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1、无机化学 分子结构第1页，本讲稿共62页本本章章围围绕绕以以共共价价键键结结合合的的分分子子讨讨论论有有关关共共价价键键的的各各种种理论模型以及分子的各种性质。理论模型以及分子的各种性质。分子结构通常包括：分子结构通常包括：1.分子的化学组成分子的化学组成2.分子的构型分子的构型3.分子中原子的化学键。分子中原子的化学键。概述概述第2页，本讲稿共62页路易斯观点：1.两个原子各取出一个电子配成对，通过共用电子对 来形成物质。2.8电子稳定构型八隅律。3.“共用电子对”共价键。即路易斯共价键理论。4.分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子，又称孤对电子。添加了孤对电子的结构式叫路易斯 结构式。
2、路易斯结构式路易斯结构式第3页，本讲稿共62页 键特点：两个原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式重叠，重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称。这种方式重叠程度大，键的键能大，稳定性高。价键理论价键理论(一一)第4页，本讲稿共62页 键特点：两个原子轨道以平行即“肩并肩”方式重叠，重叠部分对通过一个键轴的平面呈镜面反对称。它的重叠程度较小，键能比较小，稳定性较差。第5页，本讲稿共62页如果原子之间只有如果原子之间只有1 1对电子，共价键是对电子，共价键是单键单键，通常总是通常总是s s键键；如果原子间的共价键是；如果原子间的共价键是双键双键，由，由一个一个s s键一个键一个 键键组成；如果是组成；如果是叁
3、键叁键，则，则由一个由一个s s键和两个键和两个 键组成键组成。大量化学事实表明，上述大量化学事实表明，上述s s键和键和 键只是共价键中键只是共价键中最简单的模型，此外还存在十分多样的共价键类型，最简单的模型，此外还存在十分多样的共价键类型，如苯环的如苯环的p-p大大 键键等等。第6页，本讲稿共62页价层电子互斥模型价层电子互斥模型 分子的构型主要取决于中心原于价电子层中电子对(包括成键电子对和孤电子对)的互相排斥作用。而分子的构型总是采取电子对之间的斥力最小的那种。如果中心原子价层电子对全是成键电子对，则判断构型十分简单。电子对数构型实例2直线型BeCl2、HgCl23平面三角形BF3、B
4、Cl34正四面体CH4、NH4+、CCl4、SiCl4、5三角双锥PCl5、PF3Cl2、SbCl56正八面体SF6、MoF6第7页，本讲稿共62页 如果中心原子价层电子对中含有孤电子对，则每个孤电子对占有相当一个单键电子对的位置(对等同的单键位置，可任意选取，对不等同的单键则要按电子对之间斥力最小的原则选取。如三角双锥形中，孤电子对只允许占据平面三角形中任意单键位置)。SO32-第8页，本讲稿共62页 如果分子中有双键或叁键，则电子对互斥理论仍适用，把重键视作一个单键看待。如CO2分子为直线型OCO。第9页，本讲稿共62页 价电子对之间的斥力大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。电
5、子对之间的夹角越小，斥力越大。电子对之间斥力的大小顺序为孤电子对-孤电子对之间的斥力孤电子对-成键电子对之间的斥力成键电子对-成键电子对之间的斥力。中心原子价电子层电子对数的计数，即中心原子的价电子数加配体供给的电子数之和被2除。而氧族原子作为配体时可认为不提供共用电子，但当氧族原子作为中心原子时，可认为它提供6个价电子。如果讨论的物质是阳离子，如NH4+，中心原子N价电子2s22p3共5个加上四个配体各提供一个电子，减去一个电荷共8个电子，即4对价电子。第10页，本讲稿共62页例例:NH3和和PH3都是三角锥型。都是三角锥型。实测实测:氨分子中氨分子中H-N-H为为106.7，膦分子中，膦分
6、子中H-P-H为为93.5,为什么这两种分子的角度有这种差别？为什么这两种分子的角度有这种差别？第11页，本讲稿共62页例例:ClF3,试预测其分子几何构型。试预测其分子几何构型。第12页，本讲稿共62页例例:SF4,其其VSEPR理想模型为三角双锥体，排除孤对电理想模型为三角双锥体，排除孤对电子的分子立体结构由于孤对电子的位置不同有两种可能的子的分子立体结构由于孤对电子的位置不同有两种可能的模型模型:哪一种结构更合理呢？哪一种结构更合理呢？第13页，本讲稿共62页一、要点一、要点 为了解释分子或离子的立体结构,泡林以量子力学为基础提出了杂化轨道理论。要点：在形成分子时，由于原子的相互影响，能
7、量相近的不同类型的原子轨道混合起来，重新组成一组能量等同的新的杂化轨道。1.杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等2.杂化轨道又分为等性和不等性杂化两种3.杂化轨道成键时要求轨道最大重叠，键与键之间斥力最小。杂化轨道理论杂化轨道理论价键理论价键理论(二二)第14页，本讲稿共62页泡林假设：泡林假设：甲烷的中心原子甲烷的中心原子碳原子在形成化学键时碳原子在形成化学键时,4个价电子层原子轨道并不维持原来的形状个价电子层原子轨道并不维持原来的形状,而是发生而是发生“杂化杂化”，得到，得到4个等同的轨道个等同的轨道,总称总称sp3杂化杂化轨道，每个轨道为等价的轨道，每个轨道为等价的sp3轨
8、道轨道。如：甲烷分子实测的和如：甲烷分子实测的和VSEPR模型预测的立体结模型预测的立体结构都是正四面体。若认为构都是正四面体。若认为CH4分子里的中心原子碳的分子里的中心原子碳的4个价电子层原子轨道个价电子层原子轨道2s和和2px,2py,2pz分别跟分别跟4个氢个氢原子的原子的1s原子轨道重叠形成原子轨道重叠形成键键,无法解释甲烷的无法解释甲烷的4个个C-H键是等同的键是等同的,因为碳原子的因为碳原子的3个个2p轨道是相互正交轨道是相互正交的的(90 夹角夹角)，而，而2s轨道是球形的。轨道是球形的。第15页，本讲稿共62页除除sp3杂化，还有两种由杂化，还有两种由s轨道和轨道和p轨道杂化
9、的类型，一轨道杂化的类型，一种是种是1个个s轨道和轨道和2个个p轨道杂化，杂化后得到平面三角形分轨道杂化，杂化后得到平面三角形分布的布的3个轨道，总称个轨道，总称sp2杂化轨道杂化轨道；另一种是；另一种是1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化，杂化后得到呈直线分布的轨道杂化，杂化后得到呈直线分布的2个轨道，总称个轨道，总称sp杂化轨道杂化轨道。第16页，本讲稿共62页等性杂化轨道类型夹角分子的空间构型实例sp杂化1080直线型BtCl3sp2杂化1200平面三角形HgCl2sp3杂化109028/正四面体CH4、SiH4、NH4+sp3d2杂化900及1800正八面体SF6不等性杂化轨道类型（杂
10、化轨道中有孤对电子存在）不等性sp3杂化104045/角形 H2O H2S10705/三角棱锥 NH3 PH3第17页，本讲稿共62页讨论分子中的中心原子的杂化轨道类型的基础是：讨论分子中的中心原子的杂化轨道类型的基础是：预预先知道它的立体结构。如果没有实验数据，可以借助先知道它的立体结构。如果没有实验数据，可以借助VSEPR模模型对分子的立体结构作出预言。型对分子的立体结构作出预言。注意：注意：如果分子的中心原子上有采取如果分子的中心原子上有采取s-s-轨道的孤对电轨道的孤对电子存在，确定中心原子的杂化轨道类型必须考虑包括孤对电子存在，确定中心原子的杂化轨道类型必须考虑包括孤对电子在内的整个
11、分子的子在内的整个分子的s s-轨道骨架。轨道骨架。杂化轨道类型与杂化轨道类型与VSEPR模模型的关系如下表所示：型的关系如下表所示：杂化类型杂化类型sp3sp2spsp3d或或dsp3sp3d2或或d2sp3立体构型立体构型正四面体正四面体正三角形正三角形直线形直线形三角双锥体三角双锥体正八面体正八面体VSEPR模型模型AY4AY3AY2AY5AY6第18页，本讲稿共62页二、二、spsp3 3杂化杂化凡凡属属于于VSEPR模模型型的的AY4的的分分子子的的中中心心原原子子A都都采采取取sp3杂杂化化类类型型。例例如如，CH4、CCl4、NH4+、CH3Cl、NH3、H2O等等。等等。与中心
12、原子键合的是同一种原子，分子呈高度对称的正与中心原子键合的是同一种原子，分子呈高度对称的正四面体构型，其中的四面体构型，其中的4个个sp3杂化轨道自然没有差别，这种杂杂化轨道自然没有差别，这种杂化类型叫做化类型叫做等性杂化等性杂化。中心原子的中心原子的4个个sp3杂化轨道用于构建不同的杂化轨道用于构建不同的s s轨道，如轨道，如CH3Cl中中C-H键和键和C-Cl键的键长、键能都不相同，显然键的键长、键能都不相同，显然有差别，有差别，4个个s s键的键角也有差别，又如键的键角也有差别，又如NH3和和H2O的中的中心原子的心原子的4个杂化轨道分别用于个杂化轨道分别用于s s键和孤对电子对，这样的
13、键和孤对电子对，这样的4个杂化轨道显然有差别，叫做个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化不等性杂化。第19页，本讲稿共62页p能级总共只有能级总共只有3个个p轨道，当这些轨道，当这些p轨道全部以轨道全部以sp3杂化杂化轨道去构建轨道去构建s s轨道，中心原子就没有多余的轨道，中心原子就没有多余的p轨道去与键合轨道去与键合原子之间形成原子之间形成p-p 键了。因此，像键了。因此，像SO42、SO2Cl2、PO43等等等中心原子取等中心原子取sp3杂化轨道的杂化轨道的“物种物种”，其路易斯结构式中的，其路易斯结构式中的双键双键中的中的 键是由中心原子的键是由中心原子的d轨道和端位原子的轨道和端位原子
14、的p轨道形成轨道形成的，叫做的，叫做d-p 键。键。第20页，本讲稿共62页sp3的非平面性难以用画在平面上的路易斯结构表达，最的非平面性难以用画在平面上的路易斯结构表达，最好画立体结构图，常见的分子立体结构图许多种，侧重点互好画立体结构图，常见的分子立体结构图许多种，侧重点互不相同，如：不相同，如：第21页，本讲稿共62页第22页，本讲稿共62页三、三、sp2杂化杂化凡符合凡符合VSEPR模型的模型的AY3通式的分子或离子中心原子通式的分子或离子中心原子大多数采取大多数采取sp2杂化轨道杂化轨道。例如，。例如，BCl3、CO32、NO3、H2C=O、SO3等等。烯烃等等。烯烃C=Cd(C=C
15、)d(CC)；d(HF)d(HCl)d(HBr)d(HI)；CO分子中的分子中的C=O键介乎碳键介乎碳-碳双键碳双键和碳和碳-碳三键之间；碳三键之间；O2+、O2、O2、O22中的氧中的氧-氧键依次增氧键依次增长；等等。长；等等。第39页，本讲稿共62页2 2、共价半径、共价半径共价键的键长可以分解成键合原子的共价半径之和。共价键的键长可以分解成键合原子的共价半径之和。用同核共价键之半可以求出许多元素的共价半径，已知用同核共价键之半可以求出许多元素的共价半径，已知rA求求rB还可以借差减法由还可以借差减法由d(AB)的测定值估算。的测定值估算。共价半径的通用数据总是经过经验或理论校正的平均值，
16、共价半径的通用数据总是经过经验或理论校正的平均值，不同方法得到的数据并不一定相等。不同方法得到的数据并不一定相等。为比较不同原子的共价半径，共价键的性质必须相同，为为比较不同原子的共价半径，共价键的性质必须相同，为此建立了此建立了单键共价半径单键共价半径的概念。的概念。经常呈重键而不呈单键的元素的单键共价半径需经理论计经常呈重键而不呈单键的元素的单键共价半径需经理论计算获得。主族元素共价半径显示很好的周期性算获得。主族元素共价半径显示很好的周期性从上到下从上到下半半径径增大，从左到右半径减小。图表中增大，从左到右半径减小。图表中He、Ne、Ar无数据，无数据，因尚未合成其共价化合物。因尚未合成
17、其共价化合物。第40页，本讲稿共62页第41页，本讲稿共62页第二周期元素的单键共价半径与有效核电荷的第二周期元素的单键共价半径与有效核电荷的线性关系线性关系图图，共价半径，共价半径(单位单位pm)和将和将1/Z*X100得到的得到的数据，结果发现数据，结果发现r-Z曲线与曲线与1/Z*-Z曲线的平行性甚佳，可曲线的平行性甚佳，可见共价半径的大小确与原子的有效核电荷的倒呈数线性见共价半径的大小确与原子的有效核电荷的倒呈数线性相关。相关。利用共价半径的数据可以估算键长，例如，利用共价半径的数据可以估算键长，例如，CCl键长为键长为77pm+99pm=176pm，实验测定，实验测定CF3Cl分子中
18、分子中的的CCl键长为键长为175.5pm，估算值与实验值吻合得很好。，估算值与实验值吻合得很好。第42页，本讲稿共62页第43页，本讲稿共62页三、键能三、键能键键能能的的概概念念是是为为对对比比键键的的强强度度提提出出来来的的。键键能能:在在常常温温(298K)(298K)下下基基态态化化学学键键分分解解成成气气态态基基态态原原子子所所需需要要的能量的能量。对于双原子分子。对于双原子分子,键能就是键能就是键解离能键解离能。对对于于多多原原子子分分子子，断断开开其其中中一一个个键键并并不不得得到到气气态态自自由由原原子子，如如H2O，断断开开第第一一个个键键得得到到的的是是H和和OH，它它断
19、断开开第第一一个个HO键键和和断断开开第第二二个个HO键键，能能量量不不会会相相等等。同同是是CC单单键键，在在不不同同的的化化学学环环境境下下，如如在在CCC、CC=C和和CCC中中，邻邻键键不不同同，键键能能也也不不相相同同。所所以，以，对于多原子分子，所谓键能，只是一种统计平均值对于多原子分子，所谓键能，只是一种统计平均值。某些共价键的键能数据。某些共价键的键能数据。第44页，本讲稿共62页键能的大小体现了共价键的强弱。单键、双键、叁键能的大小体现了共价键的强弱。单键、双键、叁键键(如如C-C、C=C、CC)对比，键能越来越大。对比，键能越来越大。同周期元素的同类键同周期元素的同类键(如
20、如H-F、H-Cl、H-Br、H-I)的的键能从上到下减小。键能从上到下减小。但但F-F键能明显反常，竟然比键能明显反常，竟然比Cl-Cl甚至甚至Br-Br的键的键能还小。有人认为，这是主要是由于氟原子过小，一个能还小。有人认为，这是主要是由于氟原子过小，一个原子的电子对另一原子的电子会因形成分子而互相排斥。原子的电子对另一原子的电子会因形成分子而互相排斥。键能对估算化学反应中的能量变化还很有实用价值。键能对估算化学反应中的能量变化还很有实用价值。第45页，本讲稿共62页四、键角四、键角键角是指键角是指多原子分子中原子核的连线的夹角。多原子分子中原子核的连线的夹角。它也是描述共价键的重要参数。
21、然而，键角不像键它也是描述共价键的重要参数。然而，键角不像键长和键能，一个分子一个样儿，不可能形成通用数据。长和键能，一个分子一个样儿，不可能形成通用数据。利用分子的振动光谱可以获得键角的实验值。键角的利用分子的振动光谱可以获得键角的实验值。键角的大小严重影响分子的许多性质，例如分子的极性，从而影大小严重影响分子的许多性质，例如分子的极性，从而影响其溶解性、熔沸点等。响其溶解性、熔沸点等。第46页，本讲稿共62页五、键的极性与分子的极性五、键的极性与分子的极性共共价价键键有有非非极极性性键键与与极极性性键键之之分分。由由共共价价键键构构建建的的分子有分子有非极性分子非极性分子与与极性分子极性分
22、子之分。之分。“极性极性”是一个电学概念。是一个电学概念。度量极性的物理量叫做偶度量极性的物理量叫做偶极矩极矩(m m)。偶极矩是偶极子两极。偶极矩是偶极子两极(带带相同相同电量的正电端和负电量的正电端和负电端电端)的电量，即电偶极子的电量的电量，即电偶极子的电量q，和偶极子两极的距和偶极子两极的距离离偶极长偶极长l的乘积的乘积(m=m=qXl)。偶极子与偶极矩偶极子与偶极矩(m=m=qXl)第47页，本讲稿共62页电量的单位为库仑电量的单位为库仑(C)，长度的单位是米，长度的单位是米(m)，偶极矩的，偶极矩的单位是库仑单位是库仑米米(Cm)。但传统上用于度量化学键的偶极矩。但传统上用于度量化
23、学键的偶极矩的单位是的单位是德拜德拜，符号，符号D。这是由于电子电量。这是由于电子电量e=1.6022X1019C，而键偶极矩的电量，而键偶极矩的电量q的数量级为的数量级为1010esu，esu是静电单是静电单位的符号，位的符号，1esu=3.335X1010C，键偶极矩的长度，键偶极矩的长度l的数量级的数量级为为108cm，两者相乘的数量级为，两者相乘的数量级为1018esucm，因而得到化，因而得到化学键的偶极矩单位学键的偶极矩单位德拜，德拜，1D=1018esucm。偶极矩偶极矩m=0m=0的共价键叫做的共价键叫做非极性共价键非极性共价键；偶极矩偶极矩m m0 0的共价键叫做的共价键叫做
24、极性共价键。偶极矩极性共价键。偶极矩m=0m=0的分子叫做极性的分子叫做极性分子分子;偶极矩偶极矩m m0 0的分子叫做极性分子。的分子叫做极性分子。第48页，本讲稿共62页分子分子偶极矩偶极矩m/m/D分子分子偶极矩偶极矩m/m/DH20HI0.38F20H2O1.85P40H2S1.10S80NH31.48O20SO21.60O30.54CH40HF1.92HCN2.98HCl1.08NF30.24HBr0.78LiH5.88某些分子的偶极矩实测值某些分子的偶极矩实测值第49页，本讲稿共62页同核双原子分子的实测偶极矩都等于零，是非极性分同核双原子分子的实测偶极矩都等于零，是非极性分子。子
25、。异核双原子分子异核双原子分子HF、HCl、HBr、HI的极性依次增大。的极性依次增大。多原子分子的几何构型决定了分子的偶极矩是否等于零，多原子分子的几何构型决定了分子的偶极矩是否等于零，因此，测定偶极矩可用来判别分子的几何构型。因此，测定偶极矩可用来判别分子的几何构型。一种简单的方法是：如果在分子中能找到一种简单的方法是：如果在分子中能找到2个轴，绕轴旋个轴，绕轴旋转转180度，分子能重合则此分子度，分子能重合则此分子是非极性分子是非极性分子。第50页，本讲稿共62页第51页，本讲稿共62页除化学键除化学键(共价键、离子键、金属键共价键、离子键、金属键)外，分子与分外，分子与分子之间，某些较
26、大分子的基团之间，或小分子与大分子内子之间，某些较大分子的基团之间，或小分子与大分子内的基团之间，还存在着各种各样的作用力，总称分子间力的基团之间，还存在着各种各样的作用力，总称分子间力。相对于化学键，。相对于化学键，分子间力是一类弱作用力。分子间力是一类弱作用力。化学键的键能数量级达化学键的键能数量级达102，甚至甚至103kJ/mol，而分子间，而分子间力的能量只达力的能量只达nn10kJ/mol的数量级，比化学键弱得多。的数量级，比化学键弱得多。相对于化学键，大多数分子间力又是短程作用力，只有相对于化学键，大多数分子间力又是短程作用力，只有当分子或基团当分子或基团(为简捷起见下面统称为简
27、捷起见下面统称“分子分子”)距离很近距离很近时才显现出来。时才显现出来。范德华力和氢键是两类最常见的分子间力范德华力和氢键是两类最常见的分子间力，分别介绍如下。分别介绍如下。分子间力分子间力第52页，本讲稿共62页一、范德华力一、范德华力范德华力最早是由范德华研究实际气体对理想气体状态范德华力最早是由范德华研究实际气体对理想气体状态方程的偏差提出来的，大家知道，理想气体是假设分子没有方程的偏差提出来的，大家知道，理想气体是假设分子没有体积也没有任何作用力为基础确立的概念，当气体密度很小体积也没有任何作用力为基础确立的概念，当气体密度很小(体积很大、压力很小体积很大、压力很小)、温度不低时，实际
28、气体的行为相、温度不低时，实际气体的行为相当于理想气体。事实上，实际气体分子有相互作用力。当于理想气体。事实上，实际气体分子有相互作用力。这种分子间的作用力就被后人称为范德华力。范德华力普这种分子间的作用力就被后人称为范德华力。范德华力普遍地存在于固、液、气态任何微粒之间。微粒相离稍远，就可遍地存在于固、液、气态任何微粒之间。微粒相离稍远，就可忽略；范德华力忽略；范德华力没有方向性和饱和性没有方向性和饱和性，不受微粒之间的方，不受微粒之间的方向与个数的限制。向与个数的限制。后来又有三人将范德后来又有三人将范德华力分解为三种不华力分解为三种不同来源的作用力同来源的作用力色散力、诱导力和取向力。色
29、散力、诱导力和取向力。第53页，本讲稿共62页1 1、色散力、色散力所有单一原子或多个原子键合而成的分子、离子或者分所有单一原子或多个原子键合而成的分子、离子或者分子中的基团子中的基团(统称分子统称分子)。相对于电子，分子中原子的位置相。相对于电子，分子中原子的位置相对固定，而分子中的电子却围绕整个分子快速运动着。对固定，而分子中的电子却围绕整个分子快速运动着。于于是是，分分子子的的正正电电荷荷重重心心与与负负电电荷荷重重心心时时时时刻刻刻刻不不重重合合，产产生生瞬瞬时时偶偶极极。分分子子相相互互靠靠拢拢时时，它它们们的的瞬瞬时时偶偶极极矩矩之之间间会会产产生生电电性性引引力力，这这就就是是色
30、色散散力力。色色散散力力不不仅仅是是所所有有分分子子都都有有的的最最普普遍遍存存在在的的范范德德华华力力，而而且且经经常常是是范范德德华华力力的的主主要构成。要构成。第54页，本讲稿共62页色散力没有方向，分子的瞬时偶极矩的矢量方向时刻在变色散力没有方向，分子的瞬时偶极矩的矢量方向时刻在变动之中，瞬时偶极矩的大小也始终在变动之中，然而，可以想动之中，瞬时偶极矩的大小也始终在变动之中，然而，可以想见，分子越大、分子内电子越多，分子刚性越差，分子里的电见，分子越大、分子内电子越多，分子刚性越差，分子里的电子云越松散，越容易变形，色散力就越大。子云越松散，越容易变形，色散力就越大。衡量分子变形性的衡
31、量分子变形性的物理量叫做极化率物理量叫做极化率(符号符号a)a)。分子分子极化率越大，变形性越大，色散力就越大。极化率越大，变形性越大，色散力就越大。例如例如:HCl、HBr、HI的色散力依次增大，分别为的色散力依次增大，分别为16.83、21.94、25.87kJ/mol，而，而Ar、CO、H2O的色散力只有的色散力只有8.50、8.75、9.00kJ/mol。第55页，本讲稿共62页2、取向力、取向力取取向向力力，又又叫叫定定向向力力，是是极极性性分分子子与与极极性性分分子子之之间间的的固有偶极与固有偶极之间的静电引力。固有偶极与固有偶极之间的静电引力。取取向向力力只只有有极极性性分分子子
32、与与极极性性分分子子之之间间才才存存在在。分分子子偶偶极极矩矩越越大大，取取向向力越大。力越大。如：如：HCl、HBr、HI的偶极矩的偶极矩依次减小，因而其取向力分别为依次减小，因而其取向力分别为3.31、0.69、0.025kJ/mol，依次减小。，依次减小。对大多数极性分子，取向力仅占其对大多数极性分子，取向力仅占其范德华力构成中的很小分额，只有少数范德华力构成中的很小分额，只有少数强极性分子例外。强极性分子例外。第56页，本讲稿共62页3、诱导力诱导力在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生诱导偶极，分子间的诱导偶极与固有偶极之间的电性
33、引力诱导偶极，分子间的诱导偶极与固有偶极之间的电性引力称为称为诱导力。诱导力。诱诱导导偶偶极极矩矩的的大大小小由由固固有有偶偶极极的的偶偶极极矩矩(m m)大大小小和和分分子子变变形形性性的的大大小小决决定定。极极化化率率越越大大,分分子子越越容容易易变变形形,在在同同一一固固有偶极作用下产生的诱导偶极矩就越大有偶极作用下产生的诱导偶极矩就越大。如放射性稀有气体氡如放射性稀有气体氡(致癌物致癌物)在在20 C水中溶解度为水中溶解度为230cm3/L。而氦在同样条件下的溶解度却只有。而氦在同样条件下的溶解度却只有8.61cm3/L。又如，。又如，水中溶解的氧气水中溶解的氧气(20 C溶解溶解30
34、.8cm3/L)比氮气多得多，跟空气比氮气多得多，跟空气里氮氧比正相反，也可归结为里氮氧比正相反，也可归结为O2的极化率比的极化率比N2的大得多。的大得多。同理，同理，极化率极化率(a a)相同的分子在偶极矩相同的分子在偶极矩(m m)较大的分子作用较大的分子作用下产生的诱导力也下产生的诱导力也较大较大。第57页，本讲稿共62页第58页，本讲稿共62页分子分子分子偶极分子偶极矩矩m m/D分子极化率分子极化率a a/1024cm3取向力取向力kJ/mol诱导力诱导力kJ/mol色散力色散力kJ/mol范德华力范德华力kJ/molAr01.63008.508.50CO0.101.990.0030
35、.0088.758.75HI0.385.400.0250.11325.8726.00HBr0.783.580.690.50221.9423.11HCl1.032.653.311.0016.8321.14NH31.472.2413.311.5514.9529.60H2O1.941.4836.391.939.0047.314、范德华力构成对比、范德华力构成对比某些分子的范德华力构成对比某些分子的范德华力构成对比第59页，本讲稿共62页色散力、取向力和诱导力色散力、取向力和诱导力第60页，本讲稿共62页共价键共价键键能键能/kJmol1共价键共价键键能键能/kJmol1H-H436.4C-S255H-N393C=S477H-O460N-N193H-S368N=N418H-P326NN941H-F568N-O176H-Cl432N-P209H-Br366O-O142H-I298O=O499C-H414O-P502C-C347O=S469C=C620P-P197CC812P=P489C-N276S-S268C=N615S=S352CN891F-F157C-O351Cl-Cl243C=O745Br-Br196C-P263I-I151某些共价键键能某些共价键键能第61页，本讲稿共62页谢 谢！第62页，本讲稿共62页