《分子结构》精选课件.ppt

分子结构 张帆 大纲分析 7.　分子结构 路易斯结构式 价层电子对互斥模型 杂化轨道理论对简单分子（包括离子）几何构型的解释。 共价键。键长、键角、键能 σ键和π键，离域π键 共轭（离域）体系的一般性质 等电子体的一般概念 键的极性和分子的极性 相似相溶规律 对称性基础（限旋转和旋转轴、反映和镜面、反演和对称中心） 经典共价键理论-LewisStructure（八隅律） 练习 八隅律的修正 第三周期的元素有d轨道，也能杂化成键，因此不再是8电子稳定，需要修正。 修正的思想：将所有的价层电子全部成单。例如：S元素,||,||,|,|→|,|,|,|,|,|6个单电子全部成键后硫的周围有12个电子。因此12电子是富电子S的稳定结构之一 Lewis结构式稳定性的判据??形式电荷QF 形式电荷的计算 计算方法（必须画出符合八隅的结构） 形式电荷=价电子数-键数-孤对电子数 形式电荷=键数-特征数（8-价电子数） 形式电荷=键数-修正后的特征数 修正后的特征数=实际价电子总数-价电子数 例如SF6中，S修正后的12-6=6 稳定性规则：异号相邻稳定，同号相邻不稳定，同号远离稳定，带的电荷越少（相对）越稳定 练习 共振结构式 注意一点：先算后画 画出共振结构式 臭氧 NO2Cl N2O 特殊情况 分子和离子的形状-TheVSEPRmodel1940-sidgwick 分子的共价键中的价电子对以及孤对电子由于相互排斥作用而趋向尽可能彼此远离，分子尽可能采取对称的结构。 若一个中心原子和几个配位原子形成分子时，分子的几何构型取决于中心原子周围地价电子数目。价电子包括价层轨道中成键电子对(bp)和孤电子对(lp). 不同价电子对间排斥作用的顺序为： lp－lp?lp－bp?bp－bp 分子中的多重键按单键处理（忽略?键） 价层电子对数确定方法 价层电子对数＝?(中心原子价电子总数＋配位原子提供电子数–离子电荷数) 配位原子提供电子数：H,Cl,1;O,S,0;N,-1. 价电子对数目与分子构型 ClF3 三种构型选择 NO2 键角的讨论 讨论 解释键角：H2OH2SH2Se 判断分子构型：XeF2 杂化轨道(Hybrid Obital) sp杂化轨道: sp2杂化 sp2杂化—乙烯 sp3杂化 sp3杂化及其成键过程 杂化轨道与分子形状(Hybridizationandmolecularshape) 杂化轨道理论不能预测分子的几何构型 d－pπ键的讨论 d－pπ键的应用 离域π键 注意几点 灵活运用等电子体原理进行迁移 掌握计算大π键电子数的方法 等电子体原理 (a)可以解释共价分子几何构型 (SiH3)3N与(CH3)3N有不同的几何构型，前者为平面三角形，后者为三角锥型。这是由于在(SiH3)3N中N原子可以采取sp2杂化，未杂化的2p轨道（有一对孤对电子对）可以“肩并肩”地与Si原子的3d空轨道重叠而形成d－pπ键，使平面三角形结构得以稳定。(CH3)3N中的C原子不存在d价轨道，所以原子必须采取sp3杂化，留给孤对电子对以合适的空间。 (b)可以解释Lewis碱性的强弱 比较H3C－O－CH3与H3Si－O－CH3的碱性，前者的碱性强于后者的碱性。这也是由于在H3Si－O－CH3中O原子上的孤对电子对可以占有Si原子的3d空轨道，形成d－pπ键，从而减弱了O原子的给出电子对能力，使得后者的Lewis碱性减弱。 (c)可以解释键角的变化 对于NH3与NF3，∠HNH＞∠FNF，而对于PH3与PF3，∠HPH＜∠FPF。两者是反序的，这是因为后者是由于F原子上的孤对电子对占有P原子上的3d空轨道，增强了P原子上的电子云密度，使成键电子对之间的排斥力增大，所以键角变大。 * * 1916年，美国化学家路易斯（G.N.Lewis）提出：分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构。这种稳定结构通过原子间共用一对或若干对电子来实现。这种分子中原子间通过共用电子对结合而成的化学键称为共价键。 共价分子中成键数和孤电子对数的计算： a．令no?共价分子中，所有原子形成八电子构型（H为2电子构型）所需要的电子总数 b．令nv?共价分子中，所有原子的价电子数总和+离子所得\失的电子 c．令ns?共价分子中，所有原子之间共用电子总数 ns=no?nv，ns/2=(no?nv)/2=成键电子对数（成键数） d．令nl?共价分子中，存在的孤电子数。（或称未成键电子数） nl=nv?ns，nl/2=(nv?ns)/2=孤对电子对数 nl/2 ns/2 nv no NO32- H2CN2 N5+ HN3 P4S3 计算，填写下列表格。并写出5种物质的Lewis结构式 (24-8)/2=8 (16-12)/2=2 (24-16)/2=4 (16-10)/