b: 键 两原子两原子轨道沿道沿键轴方向在方向在键轴两两侧平行同号平行同号重叠所构成的重叠所构成的键肩并肩zpz pz xpy py x轨道重叠轨道重叠 键类型 键键 键键原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式

8、沿键轴方向相对重叠沿键轴方向相对重叠沿键轴方向平行重叠沿键轴方向平行重叠原子轨道重叠部位原子轨道重叠部位两原子核之间，两原子核之间，在键轴处在键轴处键轴上方和下方，键轴上方和下方，键轴处为零键轴处为零原子轨道重叠程度原子轨道重叠程度大大小小键的强度键的强度较大较大较小较小化学活泼性化学活泼性不活泼不活泼活泼活泼键和和 键的特征比的特征比较 两原子两原子间假假设只构成一个共价只构成一个共价键，一定是，一定是键； 两原子两原子间假假设构成多个共价构成多个共价键，其中一个是，其中一个是键，其他，其他为 键。 如如N2、CH2CH2、CHCH；例：例：H2 1s1 1s1s H2 1s1 1s1s 1

9、 1个个 键Cl2 3s23p5 3px3px 1Cl2 3s23p5 3px3px 1个个 键HCl 1s 3px HCl 1s 3px 1 1个个 键N2 2s22p3 2px2px 1N2 2s22p3 2px2px 1个个 键 2py2py 2py2py 1 1个个 键 2pz2pz 2pz2pz 1 1个个 键 三个共价键三个共价键N2N2分子中的分子中的3 3个共价个共价键为什么不全是什么不全是键呢？呢？配位配位键：由一个原子提供空：由一个原子提供空轨道，另一个原道，另一个原子提子提 供孤供孤对电子所构成的化学子所构成的化学键。 用箭用箭头“表示。表示。C原子：原子：2s22px1

10、2py12pz0 O原子：原子：2s22px12py12pz25. 配位键配位键如：如：CO 配位键与共价键的区别与联络：两者的构成过程不同，但配位键一旦构成，其结果与共价键没有区别。是一种特殊的共价键。 配位键广泛存在于配位化合物及一些无机含氧酸根中：配位键构成条件：配位键构成条件： 一一方方有有空空轨轨道道，另另一一方方有有孤孤对对电电子。子。2.2 杂化轨道实际杂化轨道实际 构成分子构成分子时，同一原子中的假，同一原子中的假设干不同干不同类型、能量相近型、能量相近的原子的原子轨道混合起来，重新分配能量和道混合起来，重新分配能量和调整空整空间方向方向组成数成数目一目一样、能量相等的新的原子

11、、能量相等的新的原子轨道，道， 这种混合平均化的种混合平均化的过程称程称为原子原子轨道的道的“杂化化 1. 杂化化轨道概念道概念杂化化轨道：道：杂化后所构成的假化后所构成的假设干新原子干新原子轨道。道。sp型型杂化化 ： 同一原子的同一原子的1个个s 轨道与道与p 轨道道进展的展的杂化。化。有：有： sp sp2 sp32.杂化轨道实际的要点杂化轨道实际的要点(1) 发生生轨道道杂化的原子一定是中心原子；化的原子一定是中心原子；(2) 参与参与杂化的各原子化的各原子轨道能量要相近同一能道能量要相近同一能级组或或 相近能相近能级组的的轨道；道；(3) 杂化前后原子化前后原子轨道数目不道数目不变：

12、参与：参与杂化的化的轨道数目道数目 等于构成的等于构成的杂化化轨道数目；但道数目；但杂化化轨道在成道在成键时更更 有利于有利于轨道道间的重叠；的重叠；(4) 杂化化轨道在空道在空间构型上都具有一定的构型上都具有一定的对称性称性 以减小化学以减小化学键之之间的排斥力。的排斥力。180实验测得得: 两个共价两个共价键，直，直线形分子形分子键角角180 ClBeCl(1) BeCl2分子的构成分子的构成 Be原子：原子：1s22s2 没有没有单个个电子，子，ClClBe一个一个s 和一个和一个 p 轨道道杂化化+sp 轨道杂化过程表示轨道杂化过程表示图图每个每个sp杂化化轨道的外形道的外形为一一头大

13、，一大，一头小，小，含有含有1/2 s 轨道和道和1/2 p 轨道的成分道的成分两个两个轨道道间的的夹角角为180，呈直，呈直线型型BeCl2分子构造ClClsppxpx 规律：第A族、B族元素与第A族元素所构成的MX2型共价化合物，中心原子采取sp杂化。如BeBr2、HgCl2。 ClBeCl(2) sp2 杂化化 BF3分子的构成分子的构成 每个每个sp2杂化化轨道的外形也道的外形也为一一头大，一大，一头小，小， 含有含有 1/3 s 轨道和道和 2/3 p 轨道的成分道的成分 每两个每两个轨道道间的的夹角角为120，呈平面三角形，呈平面三角形 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进展的

14、杂化, 构成3个sp2 杂化轨道。BF3分子的构成：分子的构成： 实验测得，三个共价得，三个共价键，平面三角形分子，平面三角形分子键角角120。B原子：原子：1s22s22p1120FFFB规律：第律：第A族元素与第族元素与第A族元素所构成的族元素所构成的MX3型型共价化合物，中心原子采取共价化合物，中心原子采取sp2杂化。如化。如BBr3。 (3) sp3杂化化 CH4分子的构分子的构成成 sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进展的杂化, 构成4个sp3 杂化轨道。 每个每个sp3杂化化轨道的外形也道的外形也为一一头大，一大，一头小，小， 含有含有 1/4 s 轨道和道和 3/4 p 轨道

15、的成分道的成分 每两个每两个轨道道间的的夹角角为109.5， 空空间构型构型为正四面体型正四面体型sp3sp3杂化化轨道道 实验测得，四个共价键，正四面体形分子键角10928CH4分子的构成：分子的构成： 规律：第A族元素与第A族、A族元素所构成的MX4型共价化合物，中心原子采取sp3杂化。如CCl4、SiF4、CHCl3。 C原子：原子：1s22s22p2 只需只需2个个单电子子3. 等性等性杂化与不等性化与不等性杂化化等性等性杂化：参与化：参与杂化的各原子化的各原子轨道道进展成分的均匀混合。展成分的均匀混合。 杂化化轨道道 每个每个轨道的成分道的成分 轨道道间夹角角( 键角角) sp 1/

16、2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928 p p 90随随p 轨道成分道成分的增大，的增大，夹角向角向90靠靠拢。不等性不等性杂化：参与化：参与杂化的各原子化的各原子轨道道进展成分上的展成分上的 不均匀混合。不均匀混合。实验测得，三角得，三角锥形分子，形分子，键角角107NH3 分子分子2s2p 孤孤电子子对占据的占据的杂化化轨道，不参与成道，不参与成键，电子云密集在中子云密集在中心原子周心原子周围，s轨道成分相道成分相对增大，其他增大，其他3个个杂化化轨道道p成分相成分相对增大。增大。 N原子：2s22p3 有3个单电子，可

17、构成3个共价键，孤对电子孤对电子杂化化 产生不等性生不等性杂化的化的缘由：参与由：参与杂化的原子化的原子轨道中道中电子数目多于子数目多于轨道数目，出道数目，出现孤孤电子子对。H2O 分子：分子： 实验测得，得，V字形分子，字形分子，键角角10429 O原子：原子：2s22p4 有有2个个单电子，可构成子，可构成2个共价个共价键，键角角该当是当是90，Why? H2O 分子分子 O原子成原子成键前先前先进展了展了SP3不等性不等性杂化，其中的两条化，其中的两条杂化化轨道由成道由成对电子占据，其他两条子占据，其他两条P成分更多，成分更多，键角更接近角更接近90，实测：104292s2p2 对孤对电

18、子对孤对电子杂化化O原子：原子：2s22p4杂化轨道情况一览表 中心原子 外层电子构型 杂化类型 分子几何外形 键角 举例A、 B ns2 sp等性 直线形 180 BeCl2、HgCl2 A ns2np1 sp2等性 平面三角形 120 BF3、BBr3 A ns2np2 sp3等性 (正)四面体 10928 CCl4、SiHCl3 A ns2np3 sp3不等性 三角锥形 10928 NH3、PH3 A ns2np4 sp3不等性 V字形 10928 H2O、H2S 四 价层电子对互斥实际一、价层电子对互斥实际的根本要点二、价层电子对互斥实际的运用实例一、价层电子对互斥实际的根本要点一、价

19、层电子对互斥实际的根本要点 价价层电子子对互斥互斥实际的根本要点：的根本要点： 1 1分子或离子的空分子或离子的空间构型取决于中心原构型取决于中心原 子的价子的价层电子子对数。中心原子的价数。中心原子的价层电子子对是是 指指键电子子对和未参与成和未参与成键的孤的孤对电子。子。 2 2中心原子的价中心原子的价层电子子对之之间尽能尽能够远 离，以使斥力最小，并由此决离，以使斥力最小，并由此决议了分子的空了分子的空间 构型。构型。静电斥力最小的价层电子对的排布方式静电斥力最小的价层电子对的排布方式 价层电子对数价层电子对数 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6电子对排布方式电子对排布方式 直线形直

20、线形平面三角形平面三角形 四面体四面体 三角锥三角锥 八面体八面体 3 3价层电子对之间的斥力与价层电子对的类价层电子对之间的斥力与价层电子对的类型有关，价层电子对之间静电斥力大小顺序为：型有关，价层电子对之间静电斥力大小顺序为： 孤对电子孤对电子- -孤对电子孤对电子 孤对电子孤对电子- -成键电子对成键电子对 成键电子对成键电子对- -成键电子对成键电子对 利用价层电子对互斥实际预测分子或离子的利用价层电子对互斥实际预测分子或离子的空间构型的步骤如下：空间构型的步骤如下： 1 1确定中心原子的价层电子对数：确定中心原子的价层电子对数： 价层电子对数中心原子的价电子数价层电子对数中心原子的价

21、电子数 配位原子提供的电子数配位原子提供的电子数)/2)/2 2 2根据中心原子的价层电子对数，找出相根据中心原子的价层电子对数，找出相应的电子对排布，这种排布方式可使电子对之间应的电子对排布，这种排布方式可使电子对之间静电斥力最小。静电斥力最小。 3 3根据中心原子的价层电子对的排布方式，根据中心原子的价层电子对的排布方式，把配位原子排布在中心原子周围，每一对电子连把配位原子排布在中心原子周围，每一对电子连接一个配位原子，未结合配位原子的电子对就是接一个配位原子，未结合配位原子的电子对就是孤对电子。假设中心原子的价电子对全部是成键电孤对电子。假设中心原子的价电子对全部是成键电子对，那么分子或

22、离子的空间构型与中心原子的价子对，那么分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对的排布方式一样；假设价层电子对中有孤层电子对的排布方式一样；假设价层电子对中有孤对电子，应根据成键电子对、孤对电子之间的静对电子，应根据成键电子对、孤对电子之间的静电斥力的大小，选择静电斥力最小的构造，即为电斥力的大小，选择静电斥力最小的构造，即为分子或离子的空间构型。分子或离子的空间构型。二、价层电子对互斥实际的运用实例二、价层电子对互斥实际的运用实例 在在CH4 CH4 中，中，C C 有有4 4个电子，个电子，4 4个个H H 提供提供4 4个个电电子，子，C C 的价层电子总数为的价层电子总数为8 8个，价

23、层电子对为个，价层电子对为4 4对对 。C C 的价层电子对的排布为正四面体，由于的价层电子对的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对，因此价层电子对全部是成键电子对，因此 CH4 CH4 的空的空间构型为正四面体。间构型为正四面体。一一 CH4 CH4 的空间构型的空间构型二二 的空间构型的空间构型 在在 中，中，Cl Cl 有有7 7个价电子，不提供电个价电子，不提供电子，再加上得到的子，再加上得到的1 1个电子，价层电子总数为个电子，价层电子总数为个，价层电子对为个，价层电子对为4 4对。对。ClCl的价层电子对的排布的价层电子对的排布为四面体，四面体的为四面体，四面体的 3 3

24、 个顶角被个顶角被3 3个个O O占据，余占据，余下的一个顶角被孤对电子占据，因此下的一个顶角被孤对电子占据，因此 为三为三角锥形。角锥形。三三 PCl5 PCl5 的空间构型的空间构型 在在 PCl5 PCl5 中中，P P 有有5 5个个价价电电子子，5 5 个个ClCl分别提分别提供供1 1个个电电子子，中中心心原原子子共共有有5 5对对价价层层电电子子对对，价价层层电电子子对对的的空空间间排排布布方方式式为为三三角角双双锥锥，由由于中于中心心原原子子的的价价层层电电子子对对全全部部是是成成键键电电子子对对，因此因此PCl5 PCl5 的空间构型为三角双锥形。的空间构型为三角双锥形。 利

25、利用用价价层层电电子子对对互互斥斥实实际际，可可以以预预测大多测大多数数主主族族元元素素的的原原子子所所构构成成的的共共价价化化合合物物分分子或子或离子的空间构型。离子的空间构型。中心原子的价层电子对的排布和 ABn 型共价分子的构型价层电子对排布成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布方式分子构型实例直线形23平面三角形2 0 AB2直线形HgCl23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形 BF3角形PbCl2价层电子对数价层电子对排成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布分子构型实例布方式 4四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体 CH4三角锥形 NH3

26、角形H2O价层电子对数价层电子对排成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排分子构型实例布布方式体5三角双锥50 AB54 1 AB43 2 AB32 3 AB2三角双锥 PCl5变形四面 SF4T形 ClF3直线形价层电子对数价层电子对排成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排分子构型实例布布方式形6八面体60 AB651 AB542 AB4正八面体 SF6四方锥形IF5平面正方2.3 分子轨道实际分子轨道实际1. 分子轨道的构成及实际的根本要点分子轨道的构成及实际的根本要点1 分子中的电子不再从属于某个原子，而是在整个分子中的电子不再从属于某个原子，而是在整个 分子范围内运动；分子中单个

27、电子的运动形状也分子范围内运动；分子中单个电子的运动形状也 用波函数来描画，称为分子轨道。用波函数来描画，称为分子轨道。2 分子轨道可以近似地经过原子轨道的线性组合分子轨道可以近似地经过原子轨道的线性组合 相加或相减而得到。相加或相减而得到。 原子轨道有效地组成分子轨道的条件是：原子轨道有效地组成分子轨道的条件是： 能量相近、对称性匹配和最大重叠能量相近、对称性匹配和最大重叠(3) 组合出的分子合出的分子轨道数目等于参与道数目等于参与组合的原子合的原子轨道道 数目。在数目。在组成的分子成的分子轨道中，有一半道中，有一半轨道的能量低道的能量低于于组合前原子合前原子轨道的能量，称道的能量，称为成成

28、键分子分子轨道；另道；另一半一半轨道的能量高于道的能量高于组合前原子合前原子轨道的能量，称道的能量，称为反反键分子分子轨道。道。(4) 分子分子轨道能量的高低取决于参与道能量的高低取决于参与组合的原子合的原子轨道道 能量的高低。能量的高低。(5) 分子分子轨道中道中电子的排布遵守能量最低原那么、保子的排布遵守能量最低原那么、保利不相容原那么和洪特利不相容原那么和洪特规那么。那么。 2. 分子轨道能级图分子轨道能级图 以同核双原子分子为例，只思索两原子中以同核双原子分子为例，只思索两原子中一样轨道之间的组合。一样轨道之间的组合。(1s) (1s*) (2s) (2s*) (2p) (2py) =

29、 (2pz) (2py*) = (2pz*) (2p*) 氧分子氧分子轨道能道能级次序：次序：(1s) (1s*) (2s) (2s*) (2py) = (2pz) (2p) (2py*) = (2pz*) (2p*) N、C、B三种分子三种分子轨道的能道的能级次序：次序：3. 分子分子轨道道实际的运用的运用1 1几种常几种常见同核双原子分子的构造同核双原子分子的构造电子分布式子分布式A: F2分子的构造：分子的构造：F2(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)2 (2py)2 (2pz)2 (2py*)2 (2pz*)2抵消抵消抵消抵消抵消抵消抵消抵消F FB: N2分子

30、的构造：分子的构造：N2(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2py)2 (2pz)2 (2p)2 N N A: O2分子的磁性分子的磁性 16个个电子子抵消抵消抵消抵消 O2 O2分子是分子是顺磁性物磁性物质2分子的性质分子的性质O2(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)2 (2py)2 (2pz)2 (2py*)1 (2pz*)1三三电子子键三三电子子键1个个 键 逆磁性物逆磁性物质：在磁：在磁场中遭到磁中遭到磁场排斥排斥的物的物质。逆磁性物。逆磁性物质中一切中一切电子都已配子都已配对，没有没有单个个电子。子。 顺磁性物磁性物质：在磁：在磁场中遭到磁中

31、遭到磁场吸引的吸引的物物质。顺磁性物磁性物质中中电子没有全部配子没有全部配对，有有单个个电子。子。 逆磁逆磁顺磁顺磁 判判别：O2 O2+ O22+ O2- O22-哪个最哪个最稳定？定？B: 分子的稳定性分子的稳定性 假设成键轨道上的电子数多于反键轨道上的电子数，即分子有净的成键，这样的分子是稳定的，反之是不稳定的。分子的这种性质可用键级来表示。键级 = 成成键轨道上道上电子数子数反反键轨道上道上电子子数数 H2+的存在的存在 3 分子分子间力和力和氢键分子分子间力：分子与分子之力：分子与分子之间的相互吸引力，的相互吸引力， 又称范德又称范德华力。力。 分子分子间力影响物力影响物质的物理性的

32、物理性质 1. 共价键的极性共价键的极性极性共价键：极性共价键： 电负性不一样的两种原子之间构成的共电负性不一样的两种原子之间构成的共价键。价键。非极性共价键：电负性一样的两种原子之间构成的共非极性共价键：电负性一样的两种原子之间构成的共价键。价键。3.1 分子的极性分子的极性两种不同原子之间构两种不同原子之间构成的共价键一定是极成的共价键一定是极性共价键。性共价键。 察看以下分子的正、察看以下分子的正、负电荷荷“重心能否重合：重心能否重合： 极性分子：正负电荷重心不重合的分子。 非极性分子：正负电荷重心重合的分子。 2. 分子的极性分子的极性v 单原子分子一定是非极性分子；单原子分子一定是非

33、极性分子；v 双原子分子双原子分子 同核都是非极性分子；同核都是非极性分子；v 异核都是极性分子；异核都是极性分子；v 多原子分子多原子分子 空间构造对称的是非极性分子，空间构造对称的是非极性分子，v 空间构造不对称的是极性分子。空间构造不对称的是极性分子。极性分子：极性分子：H2O、NH3、CHCl3非极性分子：非极性分子：BeCl2、CO2、BCl3、CH4共价键的极性取决于相邻两原子间共用电子对能否有偏移共价键的极性取决于相邻两原子间共用电子对能否有偏移分子的极性取决于整个分子正负电荷中心能否重合分子的极性取决于整个分子正负电荷中心能否重合 q 为某极性分子正、负电荷中心所带电量为某极性

34、分子正、负电荷中心所带电量 偶极电量偶极电量l 为为 偶极间隔偶极间隔 偶极矩：分子中偶极长度与偶极一端所带电量的乘积， 用Pe表示。v 偶极矩越大，分子的极性越大；v非极性分子的偶极矩为零；v偶极矩可经过实验测定；v 由测定结果可推测分子的几何构型。 3. 偶极矩 ( Pe )Pe = q lClHPl 实验测得得CO2、BF3的偶极矩的偶极矩为零，可得到零，可得到什么什么结论？ 实验测得得NH3、H2O的偶极矩不的偶极矩不为零，又可零，又可得到什么得到什么结论？ 取向力：固有偶极之间产生的相互作用力吸引力取向力：固有偶极之间产生的相互作用力吸引力6.3.2 分子分子间力力1. 取向力取向力

35、极性分子具有的偶极称为固有偶极永久偶极极性分子具有的偶极称为固有偶极永久偶极v 分子的极性越大，取向力越大；分子的极性越大，取向力越大；v 取向力只存在于极性分子之间。取向力只存在于极性分子之间。2. 诱导力诱导力诱导偶极：某分子在极性分子诱导下产生的偶极。诱导偶极：某分子在极性分子诱导下产生的偶极。 诱导力：诱导偶极与固有偶极之间的相互作用力。诱导力：诱导偶极与固有偶极之间的相互作用力。极性分子之间能否存在诱导力？3. 色散力色散力非极性分子瞬时偶极瞬时偶极：由于分子中电子运动和核振动而使瞬时偶极：由于分子中电子运动和核振动而使分子在分子在 某一瞬间产生的偶极。某一瞬间产生的偶极。问题1：色

36、散力能否只存在于瞬：色散力能否只存在于瞬间？问题2：色散力能否只存在于非极性分子之：色散力能否只存在于非极性分子之间？色散力：瞬时偶极之间的相互作用力。色散力：瞬时偶极之间的相互作用力。影响色散力大小的要素：影响色散力大小的要素： 分子量分子体积。分子量分子体积。 分子分子间力是永力是永远存在于分子之存在于分子之间的一种吸引力；的一种吸引力； 非极性分子之非极性分子之间只存在色散力；只存在色散力； 非极性分子与极性分子之非极性分子与极性分子之间存在色散力和存在色散力和诱导力；力； 极性分子之极性分子之间存在色散力、存在色散力、诱导力和取向力；力和取向力； 色散力存在于一切分子之色散力存在于一切

37、分子之间，是三种作用力中最主，是三种作用力中最主 要的一种；要的一种； 分子分子间力没有力没有饱和性和方向性和性和方向性(静静电引力引力)； 分子分子间力的力的强度度远小于化学小于化学键；4. 分子间力的特点分子间力的特点5. 分子间力对物质性质的影响分子间力对物质性质的影响分子间力对物质的物理性质有影响。分子间力对物质的物理性质有影响。1对物质熔、沸点的影响对物质熔、沸点的影响 普通而言：构造类似的同系列物质分子量越大，分子普通而言：构造类似的同系列物质分子量越大，分子变形性也越大，分子间力愈强，物质的熔点、沸点也就愈变形性也越大，分子间力愈强，物质的熔点、沸点也就愈高。高。如：卤族元素单质

38、2 对物物质溶解度的影响溶解度的影响 普通普通规律：极性物律：极性物质易溶于极性溶易溶于极性溶剂中，非极性中，非极性物物质易溶于非极性溶易溶于非极性溶剂中中“类似相溶原理。似相溶原理。溶解过程需抑制的作用力：溶质分子之间的力；溶质分子与溶解过程需抑制的作用力：溶质分子之间的力；溶质分子与 溶剂分子之间的力。溶剂分子之间的力。以水为溶剂：以水为溶剂：HCl、H2H2、HAc、C2H5OH、NaCl、HNO3易易溶溶以苯为溶剂：以苯为溶剂：I2、S8、大部分有机化合物易溶、大部分有机化合物易溶6.3.3 氢 键1. 氢键的产生氢键的产生 赤裸的赤裸的氢核与含有孤核与含有孤对电子的子的电负性性强的的

39、带负电的原子的原子N,F,O)N,F,O)充分接近而充分接近而产生吸引力，生吸引力，这种吸引力称种吸引力称为氢键。 如如HF中，中，H原子只需原子只需1个个电子，与子，与F原子构成原子构成强极性共价极性共价键后几乎成后几乎成为一个一个“裸核，而裸核，而F原子半径小、原子半径小、电负性大、有性大、有孤孤对电子。子。 分子中必需具有一个分子中必需具有一个电负性很大、半径很小的性很大、半径很小的X原子与原子与H原子原子构成共价构成共价键；分子中必需具有一个分子中必需具有一个电负性很大、半径很小、性很大、半径很小、带有孤有孤对电子子的的Y原子。原子。2. 氢键的构成条件氢键的构成条件满足上面两个条件的

40、足上面两个条件的X、Y原子：原子：F、O、N氢键的通式：的通式： X H Y X和和Y可以可以是一是一样原子原子XY判别以下分子中能否存在氢键：判别以下分子中能否存在氢键：NH3 CH4 CH3OCH3 HNO3分子内氢键分子内氢键 (1) 氢键也属于一种分子之也属于一种分子之间的作用力，但通常所的作用力，但通常所说的范的范 德德华力不包括力不包括氢键由于由于氢键的存在不具有普遍性；的存在不具有普遍性； (2) 氢键的的强度与范德度与范德华力相当，力相当，远小于化学小于化学键的的强度；度； (3) 氢键具有具有饱和性和方向性和性和方向性类似于共价似于共价键。 假假设构成分子内构成分子内氢键便不

41、再构成分子便不再构成分子间氢键。3. 氢键的特点氢键的特点4. 氢键对物质物理性质的影响氢键对物质物理性质的影响氢键对物物质的物理性的物理性质有有显著的影响著的影响1对物物质熔、沸点的影响熔、沸点的影响2对溶解度的影响溶解度的影响 假假设溶溶质分子与溶分子与溶剂分子之分子之间能构成能构成氢键，将有利于溶，将有利于溶质分子的溶解。如：乙醇和乙分子的溶解。如：乙醇和乙醚，前者溶于水，而后者不溶。，前者溶于水，而后者不溶。3对生物体的影响生物体的影响温度温度()()分子量分子量氢键对熔点、沸点的影响氢键对熔点、沸点的影响沸点沸点熔点熔点氢键运用举例氢键运用举例1. 离子极化的产生离子极化的产生+未极

42、化未极化6.3.4 离子的极化离子的极化 在外电场作用下，离子中正负电荷中心发生在外电场作用下，离子中正负电荷中心发生相对位移，产生诱导偶极的景象叫做离子的极化相对位移，产生诱导偶极的景象叫做离子的极化+相互极化相互极化在电场中在电场中离子极化的结果：偶极的产生使离子变形，正负离子的电子离子极化的结果：偶极的产生使离子变形，正负离子的电子云相互重叠，键的极性变小，离子键开场向共价键转变。云相互重叠，键的极性变小，离子键开场向共价键转变。+键的极性减弱键的极性减弱2. 离子的特征离子的特征 三个主要特征：电荷、半径、电子构型三个主要特征：电荷、半径、电子构型离子极化的强弱由离子的特征决议离子极化

43、的强弱由离子的特征决议3. 离子的极化力和变形性离子的极化力和变形性极化力：某离子使其它离子产生变形的才干。极化力：某离子使其它离子产生变形的才干。变形性：某离子被其它离子极化而变形的难易程度。变形性：某离子被其它离子极化而变形的难易程度。 离子的离子的电荷：荷：电荷越多，极化力越荷越多，极化力越强。 Al3+Mg2+Na+ 离子的半径：半径越小，极化力越离子的半径：半径越小，极化力越强。 Na+K+Rb+ 离子的离子的电子构型：子构型：917、18、182电子构型的极化力子构型的极化力强 8电子构型的极化力弱。子构型的极化力弱。 Na+ Ag+ 1离子的极化力离子的极化力离子的极化力和离子的

44、电荷、半径以及外层电子构型有关离子的极化力和离子的电荷、半径以及外层电子构型有关离子的半径：离子的半径： 半径越大，半径越大，变形性越形性越强。离子的离子的电荷：荷： 正正电荷越少或荷越少或负电荷越多，荷越多，变形性越形性越强。 O2-F-Na+ Mg2+ Al3+ Si4+ F-Cl- Br- I- 离子的离子的电子构型：子构型： 917、18、182电子构型的子构型的变形性形性强； 8电子构型的子构型的变形性弱。形性弱。2离子的变形性离子的变形性普通：普通： 对于阳离子，主要思索极化力；对于阳离子，主要思索极化力； 对于阴离子，主要思索变形性。对于阴离子，主要思索变形性。4. 离子极化对化

45、学键型的影响离子极化对化学键型的影响键的极性减弱键的极性减弱离子键离子键 共价键共价键 离子极化程度愈大，共价键成分愈多，离子键就逐离子极化程度愈大，共价键成分愈多，离子键就逐渐向共价键过渡渐向共价键过渡5. 离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响1晶型的转变晶型的转变 银的卤化物：银的卤化物：AgF、AgCl、AgBr、AgI Ag+离子具有离子具有18电子层构造，极化力和变形性都很大，电子层构造，极化力和变形性都很大，负离子从负离子从F-到到I-，离子半径依次增大，变形性依次增大，极，离子半径依次增大，变形性依次增大，极化作用依次增大，化学键由离子键逐渐向共价键转变。化作用依

46、次增大，化学键由离子键逐渐向共价键转变。AgF、 AgCl、 AgBr、 AgI典型典型离子晶体离子晶体过过 渡渡 晶晶 体体共价型共价型晶体晶体同一周期元素同一周期元素氯化物的熔点从左到右依次降低：化物的熔点从左到右依次降低：NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 从从Na+Si4+，离子半径依次减小，离子半径依次减小，电荷数依次增多，荷数依次增多，极化力依次加极化力依次加强，化学，化学键由离子由离子键逐逐渐向共价向共价键过渡。渡。 2化合物的溶解度化合物的溶解度AgF、AgCl、AgBr、AgI在水中的溶解度依次减小在水中的溶解度依次减小3晶体的熔点晶体的熔点键型的过渡引起晶体在水中

47、溶解度的改动键型的过渡引起晶体在水中溶解度的改动键型的改动使晶体的熔点发生变化键型的改动使晶体的熔点发生变化熔点：熔点：NaCl 801 AgCl(455)(4) 化合物的颜色化合物的颜色离子极化也导致离子晶体颜色加深离子极化也导致离子晶体颜色加深AgI黄黄又：又：Pb2+ 、Hg2+ 、I PbI2金黄色金黄色HgI2 橙红色橙红色AgCl白白AgBr淡黄淡黄6.4 6.4 晶体构造晶体构造固体固体晶体晶体非晶体无定型体非晶体无定型体晶体：由原子、离子、分子等根本微粒在空间晶体：由原子、离子、分子等根本微粒在空间按一定规那么按一定规那么 周期性陈列所构成的固体物质。周期性陈列所构成的固体物质

48、。 如矿石、金属、某些固体盐类。如矿石、金属、某些固体盐类。 无定形体：由微粒在空间不规那么陈列所构无定形体：由微粒在空间不规那么陈列所构成的固体物质。成的固体物质。 如玻璃、松香、石蜡。如玻璃、松香、石蜡。1. 晶体有一定的几何外形。如晶体有一定的几何外形。如NaCl晶体是立方形的。晶体是立方形的。2. 晶体有固定的熔点。无定形体只需晶体有固定的熔点。无定形体只需软化温度范化温度范围。3. 晶体是各向异性的。无定形体各向同性。晶体是各向异性的。无定形体各向同性。 6.4.1 晶体的特征晶体的特征晶格：将晶体中的微粒晶格：将晶体中的微粒笼统成几何点之后所构成的几成几何点之后所构成的几何何图形。

49、形。晶格晶格结点：晶格中微粒所占据的点。点：晶格中微粒所占据的点。晶格种晶格种类： 共有共有14种，种，分分为7个晶个晶系。系。 自然界中的晶体种自然界中的晶体种类繁多，繁多，14种晶格能囊括一切晶体种晶格能囊括一切晶体中微粒的中微粒的陈列方式列方式吗？ 布拉布拉维经研研讨证明，不明，不论是什么微粒，只需按一定是什么微粒，只需按一定规律在空律在空间做周期性做周期性陈列，其列，其陈列方式就只能是上述列方式就只能是上述14种方种方式之一。也就是式之一。也就是说，假，假设不思索构成晶体的不思索构成晶体的详细微粒是什微粒是什么，只思索微粒的么，只思索微粒的陈列方式，自然界中千列方式，自然界中千变万化的

50、万化的实践晶践晶体只能分成体只能分成14类。 晶体按其微粒晶体按其微粒间作用力的不同分作用力的不同分为： 离子晶体离子离子晶体离子键 分子晶体范德分子晶体范德华力，力，氢键 原子晶体共价原子晶体共价键 金属晶体金属金属晶体金属键离子晶体：由正、负离子经过离子键结合而成的晶体。离子晶体：由正、负离子经过离子键结合而成的晶体。6.4.2 离子晶体离子晶体离子晶体中晶格离子晶体中晶格结点上点上陈列的是正、列的是正、负离子；离子；离子晶体中不存在离子晶体中不存在单个分子；个分子；离子晶体普通熔点高、硬度大，但延展性差；离子晶体普通熔点高、硬度大，但延展性差； 离子晶体易溶于极性溶离子晶体易溶于极性溶剂

51、中，水溶液和熔化形状能中，水溶液和熔化形状能导电；离子晶体中，离子半径越小，离子晶体中，离子半径越小，电荷数越高，那么熔点越高，荷数越高，那么熔点越高，硬硬 度越大。如：度越大。如： CaO NaF， NaCl KCl (1887) (1266) (1074) (1041) K 这一熔点和硬度一熔点和硬度变化化规律，只适用于离子型化合物。律，只适用于离子型化合物。 分子晶体中晶格分子晶体中晶格结点上点上陈列的是分子；列的是分子； 分子晶体普通熔点低、分子晶体普通熔点低、 硬度小、易硬度小、易挥发； 分子晶体不分子晶体不导电极性极性较强的分子晶体的水溶液可的分子晶体的水溶液可 导电，如，如HCl

52、水溶液；水溶液； 6.4.3 分子晶体分子晶体分子晶体：由分子经过分子间力含氢键结合而成分子晶体：由分子经过分子间力含氢键结合而成 的晶体。的晶体。CO2晶体晶体原子晶体：由原子原子晶体：由原子经过共价共价键结合而成的晶体。合而成的晶体。 原子晶体种原子晶体种类很少：金很少：金刚石、石英石、石英(SiO2)、SiC、单晶晶Si、单晶晶Ge、灰、灰Sn、GaAs、B4C、BN。共。共9种种 6.4.4 原子晶体原子晶体金金刚刚石石石英石英金刚砂 原子晶体中晶格原子晶体中晶格结点上点上陈列的是原子；列的是原子； 原子晶体中也不存在原子晶体中也不存在单个分子；个分子； 原子晶体都具有很高的熔点和硬度

53、，但延展性差；原子晶体都具有很高的熔点和硬度，但延展性差； 原子晶体很原子晶体很难溶解，熔化溶解，熔化时也不也不导电。 金金刚石：硬度石：硬度10，熔点，熔点3550； 石石 英：英：SiO2，不吸收紫外，不吸收紫外线； 碳化硅：碳化硅：SiC，金，金刚砂，制造磨料。砂，制造磨料。 金属金属键：由金属原子、金属正离子和自在：由金属原子、金属正离子和自在电子所形子所形 成的化学成的化学键。6.4.5 金属晶体金属晶体金属晶体：由金属原子和金属正离子经过金属键结合金属晶体：由金属原子和金属正离子经过金属键结合 而成的晶体。而成的晶体。由多个原子共有一些流由多个原子共有一些流动的自在的自在电子，子，

54、金属原子和离子沉浸在金属原子和离子沉浸在电子的海洋中子的海洋中. .金属金属键实际以以为：金属晶体中存在金属原子、金：金属晶体中存在金属原子、金 属正离子和自在属正离子和自在电子，自在子，自在电 子在整个晶体中运子在整个晶体中运动。 自在电子相当于金属晶体中的粘合剂。金属键可以看成是“改性共价键或“离域共价键。 金属晶体中晶格金属晶体中晶格结点上点上陈列的是金属原子和金属正离子；列的是金属原子和金属正离子； 金属晶体中不存在独立的分子；金属晶体中不存在独立的分子； 金属晶体熔点普通金属晶体熔点普通较高，硬度普通高，硬度普通较大；大； Cr:硬度最大的金属硬度最大的金属9； W：熔点最高的金属：

55、熔点最高的金属3413K 金属晶体金属晶体导电、导热性好；性好；(由于自在由于自在电子的存在子的存在) 金属晶体延展性好，适宜于机械加工；金属晶体延展性好，适宜于机械加工；(与自在与自在电子的离域性子的离域性有关有关) 金属晶体中自在金属晶体中自在电子数越多，金属子数越多，金属键的的强度越大，熔点越高，度越大，熔点越高，硬度越大。硬度越大。 金属的性质金属的性质密度大密度大 金属光金属光泽 导热 可加工性可加工性 导电性性 有一些晶体界于两种有一些晶体界于两种类型之型之间 混合型晶体。混合型晶体。 普通有普通有链状或状或层状构造，状构造，即即链内和内和链间、层内和内和层间粒粒子的作用力不同。子

56、的作用力不同。 石墨：石墨：层内共价内共价键， 层间分子分子间力；力； 石棉：石棉：链内共价内共价键， 链间离子离子键。石墨构造表示图石墨构造表示图6.4.6 混合型晶体混合型晶体晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体晶格结点上微粒晶格结点上微粒正、负离子正、负离子原子原子分子分子原子和离子原子和离子微粒间作用力微粒间作用力离子键离子键共价键共价键范德华力范德华力氢键氢键金属键金属键熔、沸点熔、沸点较高较高高高低低普通较高普通较高硬度硬度较大较大大大小小普通较大普通较大延展性延展性差差差差差差好好导电性导电性水溶液或熔融水溶液或熔融态导电态导电非导体非导体半导体半导体非导体非导体良导体良导体溶解性溶解性易溶于极性溶易溶于极性溶剂剂不溶性不溶性由分子极性由分子极性决议决议不溶性不溶性举例举例NaCl、BaOSiC、SiO2CO2、H2OCu、Fe晶体的根本晶体的根本类型和性型和性质对比比