杂化轨道理论:
是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是:杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。杂化前后轨道总数比变,杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子,未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直,可用来形成π键。
常见杂化方式:
(1)sp杂化:直线型 如:CO
2、CS
2 (2)sp
2杂化:平面三角形(等性杂化为平面正三角形) 如:BCl
3 C
2H
4 不等性杂化为V字型 如:H
2O H
2S OF
2 (3)sp
3杂化:空间四面体(等性杂化为正四面体) 如:CH
4、CCl
4 不等性杂化为三角锥 如:NH
3 PCl
3 H
3O
+ sp
3d杂化:三角双锥
sp
3d
2杂化:八面体(等性杂化为正八面体)
分子的构型与杂化类型的关系:
共价键的键参数:
(1)键能:指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。键能越大,化学键越稳定。
(2)键长:指成键原子的核间距。键长越短,共价键越稳定。
注意:我们通常通过比较两原子的共价半径来比较共价单键键长的大小,但共价键的键长并不等于两原子的共价半径之和。
(3)键角:在多原子分子内,两个共价键之间的夹角。
键角是描述分子立体结构的重要参数。多原子分子的键角是一定的,表明共价键具有方向性。
说明:键长、键能决定共价键的强弱和分子的稳定性。原子半径越小,键长越短,键能越大,分子越稳定。例如,
分子中:
X原子半径:
化学键与化学反应中能量变化的关系:
断开化学键要吸收能量,形成化学键要释放能量,通过化学键的键能可以计算断开化学键或形成化学键所需的能量。
反应热与键能的关系:
化学反应的热效应来源于化学反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。当破坏旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量时,为放热反应;
当破坏旧化学键所吸收的能量大于形成新化学键所释放的能量时,为吸热反应。
若
反应为放热反应;若
或
,反应为吸热反应。