分子結(jié)構(gòu)總結(jié).ppt

1、、Chapter 6: Molecular Structure，第6章分子結(jié)構(gòu)，1 .把握價(jià)鍵理論的內(nèi)容。 用價(jià)鍵理論說明共價(jià)鍵的特征，用價(jià)電子對(duì)相互排斥理論和混合軌道理論說明簡(jiǎn)單的分子結(jié)構(gòu)。 2 .認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的本質(zhì)把握離子鍵的形成及其特征、離子的特征、離子極化的概念。 3 .初步認(rèn)識(shí)分子軌道，掌握第二周期元素的分子軌道特征。 4 .認(rèn)識(shí)分子間作用力和氫鍵的本質(zhì)，用它來說明對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。 在本章的教學(xué)要求中，研究分子結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容是研究原子如何與分子結(jié)合，即化學(xué)鍵問題。 像化學(xué)鍵一樣分為離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵，著重探討最初的兩者。 由于物質(zhì)的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，故介紹分子極性、磁性、氫鍵等

2、物質(zhì)的性質(zhì)。 前言、價(jià)鍵理論、第一節(jié)共價(jià)鍵理論、電負(fù)性差小的(Xp1.7)原子之間是如何結(jié)合的呢？在電負(fù)性差大的原子之間發(fā)生電子的移動(dòng)，形成正、負(fù)離子，在陰、陽(yáng)離子之間通過靜電作用形成離子鍵，構(gòu)成分子。 第一節(jié)共價(jià)鍵理論、序言、1916年路易斯提倡原子間共享電子對(duì)鍵的概念(八隅律)、路易斯說，為什么帶負(fù)電荷的兩個(gè)電子不排斥，反而相互成對(duì)？ 什么？Cl，Cl，n，n，ClCl，NN，序言，一，價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法1 .共價(jià)鍵的本質(zhì)是，當(dāng)兩個(gè)原子接近時(shí)，例如，兩個(gè)電子向相反方向自旋，在達(dá)到平衡距離之前原子相互吸引，系能量距離的縮小能量原子軌道有效重疊，電子在兩核之間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，即電子云

3、密度增大，該電子云增強(qiáng)了電子云對(duì)兩核的吸引力即電荷橋。 節(jié)面，H2分子的整體電子云圖，一價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法，有電子云密度增大，共價(jià)鍵的定義的自旋方向相反的單電子對(duì)，原子軌道產(chǎn)生空間上最大可能的重疊，增強(qiáng)兩核間的電子云的密度。 2 .穩(wěn)定共價(jià)鍵的形成條件，1 )只有在電子配對(duì)原則：自旋方向相反的單電子相互接近的情況下，才可形成穩(wěn)定共價(jià)鍵。 2 )最大重疊原則：鍵電子的原子軌道重疊越多，兩核間的電子概率密度越高，所形成的共價(jià)鍵越牢固。一價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法、3 .共價(jià)鍵的特征、a .飽和性、不成為基態(tài)原子對(duì)的電子數(shù)是一定的，所以它能夠形成的共價(jià)鍵數(shù)也是一定的。 例如： N :

4、 1S22S22P3，n :3個(gè)單電子，NH3分子的結(jié)合過程，一價(jià)結(jié)合理論(電子對(duì)理論) VB法，3 .共價(jià)結(jié)合的特征： b .除了定向s原子軌道外，其馀的p、d、f原子軌道在空間上有一定的取向，要形成共價(jià)鍵必須盡量達(dá)到原子軌道的最大重疊，這些軌道只有沿著一定的方向才能發(fā)生最大的重疊。原子軌道角度分布圖、s、電子云角度分布圖、原子軌道的方向性、4 .共價(jià)鍵的類型：鍵，鍵：能夠形成共價(jià)鍵的原子軌道為ss、spx、pxpx，特征：鍵方式為“沿鍵行走”一、價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法、鍵的形成、一、價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法、s軌道和s軌道形成鍵、一、價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論)、鍵：可以形成共價(jià)鍵

5、的原子軌道，pypy、pzpz、一、價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法、 4 .共價(jià)鍵的類型3360鍵，一、價(jià)鍵理論(電子對(duì)理論) VB法，鍵3360能夠形成共價(jià)鍵的原子軌道： pypy、pzpz、4 .共價(jià)鍵的類型：鍵，授課小價(jià)鍵理論簡(jiǎn)單地描述了共價(jià)鍵的鍵本質(zhì)和：自旋方向相反的單電子對(duì)這樣形成的共價(jià)鍵具有方向性和飽和性的特征。 根據(jù)原子軌道的重疊方式，分為鍵、鍵。 結(jié)合方式是“沿著鑰匙行走，對(duì)齊頭部”的方式軌道重疊，軌道的重疊成分多，因此結(jié)合穩(wěn)定的結(jié)合方式是“并肩”的方式軌道重疊，因此結(jié)合不穩(wěn)定，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)優(yōu)先切斷的是結(jié)合。 用價(jià)鍵理論明確n-2的鍵情況。 n、n、隨堂練習(xí)：混合軌道理論、第

6、一節(jié)共價(jià)鍵理論、混合軌道理論是價(jià)鍵理論的一部分，是價(jià)鍵理論的發(fā)展和補(bǔ)充。 這是在價(jià)鍵理論無法解釋的分子的空間配置、穩(wěn)定性問題時(shí)形成的理論。 第二節(jié)：共價(jià)鍵理論、二、混合軌道理論、序言、c33601s2s2s2px12py1、Question，有四個(gè)完全等效的共價(jià)鍵，空間構(gòu)型為正四面體，鍵角為10928。 為什么甲烷能形成4個(gè)同等的共價(jià)鍵？ 空間配置是正四面體嗎？ 根據(jù)共價(jià)鍵的初始理論，碳原子只能與兩個(gè)h形成共價(jià)鍵，鍵角為90度。 但實(shí)際上甲烷分子的結(jié)構(gòu)是、1 .混合軌道理論的基本要點(diǎn)，(1)原子結(jié)合成分子時(shí)，中心原子能量接近的原子軌道在形成化學(xué)鍵的過程中重構(gòu)成新軌道，這一過程稱為軌道的混合，新

7、軌道稱為混合軌道。 (線性組合)，(2)混合軌道的數(shù)量等于參與混合的原子軌道的數(shù)量(遵循原則)，二，混合軌道理論，(3)混合軌道在空間延伸的方向上盡可能地取最大的夾角，一般取對(duì)稱形，這種排斥力最小，形成的分子體穩(wěn)定的1 .混合軌道理論的基本要點(diǎn)是，(3)混合軌道理論混合軌道的外形與原子軌道不同，其一端肥大，其結(jié)合能力比原子軌道的結(jié)合能強(qiáng)，形成的分子也更穩(wěn)定。 二、混合軌道理論、1 .混合軌道理論的基點(diǎn)、二、混合軌道理論、混合軌道理論的中心點(diǎn)、混合軌道、結(jié)果，當(dāng)然有利于結(jié)合。 2 .混合軌道的類型、sp混合、sp2混合、sp3混合、混合所涉及的原子軌道的類型和數(shù)量不同，將形成不同類型的混合軌道。

8、常見的混合軌道類型有：二、混合軌道理論、BeCl2的混合軌道、Be原子軌道的sp等性復(fù)雜化過程、2 px2py2py2pzsp復(fù)雜化軌道2P 2S 1S、二，關(guān)鍵是多少，HCCH、隨堂練習(xí)：BF3的混合軌道、 b原子軌道的sp2等同性雜化過程、2 px2py2pz2pzsp 2雜化軌道2P 2S 1S、二、雜化軌道理論、2 px2py2pz2pz sp3雜化軌道2P 2S 1S、碳原子軌道的sp 3等同性異質(zhì)化過程、基態(tài)激發(fā)態(tài)雜化狀態(tài)，為什么甲烷能形成4個(gè)等效的共價(jià)鍵FLASH動(dòng)畫、甲烷的混合軌道、二、混合軌道理論、sp3等性混合、NH3的混合軌道、sp3混合、NH3中n原子取sp3不等性混合

9、、Hybrid orbital、的H2O中的o原子取sp3不等性混合、Valence bond pictures of H2O H2O混合軌道、二、混合軌道理論、sp3不等性混合、H2O混合軌道的形成、FLASH動(dòng)畫、二中心原子c采用sp2混合，每個(gè)c原子的兩個(gè)sp2混合軌道和配原子h形成兩個(gè)鍵，其馀的另一個(gè)sp2混合軌道相互形成一個(gè)鍵，不參與混合的原子軌道肩負(fù)另一個(gè)鍵分子配置： 6個(gè)鍵原子在一個(gè)平面上，鍵角為120。 乙炔，2 .應(yīng)用現(xiàn)代價(jià)鍵理論合理說明乙炔的鍵合情況。 有幾個(gè)鍵，有幾個(gè)鍵，HCCH，隨堂練習(xí)：3 .試著說明混合軌道理論下面的問題：(1) NH3，H2O的結(jié)合角為什么比CH4

10、小？ CO2的關(guān)鍵角為什么是180？ 乙烯為什么取120的鍵角？ (2)sp2和sp的混合軌道中是否也存在不均勻的混合分別舉出一個(gè)例子如SO2和CO、隨堂練習(xí)：授課堂小結(jié)混合軌道理論是價(jià)結(jié)合理論的一部分，是價(jià)結(jié)合理論的發(fā)展補(bǔ)充。 成功地說明了用價(jià)鍵理論無法說明的分子配置、穩(wěn)定性的問題。 混合并不是實(shí)際的過程，而是基于數(shù)學(xué)理想建模思想基于量子力學(xué)假設(shè)的理論。 混合不僅提高了軌道的耦合能力，而且使混合軌道的空間分布更為適當(dāng)，降低了耦合電子間的排斥作用，有利于系統(tǒng)能量的降低。 所以必須設(shè)想原子軌道在結(jié)合時(shí)混合的原因。 價(jià)層電子對(duì)互斥理論、第一節(jié)共價(jià)鍵理論、三價(jià)層電子對(duì)互斥理論，1940年Sidgwi

11、ch N .和Powell H .提出了價(jià)層電子對(duì)互斥理論，預(yù)言主族元素對(duì)多原子分子空間構(gòu)型取得了驚人的成功。 用混合理論可以合理解釋分子空間構(gòu)型，但首先需要了解分子構(gòu)型。 那么，如何預(yù)言分子的幾何構(gòu)型呢？ 第一節(jié)：共價(jià)鍵理論、前言、確定分子構(gòu)型的原則、在AXm型多原子分子或離子中，分子的幾何構(gòu)型主要取決于中心原子a的價(jià)層電子對(duì)數(shù)的互斥情況：價(jià)層電子對(duì)之間盡可能遠(yuǎn)離，靜電互斥小，采取對(duì)稱性最佳的構(gòu)型。三、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、(1)理論基本要點(diǎn)，2 .價(jià)層電子對(duì)應(yīng)排斥力盡可能地遠(yuǎn)離最小。 LP-LP LP-BP BP-BP，1 .分子或離子的空間構(gòu)型與中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)有關(guān)。 3 .從VP和

12、LP的數(shù)量可以推斷分子的空間配置。三、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、(二)分子形狀的確定方法、a .由中心原子供給的電子數(shù)：鹵素： 7價(jià)電子氧族： 6價(jià)電子。 b .配體供給的電子數(shù)：氫、鹵素： 1電子氧族：不供給電子。 c .離子時(shí)：根據(jù)電荷加上或減去電子數(shù)。 1 .價(jià)層電子對(duì)數(shù)，三，價(jià)層電子對(duì)互斥理論，2 .價(jià)層電子對(duì)的最佳配置理想配置的確定，能確定分子的空間配置嗎？ (2)分子形狀的確定方法、三價(jià)層電子對(duì)相互排斥理論、三價(jià)層電子對(duì)相互排斥理論、三價(jià)層電子對(duì)分子離子的空間配置的確定方法、(2)分子形狀的確定方法、三價(jià)層電子對(duì)相互排斥理論、中心離子周邊的價(jià)層電子對(duì)包含兩種，因此，首先考慮孤電子對(duì)的最佳

13、位置，最后確定分子的空間配置， 電子對(duì)相互排斥力的大?。汗聦?duì)電子之間的孤對(duì)電子與結(jié)合電子之間，提示：考慮具有最小數(shù)90度角度的孤排斥的配置。 3 .確定分子、離子的空間配置；(2)確定分子形狀的方法；(3)因?yàn)閮r(jià)層電子對(duì)互斥理論，首先考慮孤電子對(duì)的最佳位置，最后確定分子的空間配置，用VSEPR法判斷ICl4-，平面四邊形，90度的孤立夾角： 0個(gè)，課題，斥力最小，結(jié)合電子對(duì)： 4孤立理想的配置方式是正的f原子的未對(duì)電子數(shù)為1 .中心原子價(jià)電子對(duì)的總數(shù)和孤立對(duì)數(shù)分別為：(價(jià)層電子對(duì)的總數(shù))=(84)/2=6(孤立電子對(duì)的數(shù))=64=2，使用VSEPR法進(jìn)行XeF4分子的、課例問題、(價(jià)層電子對(duì)總數(shù))=(73)/2=5(孤立電子教學(xué)練習(xí)、分子軌道理論、第二節(jié)共價(jià)鍵理論、價(jià)鍵理論有明確的鍵的概念，雖然可以提供一些鍵的性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)的直觀形象，但是一些問題的解釋很難：氫分子離子單電子鍵的存在、氧分子的順磁性等。 因此，價(jià)鍵理論成立不久，洪特和密立肯又提出了分子軌道理論。 四、分子軌道理論mo法、序言、Question、疑問、氫分子離子是如何形成的，能級(jí)、反鍵、鍵、h、h、系能量下降、穩(wěn)定性增強(qiáng)、前言、1S、1 .分子中的電子在分子范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，各電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用分子軌道波函數(shù)記述2表示電子在(分子)空