08-分子结构（课件）- 《无机化学》同步教学（华中科大版）

第九章 化学键与分子结构 1 2.熟悉 离子键理论；共价键的类型和键参数；键的极性和分子的极性；分子间作用力的产生以及氢键的形成条件。 3.了解 离子键和共价键的形成条件、过程和成键本质特点；分子间作用力和氢键的形成过程、类型和本质特点，以及对物质的物理性质的影响。 现代价键理论的基本内容；杂化轨道理论的要点及应用；价层电子对互斥理论在分子空间构型方面的应用；会应用分子轨道理论合理解释分子的整体性质。 1.掌握 章节目标 目录 第一节 离子键 第三节 键参数 第四节 键的极性与分子的极性 第五节 分子间作用力与氢键 第二节 共价键理论 1 第一节 离子键 一、离子键的形成 离子键(ionic bond) 通过阳离子与阴离子间的静电作用所形 成的化学键 二、离子键的特征 （一）离子键没有方向性 NaCl晶体示意图 在形成离子键时，只要离子周围的空间条件允许，每一个离子都可以同时与尽可能多的异电荷离子互相吸引形成离子键。 （二）离子键没有饱和性 三、键的离子性 （一）离子电荷数 阳离子或阴离子的电荷是离子化合物形成过程中相应原子失去或得到的电子数。 离子的电荷数是影响离子键强度的重要因素，当离子的半径相近时，根据库仑定律，离子电荷数越大，对异电荷离子的吸引力越强，形成的离子键的强度就越大，离子型化合物的熔点和沸点就越高。 （二）离子半径 （1）各主族元素的离子，当电荷相等时，离子半径随着原子序数的增大而递增。例如： r ( F− ) < r ( Cl− ) < r ( Br− ) < r ( I− ) 离子半径/pm 136 181 195 216 （2）同一周期主族元素正离子半径随族数递增而减小；负离子半径比较接近。例如： r ( Na + ) >r ( Mg2 + ) > r ( AI3 + ) 离子半径/pm 95 65 50 （3）若同一元素能形成几种不同电荷的阳离子时，则高价离子的半径小于低价离子的半径。 r ( Fe3 +）< r ( Fe2 + ) r ( Co3 +）< r ( Co2 + ) 离子半径/pm 64 74 63 72 离子半径变化规律： （三）离子的价层电子构型 （1）2电子构型(1s2)：最外层有2个电子的离子，如Li+，Be2+等。 （2）8电子构型(ns2 np6)：最外层有8个电子的离子，如Na+、Ca2+、Al3+等。 （3）不规则电子构型(ns2 np6 n d1~9)：最外层有9 ~ 17个电子的离子 （4）18电子构型(ns2 np6 n d10)： （5）18+2电子构型[(n−1)s2 (n−1)p6 (n−1) d10 ns2)] 2 第二节 共价键理论 一、价键理论 （一）共价键的形成和本质 两氢原子靠近，原子轨道重叠，核间电子云密度增大，系统能量降低，核间距达74 pm(理论值87 pm）时形成稳定共价键。 两个氢原子的电子自旋相反，轨道才能重叠成键，称为氢分子的基态(ground state)。电子自旋方向相同时，轨道重叠部分的波函数ψ值相减，互相抵消，核间电子的概率密度几乎为零，称为氢分子的排斥态(repulsion state)。 共价键的本质是电性的，是两核间的电子云密集区对两核的吸引力。 （二）价键理论的要点（valence bond theory, VB法 ） 两个原子自旋相反的单电子配对，原子轨道重叠，核间电子云密集，系统能量降低，形成稳定的共价键。 每个原子形成共价键的数目等于原子中所含单电子数目。原子轨道重叠愈多，核间电子云愈密集，共价键愈牢固，称为原子轨道最大重叠原理。 （三）共价键的特征 因此原子轨道将沿最大程度方向重叠，决定了共价键的方向性。 (1) 共价键的饱和性 一个原子能提供的未成对电子的数目是确定的，所以原子形成共价键的数目也是确定的，不是任意的。 (2) 共价键的方向性 （四）共价键的类型 σ键 按成键重叠方式 π键 正常共价键 配位共价键 按电子对来源 (1