第九章分子结构1.ppt
《第九章分子结构1.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第九章分子结构1.ppt(92页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第九章 分子结构,9.1价键理论(valence bond theory)-VB法,9.2价层电子对互斥理论,9.3分子轨道理论(molecular orbital theory)-MO法,9.4键参数,化学键:分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。,共价键理论:,Lewis理论(1916年) 价键理论(1927年, 1930年) 杂化轨道理论(1931年) 价层电子对互斥理论(1940年) 分子轨道理论(20世纪20年代末),化学键种类:共价键、离子键、金属键。,9.1 价键理论,共价键的本质与特点,共价键的键型,杂化轨道,9.1 Lewis理论,电子配对理论共用电子对成键。,违
2、背八隅体规则的例子:BF3,PCl5,SF6等。, Lewis结构式, 八隅体规则,HH,1. 共价键的本质与特点,1.1 量子力学处理H2分子的结果 Heitler和London在用量子力学处理H2分子形成过程中,得到H2分子能量E和核间距R的关系曲线。如图所示:,Heitler和London用量子力学处理H2分子 的形成过程,得到 ER关系曲线。,9.2.1 共价键的形成和本质,基态,排斥态, 价键理论继承了Lewis共用电子对的概念。 以量子力学为基础。 揭示了共价键的本质原子轨道重叠,原子核间电子概率密度大吸引原子核而成键。,1.2 价键理论基本要点与共价键的特点,价键理论(VB法):
3、 形成共价键时键合原子双方各提供自旋方式相反的未成对价电子用以成对。 A、B两个原子各提供两个或三个未成对电子,且自旋方向相反,则A、B两个原子可形成双键或叁键。 当A、B两个原子的电子配对后,不可能与第三个原子的电子配对成键。(饱和性) 成键双方的原子轨道尽可能最大程度地重叠。(角度性),共价键特点:,饱和性:一个原子能有几个未成对的电子,便可与其他原子的几个自旋相反的未成对电子配对成键。 方向性:两个原子间形成共价键时往往只能沿着一定的方向结合。即有一定的角度性。,返回,2增加,2减少,2不增加 2不减少 不成键,1. 基本要点:,未成对价电子自旋方向相反; 对称性一致,原子轨道最大程度重
4、叠。,2. 特点:,方向性,饱和性,总结 1 : 价键理论的基本要点 与共价键的特点,Heitler和London用量子力学处理H2分子 的形成过程,得到 ER关系曲线。,总结 2 : 共价键的形成和本质,2. 共价键的键型根据重叠方式不同,可有:,键:头碰头,沿核间联线方向进行同号重叠。重叠部分 沿键轴呈园柱型对称分布 ss轨道成键:,sp轨道成键:,pp轨道成键:,键:肩并肩,两原子轨道垂直核间联线,并且互相平行进行重叠。重叠部分呈镜面反对称分布(在镜面两边的波函数符号相反),和键的性质:,1 键形成时的能量最低,所以,比 键形成容易。一个双键形成时,先形成键,后形成 键。(顺序性) 2键
5、的轨道重叠比 键重叠程度大,比 键牢固。 键较容易断开,化学性质活泼,一般与键共存于双、三键中。(稳定性) 3在主量子数相同的原子轨道中,p轨道沿键轴方向重叠较s轨道大,故p-p键形成的键较s-s形成的键牢固。 4. 多重双键中只有一个键,其它的为 键。 (类型),3. 配位键 形成条件:成键原子一方有孤对电子, 另一方有空轨道。,O,C,例:,返回,9.3.1 杂化轨道的概念,9.3.2 杂化轨道的类型,9.3 杂化轨道理论,问题的提出: 价键理论的优势(共价键的方向性、饱和性) 分子构型解释问题 多原子分子的结合,3.杂化轨道(hybrid orbital),理论要点: 成健过程中,同一个
6、原子中几个能量相近的不同类型原子轨道可进行线性组合重新分配能量和确定空间方向,组成数目相等的新的原子轨道,此过程称杂化(hybridization),新轨道称杂化轨道. 2. 杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前的大得多,更有利于轨道最大程度重叠. 3. 杂化轨道之间在空间取最大夹角分布,使相互间排斥能最小,形成的健较稳定.,3.杂化轨道(hybrid orbital),sp3杂化 sp2杂化 sp杂化 不等性杂化,(1) sp型杂化,CH4:(sp3杂化),SP3杂化: 参与杂化轨道的数目:1-S;3-P 形成杂化轨道的数目: 4 四个杂化轨道组成形状:正四面体 杂化轨道形状:,BF3
7、:(sp2)杂化,SP2杂化: 参与杂化轨道的数目:1-S;2-P 形成杂化轨道的数目: 3 杂化轨道组成形状:平面三角型,BeCl2:(sp杂化),SP杂化: 参与杂化轨道的数目:1-S;1-P 形成杂化轨道的数目: 2 杂化轨道组成形状:直线型,s轨道,p轨道,sp杂化轨道,sp杂化轨道在空间取向,BeCl2分子 用杂化轨道 成键。,sp型杂化轨道的夹角公式:,式中:为杂化轨道之间的夹角, 为杂化轨道中含s轨道的成分。 例如:BeCl2分子,2. spd型杂化, sp3d杂化,PCl5(g)的几何构型为三角双锥。,P: 3s23p3, sp3d2杂化,SF6的几何构型为八面体。,S: 3s
8、23p4,按杂化后形成的几个杂化轨道的能量是否相同,轨道的杂化可分为等性杂化和不等性杂化。 1 等性杂化. 杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的比例相等,能量完全相同equivalent hybridization 2 不等性杂化. 杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的比例不相等,能量不完全相同nonequivalent hybridization,NH3:(不等性杂化),返回,一对孤对电子占据的杂化轨道能量较低,含更多的s成分。,H2O:几何构型为V型。,O: 2s22p4,两个杂化轨道能量较低,被两对孤对电子占据。,sp3不等性杂化,小结:杂化轨道的类型与分子的空间构型,中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第九 分子结构
链接地址:https://www.31doc.com/p-2095180.html