化学键-2.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 三,章 化学键,1/66,化学键,是指两个相邻原子之间强烈相互作用力。,化学键,离子键,共价键,金属键,2/66,离子键：,正、负离子之间,强烈静电作用力。,Na,-,e,-,Na,+,Cl+e,-,Cl,-,Na,+,Cl,-,3.1,离子键和离子化合物,离子化合物：,由离子键结合而形成化合物。,3/66,电负性差异越大原子间越轻易形成离子化合物。,(,1.7),离子键特点：,没有方向性和饱和性。,晶格能越大，晶体熔点越高，硬度也越大。,晶格能：,1mol,离子晶体解离成自由气态离子所吸收能量。,离子键强度可用,晶格能,大小来衡量。,4/66,3.2,共价键和共价化合物,共价键理论,经典,Lewis,八隅体规则,价键理论,杂化轨道理论,3.2.1,经典,Lewis,八隅体规则,5/66,3.2.2,价键理论,价键理论,，,其关键点：,成键原子未成对电子,自旋相反,；,最大重合,原理：成键原子原子轨道重合程度（面积）越大，键越牢。,6/66,2,）共价键特点,（1）饱和性,一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反电子配对成键，这就是共价键“,饱和性,”。,7/66,（2）方向性,除,s,轨道外，,p、d,等轨道都 有一定空间 取向，所以,共价键含有方向性。,8/66,（1）,键：,原子轨道沿核间联线方向进行同号重合(,头碰头,)。,3,）共价键类型,9/66,原子轨道重合程度大，,键牢靠；,重合区电子云以键轴为对称轴，呈圆柱形对称分布；,同号部分重合才成键。,键特点,10/66,（2）,键：,两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重合(,肩并肩,)。,11/66,轨道重合程度小，,键没有,键牢靠，易断裂,;,键化合物，化学活泼性高。,键特点,12/66,杂化轨道,在,同一原子,中，,能量相近,不一样类型几个原 子轨道在成键时，能够相互叠加重组，成为,相同数目、能量相等,新轨道，这种新轨道叫杂化轨道。,3.2.3,杂化轨道理论,1928,年,Pauling,提出,13/66,CH,4,空间构型为正四面体,C,：,2s,2,2p,2,1,）,sp,3,杂化,14/66,sp,3,15/66,四个,sp,3,杂化轨道,16/66,B：2s,2,2p,1,2）,sp,2,杂化,BF,3,空间构型为,平面正三角形,17/66,sp,2,sp,2,杂化,18/66,三个,sp,2,杂化轨道,19/66,Be：2s,2,3）,sp,杂化,BeH,2,空间构型为直线形,H,H,Be,sp,sp,杂化,Be,采取,sp,杂化,生成,BeH,2,20/66,两个,sp,杂化轨道,21/66,4）不等性,sp,3,杂化,-,NH,3,分子形成,NH,3,分子构型是三角锥型,22/66,不等性,sp,3,杂化,H,2,O,分子形成,所以，水分子构型是“,V,字型”。,23/66,sp,3,d,杂化,另外，还存在,d,轨道参加,s-p-d,杂化轨道。,24/66,sp,3,d,2,杂化,25/66,小结：杂化轨道类型与分子空间构型,中心原子,Be(A),B(A),C,Si,(A),N,P,(A),O,S,(A),Hg(B),直线形 正三角形 正四面体 三角锥,V,型,杂化轨道类型,s+p,s+,(3),p,s+,(2),p,s+,(3),p,参加杂化轨道,2,4,4,3,杂化轨道数,成键轨道夹角,分子空间构型,实例,26/66,正、负,电荷中心重合,分子是非极性分子,;,分子中有正电荷、负电荷。,正、负电荷中心不重合分子是极性分子。,1),分子极性,3.2.4 键极性和分子极性,分子极性强弱决定于正、负电荷中心,距离,和,电荷量,。,27/66,=,q,d,q,极上电荷；,d,偶极长度。,单位：,Cm,分子电偶极矩,=0,非极性分子,，分子极性,28/66,分子极性源于键极性,成键原子间电子云分布，这种分布依原子,电负性,来判断。,2,）键极性,非极性共价键：,由电负性相同两个原子形成共价键为非极性共价键；,极性共价键：,由电负性不一样两个原子形成共价键为极性共价键。,29/66,键极性是一个矢量,用从正极到负极箭头表示,30/66,极性键,组成分子：,双原子,分子：分子和键极性相一致；,多原子,分子：,分子空间结构对称，非极性分子；,分子空间结构不对称，极性分子。,非极性键,组成分子，必是,非,极性分子。,3,）分子极性和键极性,31/66,非极性分子,32/66,极性分子,33/66,3.3,共价键键能,键能:,在298,K（25,）和100,kPa,条件下,气态分子断开1,mol,化学键所需能量。,1,mol,CH,4,中有4,mol C,H,键,1,mol,H,2,O,中有2,mol O,H,键,不是直接测定值,是平均近似值,化学改变,热效应,起源于化学键改组时键能改变。,34/66,CH,4,+2,O,2,CO,2,+2,H,2,O,断开4,mol C,H,键需吸收能量为,4415kJ1660kJ,形成2,mol C,O,键放出能量为2798,kJ1596kJ,断开2,mol,OO,键需吸收能量为2498,kJ996kJ,形成,4mol O,H,键放出能量为4465,kJ1860kJ,比如:,按键能数据计算以下反应热效应,分析,35/66,解：,36/66,例：,由键能数据计算燃烧,1mol,液化气,C,4,H,10,时所释放出热量。反应方程式为：,2CH,3,-CH,2,-CH,2,-CH,3,+13O,2,8CO,2,+10H,2,O,C-C,C-H,H-O,O=O,C=O,331,415,465,498,798,键能数据（,kJmol,-1,）,37/66,3.4,配位键和配位化合物,1),组成,:,38/66,配合物定义：,由一个简单正离子和几个中性分子或负离子结合形成复杂离子叫,配位离子,含配离子化合物叫,配位化合物,。,Ag(NH,3,),2,+,银氨络离子,Cu(NH,3,),4,2+,SO,4,2,-,Cl,39/66,1),组成,:,Cu(NH,3,),4,2+,SO,4,2,-,配离子电荷,配位体数（,配位数,）,配位体,中心体（中心离子）,内 界,外界,内界即,配离子,；内、外界合称,配合物,。,3.4,配位键和配位化合物,40/66,配阳离子,：,Ag(NH,3,),2,+,相当于盐中正离子；,配离子又分：,中性配合物：,Fe(CO),5,。,配阴离子：,Fe(CN),6,3,-,相当于盐中负离子；,配位体：,与中心体结合离子或分子。,配位原子：,配体中向中心体提供电子正确原子。如,：,Cu(NH,3,),4,2,+,NH,3,-,配位体，,N-,配位原子,41/66,NH,3,NH,3,Ag(NH,3,),2,+,5,p,4,d,5,s,4,d,5,s,5,p,Ag,+,Ag(NH,3,),2,+,sp,杂化,配位键：,中心体与配位体之间化学键。,42/66,Cu(NH,3,),4,2+,3,d,3,d,4,s,4,p,3,d,4,s,3,d,d,s,p,2,杂,化,4,p,C,u,2,+,d,s,p,2,杂,化,态,:,3,d,8,4,p,1,C,u,2,+,激,发,态,:,3,d,8,4,p,1,C,u,2,+,基,态,:,3,d,9,C,u,基,态,:,3,d,1,0,4,s,1,N,s,p,3,杂,化,态,N,基,态,:,2,s,2,2,p,3,用,于,形,成,N,-,H,孤,对,电,子,2,s,2,p,43/66,在形成配位键时，共用电子对由配位体配位原子给予，中心体提供空轨道接收电子。,一方有孤对电子，是电子给体。,另一方有空轨道，是电子受体。,配位键含有,方向性,和,饱和性。,44/66,A,配位键与共价键异同点：,共同点,：配位键也靠共享电子对作用，也,属共价键范围,不一样点,：,a,.,配位体单独提供电子对,与中,心体成键。,用,表示,NH,3,AgNH,3,(,配位体,中心体,),b,.,配位体中必须有孤对电子,45/66,B,配位体特点,有未成键孤对电子,孤对电子,原子或离子外层未共用电子对。,例,NH,3,H N H,H,（,N,有一对未共用孤电子对）,46/66,C.,中心体特点,中心体普通是位于,d,区、,ds,区副族元素,47/66,硫酸四氨合铜,(II),六氟合铝,(III),酸钠,二氯二氨合铂,(II),常见配合物结构,48/66,金属（除,Hg,）普通是晶状固体，在金属晶体晶格结点上，排列着金属原子（或正离子），在离子与原子之间存在着金属原子上脱落下来电子。,3.5 金属键,自由电子,P,85,倒,L,9,在整个晶体中自由运动电子叫自由电子。,金属键,P,85,倒,L,8,原子与自由电子之间，产生没有方向性,“,胶合,”,作用力，称为金属键。,49/66,铁 银 镁,3.5 金属键,自由电子和金属原子间产生没有方向性,“,胶合,”,作用力，称为金属键。,50/66,金属键,没有,方向性,饱和性,金属原子价电子普通是,S,电子，电子云是球形对称，可在任何方向与邻近原子价电子云重合。,51/66,3.6,分子间作用力和氢键,1,）分子间作用力,色散力,:,非极性分子瞬时偶极之间相互作用,52/66,诱导力：极性分子固有偶极与非极性分,子诱导偶极之间相互作用。,诱导极化：,53/66,取向力：,极性分子固有偶极间静电引力。,取向极化,54/66,极性分子间,取向力、诱导力、色散力；,极性分子,与,非极性分子间,诱导力、色散力；,非极性分子间,色散力。,55/66,氦,(He),氖(,Ne),氩(,Ar),氪(,Kr),(,Xe),氙,沸点/,269,246,186,153,107,沸点/,K,4,27,87,120,166,由氦（,He),到(,Xe),氙 半径依次递增，瞬间静电作用力也依次递增，沸点依次升高。,分子间力对物质沸点影响,56/66,氢原子,和,电负性强,X,原子,形成共价键之后，又与另外一个,电负性强,Y,原子,产生较弱静电引力，这种作用力叫,氢键,。,氢键通常能够用,XHY,表示，其中,X，Y,代表,F，O，N,等,电负性强、半径小原子。,X,和,Y,能够是同种元素也能够是不一样种元素,。,2),氢键,57/66,氢键特点：,氢键是一个特殊分子间作用力。,氢键键能比化学键键能小多，比,分子间作用力要大一些。,含有饱和性和方向性,58/66,乙酸分子间氢键：,水分子间氢键：,分子间氢键,59/66,硝酸分子内氢键,分子内氢键,60/66,氢键使物质,熔、沸点升高，溶解度增大，液体密度增大。,氢键对物质性质影响,61/66,62/66,壁虎脚底粘着力,分子间引力,一个长约,10,厘米、背呈暗灰,色爬行纲四足小动物壁虎，,能在光滑如镜墙面或天花板,上穿梭自如，捕食蚊、蝇、蜘蛛等小虫子而不会掉下,来。早在公元前,4,世纪，古希腊哲学家亚里士多德就对,壁虎高明爬行能力感到“大惑不解”。多少年来，人,们对壁虎飞檐走壁秘诀一直众说纷纭，壁虎脚底,粘着力终究是怎样产生呢？,63/66,美国加利福尼亚大学伯克利分校科学家罗伯特,福,尔等人经过研究发觉，壁虎每只脚底部长着数百万根,极细刚毛，而每根刚毛末端又有约,400,根至,1000,根更,细分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间,距离非常近，从而产生分子引力。即使每根刚毛产生,力量微不足道，但累积起来就很可观。依据计算，一根,刚毛能够提起一只蚂蚁重量，而,100,万根刚毛即使占,地不到一个小硬币面积，但能够,提起,20,千克力重量。假如壁虎同,时使用全部刚毛。就能够支持,125,千克力。科学家说，壁虎实际上只,使用一个脚，就能够支持整个身体。,64/66,指水分子彼此间经过氢键形成笼，将外来中性分子或离子,(Cl,2,CH,4,Ar,Xe,等,),包于笼内水合物,(,分子晶体,).,包合水合物,一个非常令人感兴趣问题！,1 m,3,可燃“冰”能释放,164 m,3,CH,4,气体，推算可燃冰组成可能是,8CH,4,46H,2,O,65/66,前景：,可燃冰被西方学者称为“,21,世纪能源”或“未来新能源”。迄今为止，在世界各地海洋及大陆地层中，已探明“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源,(,煤、石油、天然气、油页岩等,),储量两倍以上，其中海底可燃冰储量够人类使用,1000,年。,缺点：,天然气水合物在给人类带来新能源前景同时，对人类生存环境也提出了严峻挑战。天然气水合物中甲烷，其温室效应为,CO,2,20,倍,开采：,为了获取这种清洁能源，世界许多国家都在研究天然可燃冰开采方法。科学家们认为，一旦开采技术取得突破性进展，那么可燃冰立刻会成为,21,世纪主要能源。,66/66,