第一章(化学键)课件

第四章第四章 化学键化学键 化学键化学键分子或晶体中相邻两个原子或离子间的强烈的作用力分子或晶体中相邻两个原子或离子间的强烈的作用力。第一节第一节 离子键离子键 离子键理论的基本要点离子键理论的基本要点1、离子键的、离子键的本质本质是是库仑静电作用力库仑静电作用力f =q+q-/R2 q+、q-为离子所带电荷为离子所带电荷,R为离子间距离。为离子间距离。离子键强度是用离子键强度是用晶格能晶格能来描述的。来描述的。1mol离子晶体解离成自由气态离子时所吸收的离子晶体解离成自由气态离子时所吸收的能量的绝对值，符号能量的绝对值，符号U NaCl(s)Na+(g)+Cl-(g)U=788kJ.mol-1晶格能越大，晶体的熔点越高，硬度越大，晶格能越大，晶体的熔点越高，硬度越大，热热膨胀系数越小。压缩系数越小。膨胀系数越小。压缩系数越小。第四章第四章 化学键化学键2、离子键的、离子键的特点特点：既无方向性，也无饱和性，离：既无方向性，也无饱和性，离子化合物是由正负离子通过离子键相互交替连结子化合物是由正负离子通过离子键相互交替连结而成的晶体结构。而成的晶体结构。3、离子键的离子性与元素的电负性差有关。、离子键的离子性与元素的电负性差有关。两元素的两元素的电负性差电负性差(x=1.7)判断键的性质判断键的性质第一节第一节 离子键离子键 离子键理论的基本要点离子键理论的基本要点第四章第四章 化学键化学键第一节第一节 离子键离子键 离子键理论的基本要点离子键理论的基本要点离子特征离子特征1.离子的电荷：离子的电荷：原子在形成离子化合物过程中，失去原子在形成离子化合物过程中，失去或得到的电子数或得到的电子数2.离子的电子构型离子的电子构型简单负离子一般最外层具有稳定的简单负离子一般最外层具有稳定的8电子构型。电子构型。正离子：正离子：2电子构型电子构型 离子最外层电子离子最外层电子s2 Li+Be2+8电子构型电子构型 离子最外层电子离子最外层电子s2p6 Na+K+Ca2+18电子构型离子最外层电子电子构型离子最外层电子s2p6d10 Cu+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+18+2电子构型离子最外层电子电子构型离子最外层电子s2p6d10s2 Pb2+、Sn2+、Bi3+9-17电子构型离子最外层电子电子构型离子最外层电子s2p6d1-9 Fe2+、Fe3+、Cr3+、Mn2+第一节第一节 离子键离子键 离子键理论的基本要点离子键理论的基本要点离子特征离子特征3.离子半径：离子半径：(1)离子半径：离子半径：根据根据晶体晶体中中相邻正负离子相邻正负离子间的间的核间核间 距距(d)测出的。测出的。d=r+r-（有效离子半径）（有效离子半径）(2)离子半径变化规律：离子半径变化规律：具有同一电子结构的正负离子中，负离子半径具有同一电子结构的正负离子中，负离子半径 一般比正离子半径大。一般比正离子半径大。rNa+=98pm,rF-=133pm 同一元素不同价态的正离子，电荷数越少的离同一元素不同价态的正离子，电荷数越少的离 子半径越大。子半径越大。rFe2+rFe3+第一节第一节 离子键离子键 离子键理论的基本要点离子键理论的基本要点离子特征离子特征 同一主族，从上到下，电荷数相同的离子半同一主族，从上到下，电荷数相同的离子半径依次增大。径依次增大。同一周期主族元素正离子半径随离子电荷同一周期主族元素正离子半径随离子电荷数增大而依次减小。数增大而依次减小。rNa+rMg2+rAl3+周期表中，每个元素与其邻近的右下角或周期表中，每个元素与其邻近的右下角或左上角元素离子半径接近。即左上角元素离子半径接近。即对角线规则对角线规则。rLi+rMg2+;rSc3+rZr4+;rNa+rCa2+第二节第二节 共价键理论共价键理论经典价键理论（经典价键理论（Classic Covalent Bonds）认为认为H2、O2、N2中两个原子间是以共用电子对中两个原子间是以共用电子对吸引两个相同的原子核；电子共用成对后每个吸引两个相同的原子核；电子共用成对后每个原子都达到稳定的希有气体原子结构。原子都达到稳定的希有气体原子结构。缺陷：缺陷：1.成对电子不相斥成对电子不相斥 2.有方向性有方向性 3.静电吸静电吸引只占键能的引只占键能的5%4.非八偶体结构非八偶体结构PCl5 如如ClClHH现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VBH2共价键的形成和本质共价键的形成和本质R0=74pm D=456kJmol-1两原子电子自旋相反两原子电子自旋相反，电，电子云分布在核间比较密集，子云分布在核间比较密集，能量降低，形成能量降低，形成H2；两原子电子自旋相同两原子电子自旋相同 ，电，电子云分布在核间比较稀疏，子云分布在核间比较稀疏，能量升高，不能形成能量升高，不能形成H2；第二节第二节 共价键理论共价键理论现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论自旋相反的成单电子相互接近时，核间电子云密自旋相反的成单电子相互接近时，核间电子云密度较大，原子轨道发生重叠，体系能量降低，可度较大，原子轨道发生重叠，体系能量降低，可形成稳定的形成稳定的共价键共价键。共价键形成条件共价键形成条件自旋相反的未成对电子自旋相反的未成对电子原子轨道最大重叠原理原子轨道最大重叠原理1 1、共价键有饱和性共价键有饱和性。一个原子有几个未成对的一个原子有几个未成对的电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键。电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键。现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论共价键的特点共价键的特点2、共价键有方向性共价键有方向性。共价键尽可能沿着原子轨。共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向（轨道的对称轴）形成，叫着道最大重叠的方向（轨道的对称轴）形成，叫着最大重叠原理。即重叠越多，电子在两核间出现最大重叠原理。即重叠越多，电子在两核间出现的机会越大，形成的共价键也就越稳定。的机会越大，形成的共价键也就越稳定。现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论共价键的类型共价键的类型 键和键和 键键现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论 键：键：沿着轨道对称轴方向的重叠形成的共价键。沿着轨道对称轴方向的重叠形成的共价键。键：键：沿着轨道对称轴平行方向的重叠形成的共价键沿着轨道对称轴平行方向的重叠形成的共价键 键电子云界面图键电子云界面图 键电子云界面图键电子云界面图 现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论 键和键和 键键现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论配位键配位键由成键的两原子中的一个原子单独提供电子对进由成键的两原子中的一个原子单独提供电子对进入另一个原子的空轨道共用而成键，此种共价键入另一个原子的空轨道共用而成键，此种共价键称为配位键。称为配位键。现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论共价键的极性共价键的极性非极性共价键非极性共价键两个相同元素的原子两个相同元素的原子 O2，H2极性共价键极性共价键两个不同元素的原子两个不同元素的原子HCl现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论键参数键参数AB(g)A(g)+B(g )H =EAB 对于双原子分子，键能对于双原子分子，键能 EAB 等于解离能等于解离能 DAB。对于多原子分子，注意键能与解离能的区别与联系。如对于多原子分子，注意键能与解离能的区别与联系。如 NH3 ：NH3 (g)H(g)+NH2(g)D1 =435.1 kJmol1 NH2 (g)H(g)+NH (g)D2 =397.5 kJmol1 NH(g)H(g)+N(g)D3 =338.9 kJmol1三个三个 D 值不同。值不同。D1 D2 D3，为什么？，为什么？E NH =390.5 (kJmol1 )键能键能现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论键参数键参数键长键长分子中成键两原子核之间的距离叫键长分子中成键两原子核之间的距离叫键长.一般键长越小，键越强。一般键长越小，键越强。键长键长/pm 键能键能/kJmol-1 C C 154 345.6 C =C 133 602.0 C C 120 835.1 在不同化合物中，相同的键，键长和键能并不相等。在不同化合物中，相同的键，键长和键能并不相等。例如，例如，CH3OH 中和中和 C2H6 中均有中均有 C H 键，而它们的键长和键键，而它们的键长和键能不同。能不同。现代的价键理论现代的价键理论(Valence Bond Theory)VB第二节第二节 共价键理论共价键理论键参数键参数键角是分子中键与键之间的夹角键角是分子中键与键之间的夹角如如 H2S，HSH 键角为键角为 92，决定了，决定了 H2S 分子的分子的构型为构型为“V”字形字形又如又如 CO2 ，OCO 的键角为的键角为 180，则，则 CO2 分子为直分子为直线形线形。键角是决定分子几何构型的重要因素。键角是决定分子几何构型的重要因素。键角键角第二节第二节 共价键理论共价键理论杂化轨道理论杂化轨道理论(Orbital hybridization)同一原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成同一原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的原子轨道。这个过程叫做杂化，产生的新轨一组新的原子轨道。这个过程叫做杂化，产生的新轨道叫做杂化轨道道叫做杂化轨道理论要点理论要点同一原子的若干能量相近的原子轨道重新组合同一原子的若干能量相近的原子轨道重新组合形成的杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数形成的杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数杂化轨道一头大，一头小，有利于轨道最大重叠杂化轨道一头大，一头小，有利于轨道最大重叠 sp3杂化杂化由由1个个s和和3个个p轨道组合成轨道组合成4个个sp3轨道的过程。形成的轨道的过程。形成的轨道为轨道为sp3杂化轨道。杂化轨道。以以CH4为例：为例：E=s/4+3p/4 夹角：夹角：109028杂化轨道的类型杂化轨道的类型sp3杂化杂化杂化轨道的类型杂化轨道的类型 AY4的分子的中心原子的分子的中心原子A都采取都采取sp3杂化类型。杂化类型。例如，例如，CH4、CCl4、NH4+、CH3Cl、NH3、H2O等。等。与中心原子键合的是同一种原子，分子呈高与中心原子键合的是同一种原子，分子呈高度对称的正四面体构型，其中的度对称的正四面体构型，其中的4个个sp3杂化轨道杂化轨道自然没有差别，这种杂化类型叫做自然没有差别，这种杂化类型叫做等性杂化等性杂化。中心原子的中心原子的4个个sp3杂化轨道用于构建不同的杂化轨道用于构建不同的s轨道，如轨道，如CH3Cl中中C-H键和键和C-Cl键的键长、键能都键的键长、键能都不相同，显然有差别，不相同，显然有差别，4个个s键的键角也有差别，键的键角也有差别，又如又如NH3和和H2O的中心原子的的中心原子的4个杂化轨道分别用个杂化轨道分别用于于s键和孤对电子对，这样的键和孤对电子对，这样的4个杂化轨道显然有个杂化轨道显然有差别，叫做差别，叫做不等性杂化不等性杂化。杂化轨道的类型杂化轨道的类型sp2杂化杂化由由1个个s和和2个个p轨道组合成轨道组合成3个个sp2轨道的过程。形成的轨道的过程。形成的轨道为轨道为sp2杂化轨道。杂化轨道。以以BF3为例：为例：E=s/3+2p/3 夹角：夹角：1200杂化轨道的类型杂化轨道的类型碳原子杂化轨道碳原子杂化轨道sp2的形成及特点的形成及特点E=s/3+2p/3 夹角：夹角：1200乙烯的形成乙烯的形成杂化轨道的类型杂化轨道的类型碳原子杂化轨道碳原子杂化轨道sp2杂化轨道的类型杂化轨道的类型碳原子杂化轨道碳原子杂化轨道sp的形成及特点的形成及特点E=s/2+p/2 夹角：夹角：1800碳原子的杂化类型总结碳原子的杂化类型总结S电子离核近，电子离核近，S成分比例越高，吸引电子能力越强成分比例越高，吸引电子能力越强所以：所以：C原子电负性大小：原子电负性大小：Csp Csp2 Csp3 Csp3 Csp2 Csp价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论1、要点：、要点：分子或离子的空间构型决定了中心原子周围分子或离子的空间构型决定了中心原子周围的价层电子数。的价层电子数。价层电子对尽可能彼此远离，使它们之间的价层电子对尽可能彼此远离，使它们之间的斥力斥力最小，最小，通常采取对称结构通常采取对称结构第二节第二节 共价键理论共价键理论2.推断分子或离子空间构型的步骤推断分子或离子空间构型的步骤(1)确定中心原子价层电子对数确定中心原子价层电子对数 价层电子对数价层电子对数=(中心原子价电子数中心原子价电子数+配位配位 原子提供的电子数原子提供的电子数-离子电荷代数值离子电荷代数值)/2 H和和(X)卤原子各提供一个价电子，卤原子各提供一个价电子，O和和S 提供的电子数为提供的电子数为0。卤素作为中心原子时，提供的价电子数为卤素作为中心原子时，提供的价电子数为7。O、S作为中心原子时，提供的价电子数为作为中心原子时，提供的价电子数为6。价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论价层电子对互斥价层电子对互斥理论理论例：例：价电子数价电子数 价电子对数价电子对数PO43-N=5+3=8 4NH4+N=5+4-1=8 4CCl4 N=4+4 4NO2 N=5 2.5ICl2-N=7+2+1 5OCl2 N=6+2 42.推断分子或离子空间构型的步骤推断分子或离子空间构型的步骤(1)确定中心原子价层电子对数确定中心原子价层电子对数价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2.推断分子或离子空间构型的步骤推断分子或离子空间构型的步骤(2)根据中心原子价层电子对数，找到相应电子对的排布，这种排布方式可使电子对之间的斥力最小。电子对数电子对数 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 电子对排布电子对排布 直线直线 平面三角平面三角 四面体四面体 三角双锥三角双锥 八面体八面体(3)分子的构型取决于中心原子的价层电子对数目及电子对的构型。NH3 CH4(4)配位原子按相应的几何构型排布在中心原子周配位原子按相应的几何构型排布在中心原子周围，每围，每1对电子连结对电子连结1个配位原子，剩下未结合的电个配位原子，剩下未结合的电子便是孤对电子，子便是孤对电子，孤对电子的位置会影响分子的空孤对电子的位置会影响分子的空间构型。间构型。H2O ICl2-价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2.推断分子或离子空间构型的步骤推断分子或离子空间构型的步骤分子轨道理论简介分子轨道理论简介 基本要点基本要点 1、分子中电子在整个分子范围内运动。分子中电、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。子的运动状态称为分子轨道。分子轨道是由原子轨分子轨道是由原子轨道线性组合成的。道线性组合成的。2、分子轨道数目与组成的原子轨道分子轨道数目与组成的原子轨道数目相等数目相等。如：如：2H的的1s组合成组合成2个分子轨道。个分子轨道。11s 1s 成键轨道成键轨道 11s 1s 反键轨道反键轨道3、分子总能量为电子所具有分子总能量为电子所具有能量之和能量之和4、原子按一定空间位置排列后，电子逐个填入，原子按一定空间位置排列后，电子逐个填入，构成整个分子。构成整个分子。5、电子在分子轨道中的排布遵守三原则。、电子在分子轨道中的排布遵守三原则。不相容原理不相容原理 能量最低原理能量最低原理 洪特规则洪特规则6、原子轨道线性组合应符合三原则。、原子轨道线性组合应符合三原则。能量相近能量相近 电子云最大重叠原则电子云最大重叠原则 对称性匹配原则对称性匹配原则分子轨道理论简介分子轨道理论简介 基本要点基本要点 分子轨道理论简介分子轨道理论简介 基本要点基本要点 原子轨道线性组合的类型原子轨道线性组合的类型对核间连线呈相同的对称性的轨道可以进行线性组合。对核间连线呈相同的对称性的轨道可以进行线性组合。s-s重叠、重叠、s-p重叠、重叠、p-p重叠、重叠、p-d重叠、重叠、d-d重叠，重叠，s-px 沿沿 x 方向的组合，方向的组合，组成组成 分子分子轨道。轨道。py-dxy 沿沿 x 方向，组成方向，组成 分子分子轨道轨道。d xy py+s px+对称性匹配原则对称性匹配原则6、原子轨道线性组合应符合三原则。、原子轨道线性组合应符合三原则。能量相近原则能量相近原则 H 1s 1312 kJmol 1 Na 3s 496 kJmol 1 O 2p 1314 kJmol 1 Cl 3p 1251 kJmol 1左面左面3 个轨道能量相近，彼此间均可组合，形成分子轨道个轨道能量相近，彼此间均可组合，形成分子轨道；但但Na3s 比左面比左面3 个轨道的能量高许多，不能与之组合。个轨道的能量高许多，不能与之组合。最大重叠原理最大重叠原理 在对称性一致、能量相近的基础上，原子轨道重叠越在对称性一致、能量相近的基础上，原子轨道重叠越大，越易形成分子轨道，或说共价键越强。大，越易形成分子轨道，或说共价键越强。分子轨道理论简介分子轨道理论简介 基本要点基本要点 6、原子轨道线性组合应符合三原则。、原子轨道线性组合应符合三原则。分子轨道类型分子轨道类型 轨道轨道原子轨道沿着连接两个核的连线方向发生重叠形原子轨道沿着连接两个核的连线方向发生重叠形成的分子轨道，对键轴成圆柱型对称成的分子轨道，对键轴成圆柱型对称 轨道轨道原子轨道相互平行发生重叠形成的分子轨道，有原子轨道相互平行发生重叠形成的分子轨道，有一个通过键轴与纸面垂直的对称面一个通过键轴与纸面垂直的对称面分子轨道理论简介分子轨道理论简介分子轨道理论简介分子轨道理论简介重叠类型重叠类型(1)s-s重叠：重叠：形成一个成键轨道形成一个成键轨道 s-s，一个反键轨道一个反键轨道 s-s(2)s-p重叠：重叠：形成一个成键轨道形成一个成键轨道 s-p，一个反键轨道一个反键轨道 s-p*分子轨道理论简介分子轨道理论简介重叠类型重叠类型(3)p-p 重叠重叠：头碰头形成头碰头形成 轨道轨道 p-p,p-p*肩并肩形成肩并肩形成 轨道轨道 p-p,p-p*分子轨道理论简介分子轨道理论简介 键级键级-键的牢固程度键的牢固程度键级键级=(成键轨道上的电子数成键轨道上的电子数-反键轨道上的电子数反键轨道上的电子数)/2键级越高，键越稳定；键级为零，分子不可能形成。键级越高，键越稳定；键级为零，分子不可能形成。(1)氢原子的形成氢原子的形成第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子的磁性分子的磁性抗磁性抗磁性氢分子、氮分子中不存在单电子，所有电子均氢分子、氮分子中不存在单电子，所有电子均成对，在外磁场作用下，产生诱导磁场的方向成对，在外磁场作用下，产生诱导磁场的方向与外磁场方向相反，对抗外磁场的作用与外磁场方向相反，对抗外磁场的作用顺磁性顺磁性氢分子离子、氧分子中存在未成对电子，具有氢分子离子、氧分子中存在未成对电子，具有永久磁矩，在外磁场作用下，产生诱导磁场的永久磁矩，在外磁场作用下，产生诱导磁场的方向与外磁场方向相同方向与外磁场方向相同第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子的极性分子的极性非极性分子：正、负电荷重心相重合的分子。非极性分子：正、负电荷重心相重合的分子。极性分子：正、负电荷重心不相重合的分子。极性分子：正、负电荷重心不相重合的分子。1、双原子分子双原子分子H2、Cl2、O2分子中存在非极性键，为非极性分子。分子中存在非极性键，为非极性分子。HF、HCl、HBr、HI分子中存在极性键，为极性分子分子中存在极性键，为极性分子。2、多原子分子多原子分子分子由分子由非极性键非极性键构成，整个分子是非极性的。构成，整个分子是非极性的。分子由分子由极性键极性键构成，分子的极性则由空间构型决定。构成，分子的极性则由空间构型决定。例如：例如：CO2 O=C是极性键是极性键 O=C=O分子呈现分子呈现对称构型对称构型，整个分子为非极性分子。整个分子为非极性分子。例如：例如：CCl4 C-Cl 是极性键，分子的空间构型为正四面体，是极性键，分子的空间构型为正四面体，为为对称构型对称构型。分子为非极性分子。而。分子为非极性分子。而CHCl3是极是极性分子。性分子。第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子的极性分子的极性第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质偶极矩偶极矩：等于正、负电荷间的距离（：等于正、负电荷间的距离（d）与正电荷）与正电荷重心或负电荷重心上的电量（重心或负电荷重心上的电量（q）的乘积。的乘积。=q q d d 是矢量，方向由正到负，单位：是矢量，方向由正到负，单位：Cm 越大，分子极性越强越大，分子极性越强=0 分子是非极性分子分子是非极性分子分子极性大小的表示方法分子极性大小的表示方法 双原子分子的偶极矩就是极性键的键矩。双原子分子的偶极矩就是极性键的键矩。极性分子的偶极矩称为永久偶极。极性分子的偶极矩称为永久偶极。H2O 分子分子 多原子分子的偶极矩是各键矩的矢量和，如多原子分子的偶极矩是各键矩的矢量和，如 H2O 分子分子。非极性分子偶极矩为零，但各键矩不一定为零，如非极性分子偶极矩为零，但各键矩不一定为零，如 BCl 3 。BCl3 分子分子第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子极性大小的表示方法分子极性大小的表示方法 非极性分子在外电场的作非极性分子在外电场的作用下，可以变成具有一定偶用下，可以变成具有一定偶极矩的极性分子。极矩的极性分子。诱导偶极用诱导偶极用 表示，表示，其强度大小和电场强度成正比，其强度大小和电场强度成正比，也和分子的变形性成正比。所谓分子的变形性，即分子的正负也和分子的变形性成正比。所谓分子的变形性，即分子的正负电重心的可分程度，分子体积越大，电子越多，变形性越大。电重心的可分程度，分子体积越大，电子越多，变形性越大。诱导偶极诱导偶极 而极性分子在外电场作而极性分子在外电场作用下，其偶极也可以增大。用下，其偶极也可以增大。在电场的影响下产生的偶极在电场的影响下产生的偶极称为诱导偶极。称为诱导偶极。第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子极性大小的表示方法分子极性大小的表示方法第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子极性大小的表示方法分子极性大小的表示方法非极性分子在无外电场作用时，由于运动、碰撞，原子核非极性分子在无外电场作用时，由于运动、碰撞，原子核和电子的相对位置变化和电子的相对位置变化 其正负电重心可有瞬间的其正负电重心可有瞬间的不重合；极性分子也会由于上述原因改变正负电重心。不重合；极性分子也会由于上述原因改变正负电重心。这种由于分子在一瞬间正负电重心不重合而造成的偶这种由于分子在一瞬间正负电重心不重合而造成的偶极叫瞬间偶极。极叫瞬间偶极。瞬间偶极和分子的变形性大小有关。瞬间偶极和分子的变形性大小有关。瞬间偶极瞬间偶极第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质 取向力取向力 永久偶极永久偶极之间的静电引力。之间的静电引力。取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。分子偶极矩越大，取向力越大。分子偶极矩越大，取向力越大。分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子间作用力分子间作用力 诱导力诱导力由极性分子的永久偶极与非极性分子所产生的由极性分子的永久偶极与非极性分子所产生的诱导偶极之间的相互作用力。诱导偶极之间的相互作用力。存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子与极性分子之间。极性分子与极性分子之间。范德华力范德华力第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质 色散力色散力由瞬间偶极而产生的分子间的相互作用力。由瞬间偶极而产生的分子间的相互作用力。影响因素：影响因素：1、与分子的变形性有关与分子的变形性有关 2、分子量越大变形性越大，色散力越大。、分子量越大变形性越大，色散力越大。分子间吸引力分子间吸引力随分子量增大而增大。随分子量增大而增大。色散力存在于极性分色散力存在于极性分和和极性分子，极性分子极性分子，极性分子和和非极性分子非极性分子及非极性分子及非极性分子和和非极性分子之间。非极性分子之间。范德华力范德华力第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子间力的特性分子间力的特性特点特点:(1)键能小，只有几个至几十个键能小，只有几个至几十个kJmol-1，比化学，比化学键小键小1-2个数量级。个数量级。(2)静电短程力，静电短程力，不具有方向性和饱和性。不具有方向性和饱和性。(3)非极性分子间只存在色散力；极性分子与非非极性分子间只存在色散力；极性分子与非极性分子间存在色散力与诱导力；极性分子之极性分子间存在色散力与诱导力；极性分子之间三种力都存在。色散力是主要的，取向力在间三种力都存在。色散力是主要的，取向力在极性大的分子中占有较大比重。极性大的分子中占有较大比重。(4)取向力与温度有关，诱导力、色散力受温度影取向力与温度有关，诱导力、色散力受温度影响不大。响不大。第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质分子间作用力与物质性质的关系分子间作用力与物质性质的关系1.熔、沸点的规律：熔、沸点的规律：分子量越大色散力越大，同分子量越大色散力越大，同类物质的熔沸点随着分子量的增大而升高。类物质的熔沸点随着分子量的增大而升高。2.相似相溶：相似相溶：强极性分子间存在强的定向力，所强极性分子间存在强的定向力，所以互溶。非极性分子间的引力和极性分子间的引以互溶。非极性分子间的引力和极性分子间的引力都大于极性分子与非极性分子间的引力，所以力都大于极性分子与非极性分子间的引力，所以极性分子与非极性分子之间互不相溶。极性分子与非极性分子之间互不相溶。第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质 氢氢 键键 由电负性极强的元素（由电负性极强的元素（O、N、F）相结合的氢）相结合的氢原子，和另一分子中电负性极强的原子间所产生的引原子，和另一分子中电负性极强的原子间所产生的引力的作用。力的作用。分为分子内氢键和分子间氢键。分为分子内氢键和分子间氢键。由于由于 H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥，的两侧电负性极大的原子的负电排斥，使两个原子在使两个原子在 H 两侧呈直线排列。除非其它外力有两侧呈直线排列。除非其它外力有较大影响时，才改变方向。较大影响时，才改变方向。氢键的强度氢键的强度 氢键的强度氢键的强度介于化学键和分子间作用力之间，介于化学键和分子间作用力之间，其大小和其大小和 H 两侧的原子的两侧的原子的电负性有关，见下列氢键电负性有关，见下列氢键的键能数据。的键能数据。FHF OHO NHN E/kJ mol1 28.0 18.8 5.4 氢键的特点氢键的特点 饱和性和方向性饱和性和方向性 由于由于 H 的体积小，的体积小，1 个个 H 只能形成一个氢键只能形成一个氢键。第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质第三节第三节 分子结构与物理性质分子结构与物理性质 氢键对于化合物性质的影响氢键对于化合物性质的影响 分子间存在氢键时，大大地影响了分子间的结合力，分子间存在氢键时，大大地影响了分子间的结合力，故物质的熔点、沸点将升高。故物质的熔点、沸点将升高。HF HCl HBr HI半径依次增大，色散力增加，半径依次增大，色散力增加，b.p.依次增高，依次增高，HClHBrHI但由于但由于 HF 分子间有氢键，故分子间有氢键，故 HF 的的 b.p.最高，破坏了从左最高，破坏了从左到右到右 b.p.升高的规律。升高的规律。H2O，NH3 由于分子间氢键的存在，由于分子间氢键的存在，在同族氢化物中在同族氢化物中 b.p.亦是最高。亦是最高。存在分子间氢键，而分子量相同的存在分子间氢键，而分子量相同的H3COCH3 无分子间氢键无分子间氢键，故前者的，故前者的 b.p.高高。CH3CH2OH1.氨具有反常的沸点是由于存在着氨具有反常的沸点是由于存在着:A.氢键氢键 B.色散力色散力 C.分子间力分子间力 D.取向力取向力2.共价键最可能存在于共价键最可能存在于 A.金属原子之间金属原子之间 B.非金属原子之间非金属原子之间 C.非金属原子和金属原子之间非金属原子和金属原子之间 D.电负性相差很大的元素原子之间电负性相差很大的元素原子之间3.BeCl2分子中，分子中，Be原子所采取的杂化方式是原子所采取的杂化方式是 A.sp B.sp2 C.sp3 D.s2p2 4.氨分子的结构氨分子的结构 A.平面型平面型 B.线型线型 C.锥形体锥形体 D.正方形正方形5.下列分子中偶极矩下列分子中偶极矩=0的是的是:A.NH3 B.H2O C.PCl3 D.CO26.氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是A.氯原子的氯原子的2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的s轨道轨道 B.氯原子的氯原子的2p轨道和氢原子的轨道和氢原子的p轨道轨道C.氯原子的氯原子的3Px轨道和氢原子的轨道和氢原子的3px轨道轨道 D.氯原子的氯原子的3px轨道和氢原子的轨道和氢原子的1s轨道轨道1.A 2.B3.A4.C5.D6.D1.sp3杂化轨道类型的共价键的方向性特征是杂化轨道类型的共价键的方向性特征是:A平面的平面的 B.正方形正方形 C.四面体四面体 D.三角形三角形2.甲烷分子中，碳原子所采取的杂化方式为甲烷分子中，碳原子所采取的杂化方式为 A.sp B.sp2 C.sp3 D.不等性不等性sp33.H2O的沸点是的沸点是100,H2Se的沸点是的沸点是-42,这可以用下述这可以用下述哪种理论来解释哪种理论来解释?A.范德华力范德华力 B.共价键共价键 C.离子键离子键 D.氢键氢键4.H2O分子中分子中,氧原子的杂化类型为氧原子的杂化类型为 A.sp杂化杂化 B.sp2杂化杂化 C.sp3杂化杂化 D.不等性不等性sp3杂化杂化5.下列化合物中存在氢键的是下列化合物中存在氢键的是 A.HF B.CH4 C.HCl D.CCl41.C2.C3.D4.D5.A1.下列分子具有极性键而分子为非极性分子的是（下列分子具有极性键而分子为非极性分子的是（）A.CHCl3 B.H2O C.P4 D.CO22.根据杂化轨道理论根据杂化轨道理论,CH4分子中碳原子的杂化方式是分子中碳原子的杂化方式是 A.sp杂化杂化 B.sp2杂化杂化 C.不等性不等性sp3杂化杂化 D.sp3杂化杂化3.下面化合物能形成氢键的是（下面化合物能形成氢键的是（）A.NaOH B.KCO3 C.HF D.I24.下列说法中下列说法中,正确的是（正确的是（）A.原子形成共价键的数目不能超过该基态原子的未成对原子形成共价键的数目不能超过该基态原子的未成对的电子数的电子数B.CHCl3分子中碳原子以不等性分子中碳原子以不等性sp3杂化轨道成键的杂化轨道成键的C.sp3杂化轨道是由杂化轨道是由1s和和3p轨道杂化而形成轨道杂化而形成D.一般来说一般来说,键只能与键只能与 键同时存在键同时存在,在双键或三键中必须在双键或三键中必须也只能有一个也只能有一个 键键1.D2.D3.C4.D1.只需克服色散力就能使液体状态物质气化的是只需克服色散力就能使液体状态物质气化的是 （）ANH3 BBr2 CH2O DCHCl32.CH4分子中碳原子采取的分子中碳原子采取的sp3杂化，分子在空间的构型杂化，分子在空间的构型A直线形直线形 B三角形三角形 C四方形四方形 D正四面体形正四面体形3.在在Br-CH=CH-Br分子中分子中,C的杂化方式是的杂化方式是 （）Asp Bsp2 Csp3 Ds-p 4.下列各组分子之间存在着氢键的是下列各组分子之间存在着氢键的是A苯和四氯化碳苯和四氯化碳 B甲醇和水甲醇和水C乙烷和水乙烷和水 D溴化氢和氯化氢溴化氢和氯化氢5.下列化合物中是极性分子的是下列化合物中是极性分子的是 ACH4 BCO2 CCCl 4 DNH4Cl1.B2.D3.B4.B5.D1.下列各组分子之间仅存在着色散力的是下列各组分子之间仅存在着色散力的是 A甲醇和水甲醇和水 B溴化氢和氯化氢溴化氢和氯化氢 C乙醇和水乙醇和水 D苯和四氯化碳苯和四氯化碳2.下列化合物中是极性分子的是（下列化合物中是极性分子的是（）ACH4 BCO2 CBaCl2 DNH4Cl3.在在Br-CH=CH-Br分子中分子中,C-Br间键合所用的轨道是间键合所用的轨道是Asp2-s Bsp2-p Csp-p Ds-p 1.D2.D3.B4.述共价键的特点。述共价键的特点。5.简述共价键的形成条件简述共价键的形成条件 6.简述分子轨道形成必须满足的原则。简述分子轨道形成必须满足的原则。