第九章 分子结构（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

第九章 分子结构 §9.2 键参数 §9.5 分子轨道理论 §9.4 价层电子对互斥理论 §9.1 价键理论 §9.3 杂化轨道理论 §9.6 原子轨道和分子轨道的对称性 9.1.1 Lewis 理论 §9.1 价键理论 9.1.4 共价键的键型 9.1.2 共价键的形成和本质 9.1.3 价键理论的基本要点 与共价键的特点 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。 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。 9.1.1 Lewis 理论 电子配对理论——共用电子对成键。 违背八隅体规则的例子：BF3,PCl5,SF6等。 • Lewis结构式 • 八隅体规则 H—H Cl : Cl : Cl : : Cl : : C O = C = O N N : : Heitler和London用量子力学处理H2分子 的形成过程，得到 E—R关系曲线。 9.1.2 共价键的形成和本质 • 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. 基本要点： 未成对价电子自旋方式相反； 对称性一致，原子轨道最大程度重叠。 2. 特点： 方向性 饱和性 9.1.3 价键理论的基本要点 与共价键的特点 σ 键：原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠(头碰头)。 9.1.4 共价键的键型 1. σ 键和 π 键 π 键：两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠(肩并肩)。 2s22p2 2s22p4 2. 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： BF3 HF CO HBF4 §9.2 键参数 9.2.4 键矩与部分电荷 9.2.3 键角 9.2.2 键长 9.2.1 键能 在双原子分子中，于100kPa下将气态分 子断裂成气态原子所需要的能量。 D(H—Cl)=432kJ·mol-1, D(Cl—Cl)=243kJ· mol-1 在多原子分子中，断裂气态分子中的某一个键，形成两个“碎片”时所需要的能量叫做此键的解离能。 9.2.1 键能 1. 键解离能D： H2O(g)  H(g)+OH(g) D(HOH)=499kJ· mol-1 HO(g)  H(g)+O(g) D(OH)=429kJ· mol-1 H2O(g) = 2H(g) + O(g) 2. 原子化能 Eatm：气态的多原子分子的键全部断裂形成各组成元素的气态原子时所需要的能量。例如： 3. 键能 E：标准状态下气体分子拆开成气态原子时，每种键所需能量的平均值。例如： E(H – H)=436kJ·mol-1 E(H – Cl)=432kJ·mol-1 Eatm(H2O)=D(HOH)+D(OH)=928kJ· mol-1 4. 键能、键解离能与原子化能的关系： 双原子分子：键能 = 键解离能 E(H－Ｈ) =D(H－Ｈ) 多原子分子：原子化能 = 全部键能之和 　　　　　　Ｅatm(H2O) = 2Ｅ(O－H) 5. 键焓与键能：近似相等，实验测定中，常常得到的是键焓数据。 键能是指断键时的热力学能变化。 DnRT很小 DrHm = DrUm + DnRT DrHm ≈ DrUm 例9-1 利用键能估算氨氧化反应的焓变。 4NH3 (g) + 3O2 (g) 2N2 (g) + 6H2O (g) 解：由方程可知，反应过程需要断开 12 个 N−H 键，3 个 O−O 键，形成 2 个 N−N 键和 12 个 H−O 键。 查表可知， E (N−H) = 389 kJ·mol−1 E(O−O) = 498 kJ·mol−1 E(N−N) = 946 kJ·mol