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无机及分析化学ppt课件

性原子X以共价键 冰 相连的H原子,可 的
氢 和另一个高电负性 键 原子Y之间形成一 结
构 种弱键,称氢键。
氢 氧
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4、 条件
分子中必须有氢原子 ; 分子中含有高电负性且必须有孤对电子的原子。 小半径
5、 特点
• 静电力; • 有方向性,饱和性;
• 很弱的键:键能为 10-40kJ•mol-1 。
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(1)下列化合物中有氢键的是
A.CH3OH C.HOOH
B.CH3OCH3 D.A和C
(2)量子数n,l,m不能决定( )。
A.原子轨道的能量
B.原子轨道的数目
C.原子轨道的形状
D.电子的数目
(3)在多电子原子中,有下列四个电子, 其中能量最高的电子是( )。
A.(2, 1, 1, -1/2) B.(2, 1, 0, -1/2) C.(3, 1, 1, -1/2) D.(3, 2, -2, -1/2)
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3、离子极化对物质结构和性质的影响
离子极化对键型的影响 •离子极化导致负离子的电子云明显向正离子移 动,原子轨道重叠增强 •由离子键向共价键的过渡
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卤化银的键型
卤化银
AgF
AgCl
AgBr
AgI
卤素离子半
136
181
195
216
径/pm
阴、阳离子
262
307
321
342
半径之和/pm
实测键长/pm
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(8)参加杂化的原子轨道应是同一原子内能量相等的 原子轨道× (9)在NH3和H2O分子间只存在氢键、取向力和诱导 力 。× (10)在CH4、CH3Cl及CCl4三种分子中,碳原子的轨 道杂化类型一样√ (11)离子化合物NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次 增高× (12)在同一原子中,具有一组相同的量子数的电子不 能多于一个√ (13)以极性键结合的双原子分子一定是极性分子√
非导体
固态、液态不 导电,水 溶液导电
非导体
良导体
溶解性
易溶于极性 溶剂
不溶性
易溶于极性溶 剂
易溶于非极 性溶剂
不溶性
实例
NaCl, MgO
金刚石, SiC
HCl,NH3
CO2,I2
W,Ag,
Cu30
思考14、石墨中,层与层之间的结合力是
A. 共价键
B. 离子键
C. 金属键
√D. 范德华力
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原子核外电 子运动状态
解:1s22s22p63s23p63d54s2,四周期ⅦB族。3d有5个电 子,分别为Ψ3,2,-2、Ψ3,2,-1、Ψ3,2,0、Ψ3,2,1、Ψ3, 2,2。+2的M离子有3d轨道,如果增加两个电子,只能 排在4s轨道,由此可以推断M元素的电子排布,此元素 为Mn。d轨道有5个电子,按照Hund规则,5个d电子 分占5个d轨道,且自旋方向相同。
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例 某元素的电子层结构为1s22s22p63s23p63d104s1 (1)这是什么元素? (2)它有多少能级,多少轨道? (3) 它有几个未成对的电子?
解:为Cu元素,有七个能级,有15个轨道,只 有一个未成对电子。
例 具有下列价电子构型的元素,在周期表中属于哪 一周期,哪一族?
(1) (n-1)d10ns1;(2) ns2np6
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• 离子的变形性
离子在电场中的作用下,电子云发生变形的
难易;
主要考虑负离子的影响
强弱主要取决于:
(1)离子的半径 离子半径越大,变形性越强; (2)离子的电荷 负离子电荷数越高,变形性越强; 正离子的电荷越大,变形性越小 (3)离子的电子构型 当离子的半径和电荷数相近 时,18+2,18电子构型>9~17电子构型>8,2电子 构型
分子量


色散作用


分子间力


沸点、熔点 低

水中溶解度 小

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例:下列两组物质的色散力大小 1)卤素单质;2)卤化氢
解:卤素单质按色散力从大到小:I2, Br2, Cl2, F2;
卤化氢按色散力从大到小:HI, HBr, HCl, HF
思考:实际上卤化氢中HF的沸点高于HCl, 说明在HF分子
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氢键对熔沸点的影响
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分子内氢键对各种硝基苯酚的影响
有分子内氢键 没有分子内氢键
邻位 沸点℃ 45
间位 96
对位 OH
114
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思考9、下列各组分子中,化学键均有极性,但分
子偶极矩均为零的是
A. NO2、PCl3、CH4 B. NH3、BF3、H2S
√ C. N2、CS2、PH3
D. CS2、BCl3、PCl5(s)
内氢键使其熔、沸点较低。
O
O N
O 16
氢键对化合物性质的影响
对物质熔沸点的影响 分子间形成氢键使物质的熔沸点升高。
如NH3、H2O、HF,的熔沸点都高于同族氢化物 的熔沸点。 分子内形成氢键,常使其熔、沸点低于同类化合物 的熔沸点。 如邻位硝基苯酚的熔点是45℃;间位和对位的分 别为96℃和114℃。
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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。
OH O
HC
CH
OHO
F-H····F O-H ····O N-H ····N
E / kJ ·mol-1 28.0
18.8
5.4
除了分子间氢键外,还有 H
分子内氢键。例如,硝酸的分子
微粒波粒二象性 波函数与原子轨道
主量子数 定
角量子数 轨 道
四个量子数 磁量子数
多电子核外排布
能级图 三原则
Pauling不相容原理 能量最低
自旋量子数

洪特规则

元素周期系
7个周期、16个族
结 构
元素周期律 原子结构与周期律

元素基本性质的周期性
原子半径、电离势、 电子亲和势、电负性

离子键:无方向和饱和性、离子极化 离子化合物
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§5.8 晶 体 结 构
晶体类型 离子晶体 原子晶体
结点上的微 粒
正、负离子
原子
分子晶体 极性分子 非极性分子
金属晶体
原子、正 离子
结合力
离子键
共价键
分子间力、氢 键
分子间力
金属键
熔、沸点

很高

很低
有高有低
硬度

很硬

很软
硬度不一
机械性能

很脆

很弱 水溶液 导电
键的极性与分子的极性一致 异核多原子分子
键一定有极性,但分子是否有极性取决与 分子几何构型的对称性。
• 不对称结构的H2O:键有极性,分子有极性。 • 对称结构CCl4,CS2、CH4:键有极性,分子无极性。
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二、分子间力
1.取向力 两个固有偶极间存在的同极相斥、异极相吸
的定向作用称为取向作用。 两个极性分子相互靠近时,由于同极相斥、异极相 吸,分子发生转动,并按异极相邻状态取向,分子进一 步相互靠近。
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8
影响因素
分子体积越大,变形性越大,色散力越大。
本质
• 静电力; • 没有方向性和饱和性; • 比化学键弱得多:键能为 2~20 kJ•mol-1 。
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•对物理性质的影响
决定物质的熔点、沸点、气化热、熔化热、蒸气压、 溶解度及表面张力及硬度等物理性质的重要因素。
He Ne Ar Kr Xe
+_ +_
+_
+
_
分子离得较远
趋向
5
2.诱导力 由于诱导偶极而产生的分子间相互作用。
+_
分子离得较远
+ _ +_
分子靠近时
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。 • 非极性分子的极化率:
α愈大,诱导作用愈强。
• 极性分子与极性分子之间;
• 极性分子与非极性分子之间; 6
2
3.分子极性用偶极矩来衡量 μ = q ·d
偶极矩(单位:德拜(D))是一个矢量,其方向由正到负。 偶极矩越大表示分子的极性越
一些分子的偶极矩μ(×10-30 C·m)
分子式
H2 N2 CO2 CS2 CH4 CO CHCl3 H2S
偶极矩
0 0 0 0 0 0.40 3.50 3.67
分子式
SO2 H2O NH3 HCN HF HCl HBr HI
中还存在其它的相互作用?可能是什么?
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三、. 氢键 (hydrogen bond) 1 现象
12
2、产生
高电负性原子X和H原 子之间可形成共价键:
X-H
由于X电负性大,共用
电子对强烈地偏向X一
边:
XH +
若遇另一分子中高电 负性Y原子,H可与Y 形成弱键:
X-H……Y-H
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3. 释义
分子中高电负
知识回顾
分子中原子 间作用力
离子键
化学键
共价键
成键条件、特征、晶格能、物 理性质影响、键的极性
电子配 对理论
σ键和π键
轨道杂 化理论
sp 、sp2、sp3 分子空间构型
分子间作用力
取向力、诱导力、色散力 极性分子
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§5-6 分子间力和氢键
一、分子的极性 1.共价型分子是否有极性,取决于分子中正、负电 荷的分布。 2.分子的极性与键的极性的关系: ① 分子中的化学键均无极性,则分子无极性。 ② 分子中的化学键有极性,但分子的空间构型对称, 键的极性互相抵消,则分子无极性。 ③ 分子中的化学键有极性,分子的空间构型不对称, 键的极性不能抵消,则分子有极性。
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