《化学键与分子结构》课件

《化学键与分子结构》欢迎来到《化学键与分子结构》课程，我们将一起探索物质世界的奥秘课程大纲化学键概述分子结构分子间作用力化学反应动力学什么是化学键？化学键的类VSEPR理论，分子轨道理论分子间作用力的类型及其对活化能，化学反应速率，酶型及其特点，杂化轨道概念物质性质的影响促反应机理化学键概述化学键是原子之间相互作用力，使原子结合成稳定结构，形成分子或晶体离子键离子键是由电负性差异很大的两种原子相互作用形成的，形成阴阳离子之间的静电吸引离子键的特点强键非方向性12离子键是化学键中最强的一种离子键作用力在各个方向上都键，需要较高的能量才能断裂是相同的，没有特定的方向性形成离子化合物3由离子键形成的化合物称为离子化合物，例如食盐NaCl离子化合物的性质高熔点高沸点易溶于极性溶剂离子键的强度使其具有较高的熔点，离子键的强度使其具有较高的沸点，离子化合物可以被极性溶剂如水溶需要较高的温度才能克服离子之间的需要较高的温度才能使离子化合物从解，因为溶剂分子可以与离子发生静静电吸引固态转变为液态或气态电作用，使其从晶格中分离出来共价键共价键是由原子之间共享电子对形成的，使两个原子核都能够获得稳定电子构型单键、双键和三键单键双键两个原子之间共享一个电子对形成的两个原子之间共享两个电子对形成的共价键称为单键共价键称为双键三键两个原子之间共享三个电子对形成的共价键称为三键共价键的极性非极性共价键两个原子电负性相同，共用电子对均匀分布1在两个原子之间极性共价键两个原子电负性不同，共用电子对偏向电负性2较大的原子，形成偏正电荷和偏负电荷分子形状分子形状是指分子中各个原子在空间的排列方式，由原子间形成的化学键决定理论VSEPR价层电子对互斥理论VSEPR理论用于预测分子形状，它认为中心原子周围的电子对相互排斥，尽可能地远离彼此电子对类型包括成键电子对和孤对电子对，孤对电子对对键的排斥力更大预测分子形状根据中心原子周围电子对的数量和类型，可以预测分子的基本形状分子轨道理论原子轨道1分子轨道2成键轨道3反键轨道4杂化轨道概念原子轨道1原子轨道可以通过相互混合形成新的杂化轨道杂化轨道2杂化轨道能量相同，形状相同，但方向不同，更利于成键杂化类型3sp,sp2,sp3杂化，影响分子形状和性质共价键能12键能定义键能与稳定性断裂1mol共价键所需的能量，表示键能越大，共价键越强，分子越稳定共价键的强弱3影响因素键的类型，原子半径，键长等因素影响键能氢键氢键是一种特殊的分子间作用力，存在于具有极性键的分子之间，其中氢原子与电负性较大的原子如氧、氮或氟形成的键金属键金属键是金属原子之间的一种特殊的化学键，是由自由移动的电子与金属离子之间的静电吸引力形成的金属键特点自由电子导电性延展性金属原子最外层电子容易脱离原子核的束由于存在自由电子，金属可以导电，电流金属原子可以相互滑动，而不破坏金属键缚，形成自由电子，可以在金属晶格中自可以通过金属晶格中的电子移动来实现，因此金属具有良好的延展性和可塑性由移动金属化合物性质高熔点高沸点金属键的强度使金属具有较高的金属键的强度使金属具有较高的熔点，需要较高的温度才能克服沸点，需要较高的温度才能使金金属原子之间的静电吸引属从固态转变为液态或气态导热性金属中自由电子可以传递热量，因此金属具有良好的导热性分子间作用力分子间作用力是指分子之间存在的较弱的相互作用力，包括范德华力和氢键分子间作用力类型分子间作用力对性质的影响熔点和沸点溶解度蒸汽压分子间作用力越强，克服这些力所需的相似相溶原理极性分子更容易溶解在分子间作用力越强，蒸汽压就越低，因能量就越大，因此熔点和沸点就越高极性溶剂中，非极性分子更容易溶解在为分子不易从液态转变为气态非极性溶剂中化学反应动力学基础化学反应动力学研究化学反应的速度和反应机理，探讨影响反应速率的因素活化能概念活化能是指反应物分子从基态转变为过渡态所需的最小能量，是化学反应进行的能量障碍化学反应速率因素温度浓度温度升高，反应物分子能量增加，碰反应物浓度越高，反应物分子碰撞频撞频率和有效碰撞次数增加，反应速率越高，反应速率加快率加快催化剂催化剂可以降低活化能，加速反应速率，但不改变反应的平衡状态反应历程分析反应历程描述化学反应中各个步骤发生的顺序和能量变化1过渡态反应物分子经过一系列步骤转化为生成物，在中间2过程形成的过渡态速率控制步骤反应历程中反应速率最慢的一步，决定反应3的总速率酶促反应机理酶与底物结合酶具有特殊的结构，可以与底物结合，形成酶-底物复合物过渡态稳定化酶可以降低活化能，促进反应进行，使反应速率加快生成产物酶与产物分离，酶可以催化多个底物分子转化为产物化学平衡概述化学平衡是指在一定条件下，正逆反应速率相等，体系中各物质的浓度不再发生变化的状态化学平衡常数化学平衡常数K表示在平衡状态下生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积之比，反映了反应的程度影响化学平衡的因素12温度浓度升温有利于吸热反应，降低温度有利增加反应物浓度有利于正反应进行，于放热反应减少反应物浓度有利于逆反应进行3压强增加压强有利于气体分子数减少的反应，减小压强有利于气体分子数增加的反应总结与展望本课程介绍了化学键、分子结构、化学反应动力学和化学平衡等基础知识，为后续学习化学奠定基础。