上海交通大学：《材料化学》课程教学资源（课件讲稿）第二章 物质结构基础 2.2 共价分子结构与固体化学结构

2.2分子结构性质与固体化 学结构

2.2 分子结构性质与固体化 学结构

思考题：S03分子的杂化 0 3p 3s 元 Trigonal Planar Geometry of SO 3p sp2

思考题： SO3分子的杂化 3s 3p sp2 3p ？

Atomic orbitals:3d The Orbitron 3d pd2 sp2 The shape of the five 3d orbitals.From left to right:(top row) 120° 3dand 3d(bottom row)3dy3d and 3dy For each,the vellow zones are where the wave functions have negative values 3d and the blue zones denote positive values. Trigonal pyramidal geometry 3p 3s http://www.travelbook.tv/video/hibridacion-y-geometria-de- la-molecula-de-so3/pvg1lswt9fM+0UZvmHHUDRQ

http://www.travelbook.tv/video/hibridacion-y-geometria-de￾la-molecula-de-so3/pvg1Iswt9fM+0UZvmHHUDRQ 3s 3p 3d sp2 pd2 3d

so 2- S032- 3 Formula Shape Bond Angles AX2 Linear 180 3d AXs Trigonal Planar 120 3p AXa Tetrahedral 109.5 Lone pair AX5 Trigonal Bipyrimidal 120,90 sp3 on the S AXe Octahedral 90 ● ● AX2N Bent 120 6 失去一个电子e- AX2N2 Bent 109.5 S AXgN Tngonal 109.5 Pyramida 3d 3p 35 1o9.s°

SO 3 2 - 3s 3p 3d sp3 3p 3d 失去一个电子 e -

2.2.1同分异构体(Isomers) Ⅱ键不能自由旋转，具有不同的化学、物理、生物性能 C2H2C12 顺式一1,2-二氯乙烷 反式一1,2-二氯乙烷 CI CI H C=C C=C H H H CI 图2-2-2.1,2-二氯乙烷分子的两种可能的同分异构体。 具有相同分子式，但是结构不同

2.2.1 同分异构体 (Isomers) Π键不能自由旋转，具有不同的化学、物理、生物性能 具有相同分子式，但是结构不同

结构异构体 分子式相同、结构不同的化合物称为结构异构体，又称为同分异构 体。 ·构造异构体 ·立体异构体

结构异构体 分子式相同、结构不同的化合物称为结构异构体，又称为同分异构 体。 • 构造异构体 • 立体异构体

Kekule结构式 缩减式 速记式 构造异构体 (Kekule Formula) (Condensed Formula) (Shorthand Formula) -0H CH:(CH)OH 因分子中原子的连接次序不 同或者键合性质不同引起的 异构现象 11 CHCH(OHCH (CH,),CHCH,OH CHCHCH CH CHCHCH, CH (CH)COH 正丁烷 异丁烷 (C,H, H CHCH,)OCH, 1-甲蒸 2-甲蒸 CH 2甲呋吨 3甲呋喃 (CH:)CHOCH: 图2-2-3.CH10的7种结构异构体

构造异构体 因分子中原子的连接次序不 同或者键合性质不同引起的 异构现象

立体异构体（Stereoisomers):具有相同的官能团和连接方式，它们仅仅是原子和化学键在 空间的排列方式不同。 立体异构体分子中原子或原子团互相连接次序相同，但空间排列不同而引起的异构体称为 立体异构体，有两类立体异构体。[1] 1.构型异构体 因键长，键角分子内双键、有环等原因引起的立体异构体称为构型异构体。[1] 2.构象异构体 仅由于单键的旋转而引起的立体异构体称为构象异构体，有时也称为旋转异构体。[1] 构象异构体(Conformational isomers) 图2-2-5.丁烷的构象

立体异构体分子中原子或原子团互相连接次序相同，但空间排列不同而引起的异构体称为 立体异构体，有两类立体异构体。[1] 1.构型异构体 因键长，键角分子内双键、有环等原因引起的立体异构体称为构型异构体。[1] 2.构象异构体 仅由于单键的旋转而引起的立体异构体称为构象异构体，有时也称为旋转异构体。[1]

化合物是否具有相同的分子式？ 否 不是同分异构体 (Not Isomers) 是 同分异构体(Isomers) 化合物是否具有相同的原子连接方式？ 否 是 结构异构体(Constitutional isomers 立体异构体(Stereoisomers) 通过绕单键旋转化合物能否互相变换？ 构型异构体 构象异构体 (Configurational isomers) (Conformational isomers)

2.2.2键参数与共价分子的性质 1、键长 分子内的核间距称为键长。事实上，分子内的原子在不断振动之 中，所谓键长，是指处于平衡点的核间距。 键长可用实验方法测定，也可进行量子化学理论计算，但复杂分子 中键长的计算很困难，主要由实验测定。同一种键长，例如羰基C=0的 键长，随分子不同而异，通常的数据是一种统计平均值。键长的大小与 原子的大小、原子核电荷以及化学键的性质（单键、双键、三键、键级、 共轭)等因素有关。 10

2.2.2 键参数与共价分子的性质 1、键长 分子内的核间距称为键长。事实上，分子内的原子在不断振动之 中,所谓键长,是指处于平衡点的核间距。 键长可用实验方法测定，也可进行量子化学理论计算，但复杂分子 中键长的计算很困难，主要由实验测定。同一种键长，例如羰基C=O的 键长，随分子不同而异，通常的数据是一种统计平均值。键长的大小与 原子的大小、原子核电荷以及化学键的性质(单键、双键、三键、键级、 共轭)等因素有关。 10