第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 一、共价键 (一)共价键的形成与特征 1、共价键的形成 (1)概念：原子间通过 共用电子对 所形成的相互作用，叫做共价键。 (2)成键的粒子：一般为 非金属 原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)本质：原子间通过 共用电子对 (即原子轨道重叠)产生的强烈作用。 2、共价键的特征 (1)饱和性：按照共价键的 共用电子对 理论，一个原子有几个 未成对电子 ，便可和几个 自旋状态相反 的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。 (2)方向性：除s轨道是 球形 对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的越 多 ，电子在核间出现的概率越 大 ，所形成的共价键就越 牢固 ，因此共价键将尽可能沿着 电子出现概率最大 的方向形成，所以共价键具有方向性。如图所示。 (二)共价键类型 1、σ键 形成 由两个原子的s轨道或p轨道“ 头碰头 ”重叠形成 类型 s-s型 s-p型 p-p型 特征 以形成化学键的两原子核的 连线 为轴做旋转操作，共价键电子云的图形 不变 ，这种特征称为轴 对称 ；σ键的强度较 大 2、π键 形成 由两个原子的p轨道“ 肩并肩 ”重叠形成 p-p π键 特征 π键的电子云具有 镜面对称 性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的 两侧 ，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为 镜像 ；π键 不能 旋转；不如σ键 牢固 ，较易 断裂 3、判断σ键、π键的一般规律 共价单键为 σ 键；共价双键中有一个 σ 键、一个 π 键；共价三键由一个 σ 键和两个 π 键组成。 共价键的分类 二、键参数———键能、键长与键角 (一)键能 1、概念 气态分子中 1_mol 化学键解离成气态原子所 吸收 的能量。它通常是298.15 K、100 kPa条件下的标准值，单位是 kJ·mol－1 。 2、应用 (1)判断共价键的稳定性 原子间形成 共价 键时，原子轨道重叠程度越 大 ，释放能量越 多 ，所形成的 共价 键键能越 大 ，共价键越 稳定 。 (2)判断分子的稳定性 一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越 大 ，分子越 稳定 。 (3)利用键能计算反应热 ΔH＝ 反应物 总键能－ 生成物 总键能 (二)键长和键角 1、键长 (1)概念：构成化学键的两个原子的 核间距 ，因此 原子半径 决定共价键的键长，原子半径越 小 ，共价键的键长越 短 。 (2)应用：共价键的键长越 短 ，往往键能越 大 ，表明共价键越 稳定 ，反之亦然。 2、键角 (1)概念：在多原子分子中，两个相邻 共价键 之间的夹角。 (2)应用：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有 方向 性，因此键角影响着共价分子的 空间结构 。 (3)试根据空间结构填写下列分子的键角 分子的空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3等 三角锥形 107° NH3 V形(角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH (4)部分键角图解 第二节 分子的空间结构 一、分子结构的测定 1、早年科学家主要靠对物质的 化学性质 进行系统总结得出规律后进行推测，现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如 红外光谱 、晶体 X射线 衍射等。 2、红外光谱在测定分子结构中的应用 分子中的原子不是 固定不动 的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些 化学键 的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现 吸收峰 。通过和已有 谱图库 比对，或通过 量子化学 计算，可以得知各吸收峰是由哪种 化学键 、哪种 振动 方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种 化学键 或 官能团 的信息。 3、质谱法在测定分子相对分子质量中的应用 现代化学常利用质谱仪测定分子的 相对分子 质量。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带 正电荷 的分子离子和碎 ... ...
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