第三章 化学键与分子结构

第三章化学键与分子结构NaClHClCCl4熔点（℃）801-114.8-22.87沸点（℃）1442-84.976.8氯化钠（NaCl）:在固态时不导电，加热熔化后能导电；易溶于水，水溶液能够导电。氯化氢（HCl）:不论在气态还是液态时都不导电；易溶于水，水溶液能够导电。四氯化碳（CCl4）：不论在气态还是液态时都不导电。如果两个原子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被看作独立分子物种的聚集体，它们之间就存在化学键。简单地说，化学键是指物质内部原子之间的强相互作用力。不同的外在性质反映了不同的内部结构各自内部的结合力不同本章内容提要分子结构离子键的形成离子键的特征离子晶体价键理论的基本要点和应用杂化轨道理论的基本要点和应用分子晶体原子晶体——范德华力离子键理论分子间作用力共价键理论化学键金属键理论金属键的形成金属晶体的特征3.1离子键与离子晶体3.2共价键3.3金属键理论第三章化学键与分子结构3.1离子键理论·····Na·+:Cl·→Na+[:Cl:]····一、离子键的形成势能与核间距之间的关系1.当rr0，正负离子靠静电相互吸引，随着r减小，V减小，体系稳定；2.当rr0时，相互之间电子斥力急剧增加，导致势能骤然上升；3.当r=r0时，V有极小值，此时体系最稳定，表明形成了离子键。正负离子间的静电吸引力叫作离子键。设r为两原子核之间的核间距。3.1.2离子键的形成条件X为两元素的电负性的差值：X1.7，发生电子转移，形成离子键；X1.7，不发生电子转移，形成共价键。极性增大非极性共价键极性共价键离子键化合物中不存在百分之百的离子键，即使是NaF的化学键，其中也有共价键的成分。X1.7，实际上是指离子键的成分大于50%。（3）离子键的特点●本质是静电引力（库仑引力）●没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定）2RqqfNaClq+、q-为离子所带电荷,R为离子核间距。●属极性键:离子键的离子性与元素的电负性差有关3.1.4离子晶体的特点3熔点沸点较高NaClMgO熔点801C°2800C°沸点1413C°3600C°2导电性水溶液或熔融态导电，是通过离子的定向迁移完成的，而不是通过电子流动导电。4硬度高,延展性差1无确定的分子NaCl晶体是个大分子，晶体中无单独的NaCl分子存在。NaCl是化学式。常见的离子晶体NaCl晶体结构图CsCl晶体结构图闪锌矿结构（ZnS）AB型AB2型1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞,可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为______；丁晶体的化学式为______。1：1C2DEFXY3Z3.2共价键理论共享电子对●●Ro共价键的形成是由于成键原子的原子轨道相互重叠的结果。4.2.1价键理论共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子对使体系能量降低，从而成键。一对电子形成一个共价键。共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。一、共价键的本质和特点共价键理论要点形成的共价键越多，则体系能量越低，形成的分子越稳定。因此，各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。◆电子配对原理:键合双方各提供自旋方向相反的未成对电子◆原子轨道最大重叠原理:键合双方原子轨道应尽可能最大程度地重叠,这也是共价键的本质◆能量最低原理:共价键形成实例HF的生成一个s轨道、一个p轨道杂化形成二个等同的sp杂化轨道,每个sp轨道有1/2的S成份,1/2的p成份。通过共价键形成的分子叫做共价型分子，所生成的化合物叫做共价化合物。非金属元素之间的单质和化合物，以及绝大多数有机化合物都是通过共价键形成的。按照晶体结构的类型，共价键构成的物质分子型物质——分子晶体原子型物质——原子晶体1、分子晶体及特性：分子晶体：占据晶格结点的质点是小分子，分子间靠范德华力彼此规则排列。如：干冰(CO2)、冰(H2O)、固态氨(NH3)、氮(N2)、氧(O2)、氢(H2)特性：硬度小，熔沸点低;在常温下呈液态或气态；固液气态导电性差。分子晶体和原子晶体干冰(CO2)2、原子晶体:金刚石,SiC，SiO2①定义：占据晶格结点的质点为原子，原子间通过共价键规则排列。②特征：不存在独立的小分子;高熔沸点、高硬度;热电的不良导体在大多数溶剂中不溶解；延展性很差3、混合型晶体——石墨3.3金属键理论金属离子沉浸在自由电子的海洋中++++++++++++一、金属的改性共价键理论金属晶体的晶格结点上排列着金属原子或金属阳离子，在结点的间隙中有许多从金属原子上“脱落下来”的自由电子。金属键——由许多原子或离子共用一些能够不停地运动的自由电子而形成的特殊形式的共价键，叫金属键。所以，金属键又叫改性的共价键。3.3.4金属晶体绝大多数金属单质晶体堆积的结构类型为面心立方密堆积、六方密堆积和体心立方密堆积三种熔、沸点较大导电性、导热性好延展性好不透明与有金属光泽金属晶体的特性