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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,*,用杂化轨道理论说明SO,2,分子的成键过程：,S 采取,sp,2,杂化方式,S:3,s,2,3,p,4,(,sp,2,),2,(,sp,2,),1,(,sp,2,),1,(,p,z,),2,O:2,s,2,2,p,4,2,p,x,1,2,p,y,2,2,p,z,1,O:2,s,2,2,p,4,2,p,x,1,2,p,y,2,2,p,z,1,1,(3),sp,3,杂化：,轨道间夹角10928,，四面体结构,。,等性,sp,3,杂化,CH,4,不等性,sp,3,杂化,NH,3,分子三角锥形，107,H,2,O,分子是,V,型，104,30,练习：写出H,2,O分子的形成过程,2,NH,3,:,N:2,s,2,2,p,3,2,s,1,2,p,4,(,sp,3,),1,(,sp,3,),1,(,sp,3,),1,(,sp,3,),2,H:1,s,1,H:1,s,1,H:1,s,1,NH,3,：3个,键，,N,上有1对孤对电子,3,O,4,dsp,2,杂化：,一个,s,轨道，二个,p,轨道，,一个,d,x2-y2,轨道，第三周期后元素才会有,dsp,2,杂化轨道。,CuCl,4,2-,:,平面正方形,5,8,sp,3,d,2,杂化,如：,SF,6,正八面体构型,键角为90和180,9,10,3.杂化轨道理论小结,(1)在形成多原子分子时，,能量相近,的原子轨,道发生混合，重新形成能量相同的杂化轨道。,(2)杂化轨道数目与参与杂化的,原子轨道数目,相等,，杂化轨道有确定的,伸展方向,。,不同类型的杂化，杂化轨道空间取向不同。,(4)杂化轨道,成键能力增强,。,p,sp,3,sp,2,孤对-成键电子对的排斥力,成键-成键电子对的排斥力,夹角越小斥力越大，只考虑90,0,夹角间的斥力,。,2。在包括有多重键的分子中,多重键作单键处理,多重键对成键电子对的排斥力大小次序为:,叁键,双键,单键,3。中心原子相同时,配体电负性变大,键角变小,。(由于对成键电子对吸引力较大，使共用电子对离中心原子较远,占据空间角度较小).NF,3,和,NH,3,SCl,2,和 SF,2,4。配位原子相同时,随中心原子电负性变小,键角减小,.NH,3,PH,3,OH,2,SH,2,P139表 7-4,17,18,19,20,21,五、分子轨道理论（MO）,问题：B,2,、O,2,的磁性（顺磁性）？,H,2,+,可以 稳定存在，？,1932年，,R.S.Mu lliken F.Hund,1.理论要点：,分子中电子在整个分子范围内运动。分子中电子的运动状态称为分子轨道,（,MO,),。,分子轨道是由原子轨道(,）,组合成的。,(2),分子轨道数目,等于,组成分子的原子的原子轨道,数目之和,。,(3),分子总能量为电子所具有,能量之和。,成键轨道,的能量低于原来的,原子轨道,的能量；,反键,轨道,的能量高于原来的,原子轨道,的能量,。,22,(4)原子轨道线性组合应符合三原则。,对称性匹配,；,能量相近,；,最大重叠,。,(5),原子按一定空间位置排列后，电子逐个填入，构成整个分子,；电子在分子轨道中的排布遵守三原则。,不相容原理,；,能量最低原理,；,洪特规则,。,(6),分子轨道有,轨道和轨道,。,2.不同原子轨道的线性组合,(1),s,-,s,重叠,：,形成一个成键轨道,s-s，,一个反键轨道,s-s,*,(2),s,-,p,重叠：形成一个成键轨道,s-p,，,一个反键轨道,s-p,*,23,24,(3),p,-,p,重叠：,头碰头形成,轨道,p-p,p-p,*,肩并肩形成,轨道,p-p,p-p,*,25,p,-d,重叠：,肩并肩形成,轨道 ,p-d，,p-d,*,26,(,3),p,-,p,重叠：,头碰头形成轨道，肩并肩形成轨道 分别记作：,p-p,，,p-p,*,和 ,p-p，,p-p,*,(4),p,-d,重叠：,肩并肩形成轨道 ,p-d，,p-d,*,(5),d,-,d,重叠：,肩并肩形成轨道 ,d-d，,d-d,*,27,3.分子轨道理论的应用,(1),H,2,分子的形成,电子排布：(,1,s,),2,H,2,+,：(,1,s,),1,H,2,电离出一个电子得到,H,2,+,体系能量下降,1,，可以稳定存在。,(3),He,2,分子：,(,1,s,),2,(,1,s,*,),2,稳定化能相抵消，不能有效成键。,He,2,分子不会存在。,He,2,+,存在于氦放电管中，形成三电子键,28,(4),第二周期，同核双原子分子的分子轨道,第二周期,同核双原子分子的分子轨道 能级图,29,30,第二周期，,同核双原子分子,的分子轨道,Li，Be，B，C，N 分子轨道为：,O，F，Ne的分子轨道为：,31,同核双原子分子的分子轨道表达式,：,Li,2,6e,KK,:,内层电子不成键,Li,2,中一个键，键级,为1,Be,2,8e,键级 =（成键电子数-反键电子数）/2,键级为0，不存在Be,2,B,2,10e,键级为1，,2个单电子 键，分子有单电子，有顺磁性。,32,键级为2,逆磁性,N,2,14e,C,2,12e,键级为3,二个,键,一个,键,逆磁性,问题：N,2,+,分子轨道电子排布式如何？,并比较,N,2,+,、,N,2,其稳定性。,33,键级为2,1个键,2个3电子键,3电子键的键能为正常键键能的一半,O,2,16e,顺磁性,O,2,+,O,2,O,2,-,O,2,2-,键级,2.5,2,1.5,1,未成对电子数,1,2,1,0,磁性,顺磁,顺磁,顺磁,反磁,磁矩？,？,？,？,？,O,2,+,O,2,-,O,2,O,2,2-,分子轨道电子排布式如何?键级?磁性?稳定性?磁矩?键长大小的顺序？,34,(5),第二周期异核双原子分子轨道能级图,遵循,能量近似,、,最大重叠,、,对称性原则,CO：14,N,2,：14,有三重键，,二个键一个键，逆磁性,1,2,2,2,3,2,4,2,1,4,5,2,有三重键，二个键一个键,35,N,2,和CO分子轨道符号对照表,同核双原子分子N,2,2,s,2,s,2,py,2,pz,2px,2,py,2,pz,2px,异核原子分子CO,3,4,1,5,2,6,CO,与N,2,的电子数目相同，互为,等电子体,。,二个或二个以上的分子(或离子),它们的,原子数相同，电子数也相同,等电子体,等电子体结构相似，性质有一定的相似性,36,化学键理论,价键理论(VB),杂化轨道理论(HO),价电子对互斥理论(VSEPR),分子轨道理论(MO),杂化轨道理论(HO),可以解释分子的几何构型，但缺乏预见性,VSEPR,可以预言分子的几何构型，对,d,0,d,5,d,10,的中心原子有效,但不能说明成键原理及键的强度,分子轨道理论(MO),引入分子轨道概念，可以说明分子的成键情况，键的强弱和分子的磁性。不能解决构型问题,优缺点,价键理论(VB),简明扼要,不能解释分子的几何构型,不能解释分子的磁性,37,7,-4,金属键理论,一、自由电子理论,要点,：金属键是由共用的、能够自由流动的自由电子把许多原子粘合在一起组成的。,具有金属光泽，导电性，导热性，延展性。,二、金属晶格:,体心立方晶格：,K,Rb,Cs,Li,Na,Cr,Mo,W,Fe,(,AB.AB),面心立方晶格:,Sr,Ca,Pb,Ag,Au,Al,Cu,Ni,(,ABC.ABC),六方晶格:,La,Y,Mg,Zr,Hg,Cd,Ti,Co.,(,AB.AB,A,层六角形，,B,层三角形，不同于体心立方堆积中的正方形),38,7,-5,分子间作用力,一、分子间力:,分子间弱的相互作用。,范德华力(Van der Waals),1.定向力:指极性分子间的作用力.,2.诱导力:极性分子-非极性分子之间,极性分子-极性分子之间,3.色散力:非极性分子-非极性分子之间,极性分子-非极性分子之间,极性分子-极性分子之间,4.特点:,键能小，只有几个至几十个,kJmol,-1,，,比化学键小1-2个数量级。,39,(2)静电短程力，不具有方向性和饱和性。,(3)定向力与温度有关，诱导力色散力受温度影,响不大。,二、氢键,具备的条件：X,H,Y,1.分子中心必须有一个与电负性很大的元素（X）形成强极性键的氢原子。,2.电负性大的元素的原子（Y）必须有孤对电子，而且半径要小。,具有方向性和饱和性,三、氢键对化合物性质的影响,分子间氢键,使化合物熔沸点升高,分子内氢键,使化合物熔沸点降低,40,四、离子极化,在异号离子电场作用下,，离子的电子云发生变形，正、负电荷重心分离，产生“诱导偶极”，这个过程称为“离子极化”。,离子极化力（,Polarizing,主动):,离子产生的电场强度的大小。,离子变形性（,Polarized,被动,),：在电场作用下，电子云变形的难易。,均与离子半径、离子电荷、离子的电子构型有关,阳离子、阴离子既有,极化力,，又有,变形性,。,阳离子半径小，电场强，“极化力”,大,、变形性,小,。,阴离子半径大，,极化力,小,、,电子云易变形，“变形性”,大,41,影响离子极化的因素,1.,离子电荷,z,；2.,离子半径,r,；3.,离子的电子构型,。,离子极化力:用“离子势”,（,或,“,有效,离子势”,*）,衡量，,（,*）,，极化力,=,z,/,r,2,（,主要用于,s,区，,p,区）,*,=,z,*,/,r,2,（,主要用于,d,区、,ds,区）,式中,Z,为离子电荷（绝对值），,z,*,为,有效核,电荷，,r,为离子半径（,pm），,常用,L.,Pauling,半径。,=,z,/,r,2,可见同一周期，左右，,z,，,r,，,阳离子极化力.,42,过渡金属元素:考虑外层电子构型影响，“有效离子势”,*,衡量极化力更好:,*,=,z,*,/,r,2,式中，,z,*,为有效核电荷。,离子电荷相同，半径相近时，电子构型对极化力的影响：,极化力：,原因：,d,电子云“发散”，对核电荷屏蔽不完全，使,Z,*，,对异号离子极化作用。,考虑,d,区，,ds,区离子极化力时，用,*,更恰当。,1.最易变形的是体积大的简单阴离子，如,I,-,，S,2-,，,以及不规则外壳8,e，（18+2）e,和（9-17）,e，,而又低电荷的阳离子，如,Ag,+,、Hg,2+,、Cu,+,、Cd,2+,、Pb,2+,、Sn,2+,。,2.,最不易变形的是半径小，电荷高，8,e,或2,e,构型的阳离子，如,Al,3+,、Be,2+,。,43,AgF,白，可溶,AgCl,白,AgBr,浅黄白,AgI,浅黄,ZnI,2,CdI,2,HgI,2,298k,水溶度(,g/100gH,2,O,),9.62,43.2,难溶,五、离子极化影响化合物的性质：,（1）熔沸点、（2）溶解度、（3）颜色,附加极化作用（互相作用）,44,六、晶体的内部结构,固体（,solids）,区别：,（1）规则的几何外形,（指天然或从溶液中生长的晶体，未经人工加工）；,（2）固定的熔点,（3）各向异性。（,导热、导电、膨胀系数、折射率等物理性质）。,对比：无定形体（玻璃、沥青、石蜡等）冷却凝固时无规则外形、无固定熔点、物理性质是各向同性。,45,晶格,（,Crystal lattice）（,几何概念）,指组成晶体的质点，（原子、分子、离子、原子团等）在,空间,作,有规则的周期性排列,所组成的,格子,。,共14种晶格（见上），分属于7种晶系,晶胞,（,Cell）,能表达晶体结构的,最小重复单位,。,（,胞晶,在三维空间有规则地重复排列组成了,晶体,。）,结点,即晶格结构中固定的,点,。,46,按占据晶格结点在,质点种类,及,质点互相间作用力,划分为,4,类。,晶格类型,占据结点的质点,质点间作用力,金属晶体：,Na,Fe,金属原子、阳离子 金属键,（不含自由电子）,离子晶体：,NaCl,CaF,2,阴离子、阳离子 离子键,原子晶体：,金刚石,Si,SiC,原子 共价键,分子晶体：,N,2,H,2,O,CO,2,分子 范德华力,(,可能有氢键),P149 表7-7,47,