价层电子对互斥理论.pptx
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1、四、价层电子对互斥理论1.要点:2.分子或离子的空间构型决定了中心原子周围的价层电子数。3.价层电子对尽可能彼此远离,使它们之间的斥力斥力最小,4.通常采取对称结构2021/9/1212.推断分子或离子空间构型的步骤:推断分子或离子空间构型的步骤:(1)确定中心原子价层电子对数价层电子对数=(中心原子价电子数+配位原子提供的电子数-离子电荷代数值)/2H和(X)卤原子各提供一个价电子,O和S提供的电子数为0。卤素作为中心原子时,提供的价电子数为7。O、S作为中心原子时,提供的价电子数为6。2021/9/122例:价电子数价电子对数NH4+N=5+4-1=8CCl4N=8NO2N=5ICl2-N
2、=10OCl2N=8PO43-N=5+3=84442.5542021/9/123(2)根据中心原子价层电子对数,找到相应电子对的排布,这种排布方式排布方式可使电子对之间的斥力最小。电子对数23456电子对排布直线平面三角四面体三角双锥八面体(3)分子的构型取决于中心原子的价层电子对数目数目及电子对的构型构型。NH3CH4AsH3SF2SF4ClF32021/9/124(4)配位原子按相应的几何构型排布在中心原子周围,每1对电子连结1个配位原子,剩下未结合的电子便是孤对电子,孤对电子的位置会影响分子的空间构型。H2OICl2-SF2SF4ClF3XeF2XeF4IF52021/9/125原则:孤
3、对-孤对的排斥力孤对-成键电子对的排斥力成键-成键电子对的排斥力在包括有多重键的分子中,多重键作单键处理,多重键对成键电子对的排斥力大小次序为:叁键双键单键中心原子相同时,配体电负性变大,键角变小。(由于对成键电子对吸引力较大,使共用电子对离中心原子较远,占据空间角度较小).NF3和NH3SCl2和SF2 配位原子相同时,随中心原子电负性变小,键角减小.NH3PH3OH2SH2P188表8-112021/9/1262021/9/1272021/9/1282021/9/1292021/9/1210五、分子轨道理论问题:B2、O2的磁性(顺磁性)?H2+可以稳定存在,?1932年,R.S.Mull
4、ikenF.Hund1.理论要点:(1)分子中电子在整个分子范围内运动。分子中电子的运动状态称为分子轨道。分子轨道是分子轨道是由原子轨道组合成的。由原子轨道组合成的。(2)分子轨道数目与组成的原子轨道数目相等数目相等。(3)分子总能量为电子所具有能量之和能量之和(4)原子按一定空间位置排列后,电子逐个填入,构成整个分子。2021/9/1211(5)电子在分子轨道中的排布遵守三原则。(6)原子轨道线性组合应符合三原则。(7)分子轨道有轨道和轨道。2.不同原子轨道的线性组合(1)s-s重叠:形成一个成键轨道s-s,一个反键轨道s-s*(2)s-p重叠:形成一个成键轨道s-p,一个反键轨道s-p*2
5、021/9/12122021/9/1213(3)p-p重叠:头碰头形成轨道p-p,p-p*肩并肩形成轨道p-p,p-p*2021/9/1214p-d重叠:肩并肩形成轨道p-d,p-d*2021/9/1215(3)p-p重叠:头碰头形成轨道,肩并肩形成轨道分别记作:p-p,p-p*和p-p,p-p*(4)p-d重叠:肩并肩形成轨道p-d,p-d*(5)d-d重叠:肩并肩形成轨道d-d,d-d*2021/9/12163.分子轨道理论的应用(1)H2分子的形成电子排布:(1s)2(2)H2+:(1s)1H2电离出一个电子得到H2+体系能量下降1,可以稳定存在。(3)He2分子:(1s)2(1s*)2
6、稳定化能相抵消,不能有效成键。He2分子不会存在。He2+存在于氦放电管中,形成三电子键2021/9/1217(4)第二周期,同核双原子分子的分子轨道第二周期,同核双原子分子的分子轨道第二周期同核双原子分子的分子轨道能级图2021/9/12182021/9/1219第二周期,同核双原子分子的分子轨道Li,Be,B,C,N分子轨道为:O,F,Ne的分子轨道为:思考题:为什么会有二套轨道?(书195)以上不同的排布方式可以用钻穿效应钻穿效应解释2021/9/1220 同核双原子分子的分子轨道表达式:同核双原子分子的分子轨道表达式:Li26eKK:内层电子不成键,Li2中一个键,键级为1Be28e键
7、级键级 =(成键电子数(成键电子数-反键电子数)反键电子数)/2键级为0,不存在Be2B210e键级为1,2个单电子键,分子有单电子,有顺磁性。2021/9/1221键级为2逆磁性N214eC212e键级为键级为3二个二个键键一个一个键逆磁性逆磁性问题:N2+分子轨道电子排布式如何?并比较N2+、N2其稳定性。2021/9/1222键级为键级为2 1个个 键键 2个个3电子电子 键键 3电子电子 键的键能为正常键的键能为正常 键键能的一半键键能的一半O216e顺磁性顺磁性O2+O2O2-O22-键级2.521.51未成对电子数1210磁性顺磁顺磁顺磁反磁磁矩?磁矩?作业:O2+O2-O2O22
8、-分子轨道电子排布式如何?键级?磁性?稳定性?磁矩?键长大小的顺序?2021/9/1223F218e键级为11个键,逆磁性Ne220e键级为0,氖以单原子分子存在。2021/9/1224(5)第二周期异核第二周期异核双原子分子轨道能级双原子分子轨道能级图图遵循能量近似能量近似、最大最大重叠重叠、对称性原则对称性原则CO:14N2:14有三重键,二个键一个键,逆磁性122232421452有三重键,二个键一个键2021/9/1225N2和CO分子轨道符号对照表同核双原子分子N22s2s2py 2pz2px2py 2pz 2px 异核原子分子CO341526CO与N2的电子数目相同,互为等电子体等
9、电子体。二个或二个以上的分子(或离子),它们的原子原子数相同,电子数也相同数相同,电子数也相同等电子体等电子体等电子体结构相似,性质有一定的相似性2021/9/1226例如:CO2、N2O、N3-、NO2+问题:写出NO、NO+、NO-的分子轨道电的分子轨道电子排布式?子排布式?磁性?键级?键长?稳定性?22e中心原子以键与配原子相连,整个分子或离子中还有2个34键。BO33-、CO32-、NO3-为平面三角形构型ClO4-、SO42-、PO43-、SiO42-均为四面体结构Xe和I-,XeF2和IF2-,XeF4和IF4-为等电子体XeO3和IO3-是等电子化合物,具有相同的构型BN和C22
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