資源描述：
《近代價鍵理論》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第八章化學(xué)鍵和分子、晶體結(jié)構(gòu)Chapter8 ChemicalBondsandStructuresofMolecules&Crystals這一章是化學(xué)的核心，因為結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。如白磷、紅磷的結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不同；石墨、金剛石和C60等的結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不同。這一章重點(diǎn)講授共價鍵、離子鍵、金屬鍵以及分子幾何構(gòu)型、金屬晶體、原子晶體和離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)。另外我們也討論分子間的作用力以及對分子晶體的一些性質(zhì)的影響?！?-1 共價鍵與分子幾何構(gòu)型CovalentBondsandMolecularGeometricStructure一、經(jīng)典共價鍵理論（ClassicalCovalentBondTheor
2、y）?LewisStructure(OctetRule)（八電子規(guī)則） 1．基本思想：當(dāng)ns、np原子軌道充滿電子，會成為八電子構(gòu)型，該電子構(gòu)型是穩(wěn)定的，所以在共價分子中，每個原子都希望成為八電子構(gòu)型（H原子為2電子構(gòu)型）?！?．共價分子中成鍵數(shù)和孤電子對數(shù)的計算：例如：P4S3、HN3、N、H2CN2（重氮甲烷）、NO(1)計算步驟：a．令no?共價分子中，所有原子形成八電子構(gòu)型（H為2電子構(gòu)型）所需要的電子總數(shù)b．令nv?共價分子中，所有原子的價電子數(shù)總和c．令ns?共價分子中，所有原子之間共享電子總數(shù)ns=no-nv，ns/2=(no-nv)/2=成數(shù)d．令nl?共價分子中，存在的孤電子
3、數(shù)。（或稱未成鍵電子數(shù)）nl=nv-ns，nl/2=(nv-ns)/2=孤對電子對數(shù)P4S3HN3NH2CN2NOno7×8=562+3×8=265×8=402×2+8×3=284×8=32nv4×5+3×6=381+3×5=165×5-1=241×2+4+5×2=165+6×3+1=24ns/2(56-38)/2=9(26-16)/2=5(40-24)/2=8(28-16)/2=6(32-24)/2=4 3．Lewis結(jié)構(gòu)式的書寫145CH2N2（重氮甲烷） 當(dāng)Lewis結(jié)構(gòu)式不只一種形式時，如何來判斷這些Lewis結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性呢？如HN3可以寫出三種可能的Lewis結(jié)構(gòu)式，可以寫出四種
4、可能的Lewis結(jié)構(gòu)式，而重氮甲烷只能寫出兩種可能的Lewis結(jié)構(gòu)式?！?．Lewis結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定性的判據(jù)??形式電荷QF（formalcharge）(1)QF的由來 以CO為例 no=2′8=16nv=4+6=10ns/2=(16-10)/2=3nl/2=(10-6)/2=4為了形成三對平等的共價鍵，可以看作O原子上的一個價電子轉(zhuǎn)移給C原子，即：，所以氧原子的QF為+1，碳原子的QF為-1。從這個實(shí)例中可以看出：形式電荷與元素性質(zhì)沒有任何直接聯(lián)系，它是共價鍵形成的平等與否的標(biāo)志。(2)QF的計算公式：QF=原子的價電子數(shù)-鍵數(shù)-孤電子數(shù)在CO中，QF(C)=4-3-2=-1QF(O)=6-3
5、-2=+1對于HN3 形式(I)、(III)中形式電荷小，相對穩(wěn)定，而形式(II)中形式電荷高，而且相鄰兩原子之間的形式電荷為同號，相對不穩(wěn)定，應(yīng)舍去。QF可以用另一個計算公式來求得：QF=鍵數(shù)-特征數(shù)(特征數(shù)=8-價電子數(shù))對于缺電子化合物或富電子化合物，由于中心原子的價電子總數(shù)可以為6(BF3)、10(OPCl3)、12(SF6)等，則中心原子的特征數(shù)應(yīng)該用實(shí)際價電子總數(shù)（修正數(shù)）減去其價電子數(shù)來計算。例如SF6中S的特征數(shù)不是2，而應(yīng)該是6（12-6=6）。(3)穩(wěn)定性的判據(jù)： a．在Lewis結(jié)構(gòu)式中，QF應(yīng)盡可能小，若共價分子中所有原子的形式電荷均為零，則是最穩(wěn)定的Lewis結(jié)構(gòu)
6、式；b．兩相鄰原子之間的形式電荷盡可能避免同號。(4)如果一個共價分子有幾種可能的Lewis結(jié)構(gòu)式，那么通過QF的判斷，應(yīng)保留最穩(wěn)定和次穩(wěn)定的幾種Lewis結(jié)構(gòu)式，它們互稱為共振結(jié)構(gòu)。例如：H－N＝N＝NH－N－N≡N,互稱為HN3的共振結(jié)構(gòu)式?！?．Lewis結(jié)構(gòu)式的應(yīng)用（ApplicationofLewisstructures）(1)可以判斷Lewis結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性；例如：氰酸根離子OCN－比異氰酸根離子ONC－穩(wěn)定。(2)可以計算多原子共價分子的鍵級；如上面的H－N(a)－N(b)－N(c)中，(I)、(III)兩個HN3共振結(jié)構(gòu)式可知：N(a)－N(b)之間的鍵級=(1+2)/2=3/
7、2，N(b)－N(c)之間的鍵級=(2+3)/2=5/2再如：C6H6（苯）的共振結(jié)構(gòu)式為，其C－C鍵級=(1+2)/2=3/2145(3)可以判斷原子之間鍵長的長短。鍵級越大，鍵能越大，鍵長越短。在HN3中，N(a)－N(b)的鍵長＞N(b)－N(c)的鍵長，在C6H6中，C－C鍵的鍵長都是一樣的，都可以通過鍵級來判斷?！?．特殊情況（Specialconditions）(1)對于奇電子化合物，
