大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件分子結(jié)構(gòu)

大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件-分子結(jié)構(gòu)歡迎來到大學(xué)無機(jī)化學(xué)課程的分子結(jié)構(gòu)部分。本課件將深入探討原子和分子的基本構(gòu)成，以及它們?nèi)绾斡绊懟瘜W(xué)性質(zhì)和反應(yīng)。by原子結(jié)構(gòu)的三個(gè)基本假說1原子是物質(zhì)的基本單位所有物質(zhì)都由原子構(gòu)成，它們是化學(xué)反應(yīng)中不可分割的最小粒子。2原子由核心和電子組成原子核位于中心，帶正電荷；電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電荷。3原子在化學(xué)反應(yīng)中保持不變化學(xué)反應(yīng)只涉及電子的重新排列，原子核保持不變。電子云模型與電子層次劃分電子云模型描述電子在原子中的分布。電子不是固定軌道，而是形成概率分布的"云"。電子層次劃分主量子數(shù)n定義電子層。n=1,2,3,4分別對(duì)應(yīng)K,L,M,N殼層。每層可容納2n2個(gè)電子。范德華半徑與原子尺寸范德華半徑定義兩個(gè)相同非鍵合原子核間距離的一半。表示原子的實(shí)際大小。周期性變化同一周期從左到右減小，同一族從上到下增大。影響因素核電荷、電子數(shù)、電子層數(shù)共同決定原子尺寸。離子鍵與離子半徑陽(yáng)離子失去電子，半徑比原子小。陰離子得到電子，半徑比原子大。離子鍵陰陽(yáng)離子間的靜電引力。金屬鍵與金屬導(dǎo)電性1金屬鍵形成金屬原子失去外層電子，形成正離子和自由電子。2電子海模型正離子浸沒在自由電子形成的"電子海"中。3導(dǎo)電性解釋自由電子在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，產(chǎn)生電流。共價(jià)鍵與鍵長(zhǎng)鍵能共價(jià)鍵形成原子間共享電子對(duì)。鍵長(zhǎng)共價(jià)鍵中原子核間距離。鍵能斷裂1摩爾共價(jià)鍵所需能量。極性共價(jià)鍵與偶極矩1電負(fù)性差異2電子云偏移3產(chǎn)生偶極矩4極性共價(jià)鍵形成偶極矩大小反映鍵的極性程度。單位為德拜（D）。分子幾何與分子極性分子幾何構(gòu)型由分子中原子的空間排列決定。常見構(gòu)型包括線型、平面三角形、四面體等。分子極性由鍵極性和分子幾何共同決定。對(duì)稱分子可能是非極性的，即使含有極性鍵。洛克-霍夫曼規(guī)則與雜化軌道電子對(duì)排斥理論價(jià)層電子對(duì)相互排斥，盡量遠(yuǎn)離。雜化軌道形成原子軌道重疊，形成新的雜化軌道。分子幾何預(yù)測(cè)根據(jù)雜化類型預(yù)測(cè)分子形狀。亞穩(wěn)體系與雜化軌道方向1基態(tài)原子2電子躍遷3亞穩(wěn)態(tài)形成4雜化軌道產(chǎn)生亞穩(wěn)態(tài)允許原子形成不同方向的雜化軌道，增加化學(xué)鍵形成的可能性。軌道雜化形式及其特點(diǎn)sp雜化兩個(gè)雜化軌道，180°夾角。sp2雜化三個(gè)雜化軌道，120°夾角。sp3雜化四個(gè)雜化軌道，109.5°夾角。碳元素的雜化形式sp雜化如乙炔分子中的碳原子。形成一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。sp2雜化如乙烯分子中的碳原子。形成三個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵。sp3雜化如甲烷分子中的碳原子。形成四個(gè)σ鍵。飽和烴的分子結(jié)構(gòu)烷烴碳原子全部sp3雜化。C-C和C-H都是單鍵。構(gòu)型為四面體。環(huán)烷烴碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。小環(huán)有張力，大環(huán)較穩(wěn)定。不飽和烴的分子結(jié)構(gòu)烯烴含有C=C雙鍵。sp2雜化。平面結(jié)構(gòu)。炔烴含有C≡C三鍵。sp雜化。線性結(jié)構(gòu)。共軛二烯烴交替單雙鍵。π電子離域。芳香烴的分子結(jié)構(gòu)苯環(huán)結(jié)構(gòu)六個(gè)碳原子形成平面正六邊形。sp2雜化每個(gè)碳原子都是sp2雜化。離域π鍵六個(gè)π電子在整個(gè)環(huán)上離域。鹵代烴的分子結(jié)構(gòu)sp3雜化烷基鹵代烴中，碳原子保持sp3雜化。C-X鍵極性較強(qiáng)。sp2雜化烯基或芳基鹵代烴中，碳原子可能是sp2雜化。影響反應(yīng)活性。醇、醚、酯的分子結(jié)構(gòu)醇R-OH。氧原子sp3雜化。醚R-O-R。氧原子sp3雜化。酯R-COO-R。羰基碳sp2雜化。酮、醛的分子結(jié)構(gòu)酮R-CO-R。羰基碳sp2雜化。平面結(jié)構(gòu)。C=O鍵極性強(qiáng)。醛R-CHO。與酮類似，但一個(gè)R被H替代。更易被氧化。羧酸與其衍生物的分子結(jié)構(gòu)羧酸R-COOH。羰基碳sp2雜化?？尚纬蓺滏I。酰氯R-COCl。高反應(yīng)活性。酰胺R-CONH??？尚纬蓺滏I。胺類化合物的分子結(jié)構(gòu)1傘狀結(jié)構(gòu)2氮原子sp3雜化3孤對(duì)電子4堿性胺類化合物中，氮原子呈sp3雜化，具有一對(duì)孤對(duì)電子，表現(xiàn)出堿性。雜環(huán)化合物的分子結(jié)構(gòu)五元環(huán)如吡咯，呋喃。含有一個(gè)雜原子。六元環(huán)如吡啶。氮原子替代苯環(huán)中的一個(gè)碳原子。稠環(huán)如嘌呤，嘧啶。生物分子中常見。生命有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)核酸DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。堿基配對(duì)，磷酸骨架。蛋白質(zhì)氨基酸序列。二級(jí)結(jié)構(gòu)包括α螺旋和β折疊。糖類單糖如葡萄糖。多糖如淀粉、纖維素。金屬元素的電子構(gòu)型1s區(qū)金屬最外層為s電子。如鈉、鎂。2p區(qū)金屬最外層為p電子。如鋁、錫。3d區(qū)金屬d軌道未滿。如鐵、銅。元素周期表與原子半徑變化周期趨勢(shì)同一周期從左到右，原子半徑減小。族趨勢(shì)同一族從上到下，原子半徑增大。原因分析核電荷和電子層數(shù)共同影響。離子化半徑與配位數(shù)離子化半徑陽(yáng)離子半徑小于原子。陰離子半徑大于原子。與電荷數(shù)相關(guān)。配位數(shù)影響配位數(shù)增加，離子半徑增大。影響晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。離子鍵與離子化合物性質(zhì)高熔點(diǎn)沸點(diǎn)離子間靜電引力強(qiáng)。導(dǎo)電性熔融狀態(tài)或水溶液中能導(dǎo)電。溶解性多數(shù)易溶于水，難溶于非極性溶劑。共價(jià)鍵與共價(jià)化合物性質(zhì)低熔點(diǎn)沸點(diǎn)分子間作用力較弱。導(dǎo)電性通常不導(dǎo)電，某些可在特定條件下導(dǎo)電。溶解性極性共價(jià)化合物溶于極性溶劑，非極性溶于非極性溶劑。金屬鍵與金屬化合物性質(zhì)導(dǎo)電性自由電子使金屬具有良好導(dǎo)電性。導(dǎo)熱性自由電子也使金屬導(dǎo)熱性良好。延展性金屬鍵無方向性，使金屬具有良好延展性。氫鍵與分子間作用力1范德華力2偶極-偶極作用3氫鍵4離子-偶極作用