第3章化学键之一

第三章化学键

★物质的性质——取决于物质分子的性质——取决于分子内部的结构。

★这里的分子结构包括：

●分子的组成

●化学健

●分子的几何形状

●分子间作用力

●分子结构与物质物理、化学性能的关系。★化学键的类型

离子键、共价键、金属键和配位键

3.1离子键和离子化合物

玻恩—哈伯循环

Na(s)+?Cl2(g)——————NaCl(s)

(1)(2)△fHU(5)

Na(g)+Cl(g)Na+(g)+Cl-(g)NaCl(g)

(3)(4)

△H1=106.5kJ.mol-1,△H2=123.5kJ.mol-1△H3=(476.8-348.8)kJ.mol-1△H4=-526kJ.mol-1△H5=-243kJ.mol-1

△fH=△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=-411kJ.mol-1

晶格能U=-(△H4+△H5)=769kJ.mol-1

★离子键形成的主要原因：晶格能较大（8电子结构的稳定性为主因是不恰当的）

★离子键键能是指

NaCl(g)→Na(g)+Cl(g)

-（△H3+△H4）＝398kJ.mol-1★晶格能——Ｕ：常用来反映离子键的强弱

●晶格能越大，键越牢固，晶体越稳定，晶体的熔点越高，硬度越大。

●影响晶格能的因素

（1）离子电荷（2）离子半径

（3）离子的电子层构型——三大法定

★离子键的本质：主要地为正负离子的静电相互作用（但亦有部分的轨道重叠）

★离子键的特征：无方向性和无饱和性

★离子性百分数：CsF92%，HCl17.6%

电负性差△X=XA-XB＞1.7视为离子化合

△X=XA-XB＜1.7视为共价化合物

NaCl的△X=3.0-0.9=2.1几种离子晶体晶格能与性质的关系

3.2共价健和共价化合物

★共价键的发展过程：

路易斯的八隅律→海特勒-伦敦的价健论→鲍林的杂化论→密立根-洪特的分子轨道论。

3.2.1八隅律：以N2Cl2H2O为例

3.2.2价键理论

★Ｈ2分子共价键的形成和共价键的本质

●两个Ｈ原子的1Ｓ轨道重叠能使Ｈ2分子能量降低或升高：两电子自旋方向相反为降低。氢分子形成过程

的能量曲线

●形成稳定Ｈ2分子时，既有能量降低方面（势能降低、动能也降低，后者为主），又有能量升高方面（电子间排斥和核间排斥均使能量升高），综合起来，能量降低值超过了能量升高值，体系总能量是降低的，所以Ｈ2分子能稳定存在。

★共价键本质：原子间轨道发生重叠并共用自旋方向相反的一对电子而使体系的能量降低。★价键理论要点

（1）具有自旋方向相反的成单电子的原子相互接近时，可形成稳定的化学健。

（2）成键电子的轨道重叠越多，核间电子出现的几率密度越大，所形成的键越稳定。

★共价键的特征：有饱和性及有方向性

★共价键的类型：以轨道的重叠部分的对称性来划分。有σ键、π键、δ键等。

●σ键——头碰头重叠方式

●π键——肩并肩重叠方式

●δ键——面对面重叠方式σ、π键几种轨道重叠类型

σ键、π键重叠方式键轴概念

氮分子的轨道重叠方式（Ｎ≡Ｎ）

3.2.3杂化轨道理论

★CH4——sp3杂化成键

●实测分子空间构型——中心原子轨道需要杂化成键才能与事实相符。

●杂化——类型不同、能量相近的同一原子的轨道相互叠加，重新组合，能量重新分配，形成一套新轨道的过程。

●杂化轨道——经杂化后的轨道

●杂化有等性杂化和不等性杂化甲烷杂化形成过程

甲烷杂化成键与空间构型图示

★由杂化形成过程示意图知：

●杂化轨道数＝4个

●杂化轨道成分：?S+?P

●杂化轨道空间构型：正四体

●杂化轨道间夹角：109028′

●甲烷分子的空间构型：正四面体

●杂化轨道的能量＝(Ｅ2s+3E2p)/4

●杂化性质：等性杂化

★为何要杂化？

●

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