8.3分子结构(课件）-《无机化学》同步教学（化学工业出版社）

第一节 核外电子运动状态 第二节 电子层结构与元素周期律 第三节 分子结构 目录 第八章 物质结构 第四节 分子间作用力与氢键 学习目标 1．掌握：描述原子核外电子运动状态的4个量子数的意义；原子轨道能级、能级组、能级图的概念；原子核外电子的排布原理；元素原子的电子层结构和元素周期表结构的关系；元素性质的周期性变化；现代价键理论和杂化轨道理论的基本要点。 2．熟悉：电子云、原子轨道的含义；分子极性的产生；分子间作用力的产生；氢键的形成及其条件；分子间作用力及氢键对物质性质的影响。 3．了解：屏蔽效应和钻穿效应；氢键的特点、分类。 第三节 分子结构 一、现代价键理论 （一）现代价键理论的要点 1．具有自旋方向相反的未成对电子的两个原子相互接近时，核间电子密度较大，才可以配对形成稳定的共价键。 2．共价键数目取决于原子中单电子的数目。已成键的电子不能再与其它电子配对成键，这就是共价键的饱和性。 3．在形成共价键时，共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成，即最大重叠原理。成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固，分子的能量才最低。这就是共价键的方向性。 一、现代价键理论 （二）共价键的类型 1．σ键：成键原子轨道沿键轴（成键原子原子核连线）方向以“头碰头”的方式重叠而形成的共价键称为σ键。 σ键的特点是轨道重叠程度大，键较牢固。 一、现代价键理论 2．π键：成键原子轨道垂直于两核连线，以“肩并肩”的方式重叠而成的共价键称为π键。π键的特点是原子轨道重叠程度小，不如σ键稳定。 一、现代价键理论 （二）共价键的类型 肩并肩 头碰头 一、现代价键理论 σ键 π键 头碰头重叠，重叠大，稳定 肩并肩重叠，重叠小，不稳定 能独立存在 不能独立存在 可绕轴旋转 不可绕轴旋转 一、现代价键理论 （三）共价键的参数 1．键能（E ） 2．键长（l） 3．键角（α） 二、杂化轨道理论 （一）杂化轨道理论要点 1．原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道才能参与杂化并形成杂化轨道。 2．形成的杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数。 3．杂化改变了原子轨道的形状、能量和伸展方向，轨道成键能力增强。 4．轨道的杂化有等性杂化和不等性杂化两种类型。 二、杂化轨道理论 （二）杂化轨道的类型和分子的空间构型 1．sp杂化：同一原子的1个s轨道和1个p轨道杂化得到两个等同的sp杂化轨道。 图8-6（a）sp杂化轨道 图8-6（b) BeCl2的分子结构示意图 二、杂化轨道理论 2．sp2杂化：同一原子的1个s轨道和2个p轨道杂化得到三个等同的sp2杂化轨道。 BF3分子在形成时，B原子轨道的杂化过程如下 二、杂化轨道理论 3．sp3杂化：同一原子的1个s轨道和3个p轨道杂化得到四个等同的sp3杂化轨道。 CH4分子在形成时，C原子轨道的杂化过程示意如下 二、杂化轨道理论 4．不等性杂化：以上三种杂化轨道中的成分和能量完全相同，这种杂化属于等性杂化。 图8-9 NH3分子的空间构型 图8-10 H2O分子的空间构型 $$