大学化学分子结构 61页

第四章物质结构Ⅱ.分子结构4.4离子化合物章总目录4.5共价化合物4.6杂化轨道理论4.7分子间力和氢键\n学习要求：1.掌握离子键理论的基本要点，理解决定离子化合物性质的因素及离子化合物的特征；2.掌握电子配对法及共价键的特征；3.掌握、运用杂化轨道理论来解释一般分子的构型；4.掌握分子轨道理论的基本要点，并能用其来处理第一、第二周期同核双原子分子；5.了解离子极化、分子间力的概念，掌握分子间力的类型掌握氢键的形成和特征。\n分子结构的研究内容包括化学键的类型及其性质、分子的空间构型、分子间力、分子的结构与物质的性质的关系等。分子中直接相邻的原子间的强烈相互作用力称为化学键。化学键可分为离子键、共价键、金属键等。\n一、离子键的形成离子键理论的基本要点：当电负性很小的金属原子和电负性很大的非金属原子相互靠近时，前者易失去电子形成具有稳定电子结构的阳离子，后者易得到电子形成具有稳定电子结构阴离子。而正、负离子靠静电引力作用结合在一起，这种静电引力作用称为离子键。如NaCl的形成。§7.1离子键\nCl＋e→Cl-1s22s22p63s23p51s22s22p63s23p6(χ=3.0)[Ar]Na+Cl-Na+＋Cl-Na+Cl-静电引力离子键Na-e→Na+1s22s22p63s11s22s22p6(χ=0.9)[Ne]\n由离子键形成的化合物叫离子化合物，它们以离子晶体存在，如NaCl。ⅠA、ⅡA金属阳离子（Be除外）与ⅦA非金属阴离子可形成典型的离子型化合物。在离子晶体中无法分辨出一个个独立的“分子”。所以，NaCl、KCl均为化学式，而非分子式。NaCl晶体结构(红球－Na+,绿球－Cl-)\n二、离子键的特征(1)离子键的本质是静电引力(2)无方向性和饱和性：(3)键的离子性大小取决于电负性差值大小电负性差值越大，相互作用越强。典型的离子化合物也有共价成分。\n离子的性质很大程度上决定着离子型化合物的性质。1.离子电荷：离子电荷越高、静电引力越强，则离子键越强，相应化合物熔点越高。2.离子半径：根据正、负离子的核间距即正、负离子的有效半径之和测得。离子半径越小，离子间吸引力越大，相应化合物熔点也越高。二、离子的特征\n离子半径变化的规律：⑴同族元素离子半径从上而下递增。如r(Li+)r(Mg2+)>r(Al3+)r(F-)r(S)r(Fe3+)HCl>HBr>HI对于多原子分子:含极性键的多原子分子不一定是极性分子，还与分子的空间构型有关系如：CH4CCl4无极性，CHCl3有极性化学键的极性与分子极性的关系\n非极性分子的瞬时偶极之间的相互作用一大段时间内的大体情况每一瞬间二、分子间力（1）色散力:由于瞬时偶极而产生的分子间相互作用。定义:分子间的相互作用称为分子间力，又叫范德华力。\n决定诱导作用强弱的因素：极性分子的偶极矩：μ愈大，诱导作用愈强。非极性分子的变形性：α愈大，诱导作用愈强。分子离得较远分子靠近时（2）诱导力：由于诱导偶极而产生的分子间相互作用力。\n（3）定向力：由于固有偶极的取向而引起的分子间的作用力。分子离得较远定向诱导\n分子极性色散作用诱导作用取向作用非-非√非-极√√极-极√√√分子间力是三种吸引力的总称，其大小一般为几kJ·mol－1，比化学键小1－2个数量级。\n分子间力的特点：不同情况下，分子间力的组成不同。分子间力作用的范围很小(一般是300－500pm)。分子间作用力较弱，既无方向性又无饱和性。\n分子量色散作用分子间力沸点熔点水中溶解度HeNeArKrXe小大小大小大低高小大决定物质的熔、沸点、气化热、熔化热、蒸气压、溶解度及表面张力等物理性质的重要因素。分子间力的意义：\n三、氢键H2O、HF和NH3的沸点为何反常的高？原因——存在氢键。\n氢键的形成条件：①分子中有电负性大、半径小且有孤对电子的元素(F，O，N)；②有和上述原子以共价键相连的H原子①氢键是一种很弱的键②具有饱和性和方向性氢键的特点：氢键的定义：与电负性大的原子结合的氢原子和另一电负性大的原子的孤对电子间的静电引力.X—H······Y（X,Y＝F,O,N）\n氢键的方向性是指X－H···Y三个原子在同一直线。因为H原子体积很小，为了减小X,Y原子负电荷之间的排斥力，它们应尽量远离。氢键的饱和性是指每一个X－H只能与一个Y原子形成氢键。FF（O、N）HFH\n除了HF、H2O、NH3有分子间氢键外，在有机羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白质中也有氢键的存在。例如：甲酸靠氢键形成二聚体。HCOOHHOOHC除了分子间氢键外，还有分子内氢键。例如，硝酸的分子内氢键使其熔、沸点较低。\n2氢键对物质性质的影响⑴对熔、沸点的影响使熔沸、点显著升高。⑵对溶解度的影响极性溶剂中，如果溶剂与溶质分子间形成氢键，促使分子间的结合，有利于溶解。如NH3极易溶于水。⑶对生物体的影响蛋白质和核酸分子内或分子间都存在大量的氢键。\n例：比较邻硝基苯酚和对硝基苯酚的沸点高低形成分子间氢键形成分子间氢键和分子内氢键汽化时只需破坏分子内氢键<\n1．下列化合物中，有分子内氢键的化合物是（）AH2OBNH3CCH3FDHNO32．干冰升华吸收能量以克服（）A键能B取向力C诱导力D色散力自测题：DD\n3.下列各组判断中，不正确的是（）ACH4，CO2，BCl3非极性分子BCHCl3，HCl，H2S极性分子CCH4，CO2，BCl3，H2S非极性分子DCHCl3，HCl极性分子4.下列说法中正确的是（）A色散力仅存在于非极性分子之间B极性分子之间的作用力称为定向力C诱导力仅存在于极性分子于非极性分子之间D分子量小的物质，其熔点、沸点也会高于分子量大的物质CB\n5.下列各体系中，溶质和溶剂分子之间，三种范德华力和氢键都存在的是（）AI2的CCl4溶液BI2的酒精溶液C酒精的水溶液DCH3Cl的CCl4溶液6.H2O分子中O原子的杂化轨道是（）；BeCl2分子中Be原子的杂化轨道是（）；CCl4分子中C原子的杂化轨道是（）；AspBsp2Csp3Ddsp2CCAC