AP化学 分子结构（下）

分子结构一.经典路易斯学说 路易斯结构式,配位键,形式电荷 价键理论局限:对成键本质没有清晰认识共价键理论:共用电子形成的化学键 同种元素 电负性...

AP化学 分子结构（下）

• 氢键
  • 氢键是最强的分子间作用力
  • 氢键通常用A—H···B来表示（A、B代表F、O、N等电负性大原子半径较小的原子
  • 形成氢键的条件
    • 有一个与电负性很大的A原子形成共价键的H原子
    • 有另一个电负性很大半径很小并且有孤对电子的原子B
  • 氢键特点
    • 作用力强于范德华力，弱于化学键
    • 具有方向性和饱和性
    • 氢键强弱与H两侧原子电负性有关，电负性越大，氢键越强
  • 类型
    • 分子间氢键
    • 分子内氢键（分子内氢键不可能在同一条直线上）
  • 氢键对物理、化学性质的影响
    • 分子间氢键使化合物熔沸点升高
    • 分子内氢键使化合物熔沸点降低
    • 氢键对生物体内的蛋白质和DNA的性质起重要作用
• 共价键极性与分子极性
  • 共价键的极性
    • 非极性键：在共价键中，成键的两个原子电负性差值为0®正负电荷中心重合®非极性键
    • 极性键：成键的两个原子电负性差值不为0®正负电荷中心不重合®极性键
  • 分子的极性
    • 分子的正负电荷中心重合®非极性分子
    • 分子的正负电荷中心不重合®极性分子
    • 由非极性键连接而成的分子，一般为非极性分子（O3例外）
    • 由极性键连接的双原子分子，一定是极性分子
• 分子的偶极矩
  • 分子的极性大小用偶极矩衡量 μ=q·d q:一个偶极子的电量 d：偶极长度
  • 对于双原子分子，分子偶极矩=键的偶极矩；对于多原子分子，分子偶极矩=各个键偶极矩矢量和
  • 偶极矩的应用
    • 判断分子有无极性（μ=0为非极性分子）
    • 判断分子极性大小（μ大，则分子极性大)
    • 推断分子结构
• 偶极类型
  • 永久偶极（固有偶极）：分子中始终存在（极性分子间）
  • 诱导偶极：在外电场影响下（极性分子之间，极性分子与非极性分子之间）
  • 瞬间偶极：分子内部的原子核和核外电子都在不停运动着，在某一瞬间正负电荷中心发生不重叠（极性分子间，极性与非极性分子间，非极性分子间）
  • 分子的极化：分子在外界电场的作用下发生结构上的变化称为极化
• 磁性
  • 有未成对电子，自旋不配对，在磁场中呈顺磁性
  • 无未成对电子，自旋匹配，在磁场中呈反磁性
• 分子间的力（范德华力）
  • 取向力（发生在极性分子之间）靠永久偶极产生
    • 分子极性越大，取向力越大
    • 温度越大，取向力越低
    • 分子间距增大，取向力衰减极快
  • 诱导力（极性分子之间，极性分子与非极性分子之间）靠诱导偶极产生
    • 与被诱导分子形变性成正比，和平方的六次方成反比 与温度无关
  • 色散力（普遍存在的力）由瞬间偶极产生的力
    • 与分子形变性有关，也与分子间距六次方成反比，与温度基本无关； 此外，分子量越大，色散力越大
    • 色散力存在于任何分子之间，色散力是主要的分子间作用力
    • 对于大部分分子来说（除水分子和HF分子之外）色散力是主要的作用力
  • 范德华力特点
    • 作用力弱
    • 是永远存在于分子、原子间的作用力
    • 不具有方向性和饱和性（本质为静电引力）
    • 以色散力为主
    • 取向力与温度有关，诱导力，色散力受温度影响不大，与分子形变性有关
  • 范德华力对物质性质的影响
    • 熔沸点：常温下，F2，Cl2为气体，Br2为液体，I2为固体； 原因：从F2到I2，分子量­，色散力­，熔沸点依次­
    • 溶解度（相似相溶原理）：极性相同分子相溶。溶剂与溶质分子间作用力越大，则溶质在溶剂中溶解度越大