第十章共价键与分子结构ppt课件.ppt

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1、第十章共价键与分子结构分子内部结构（原子怎样结合成分子）：化学键：分子或晶体中直接相邻原子（或离子）间的强烈相互作用。化学键——离子键、共价键和金属键。共价键理论：现代价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。分子外部结构：分子间作用力（vanderWaals力）和氢键（分子内氢键和分子间氢键）。离子键理论共价键理论路易斯理论现代共价键理论价键理论（VB法）价层电子对互斥理论杂化轨道理论化学键理论现代价键理论分子轨道理论（量子力学）（1927年）第一节现代价键理论经典路易斯学说：共价键：分子中原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键。通过共用电子对使分子中的每个原子都达到稀有气体的稳定结构。现

2、代共价键理论：现代价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。++++氢分子形成过程中能量随核间距变化示意图一、共价键的本质只有2个氢原子的单电子自旋方向相反时，才能形成共价键；氢分子的基态和排斥态。二、价键理论的基本要点：*两个原子接近时，自旋相反的未成对电子可配对形成稳定的共价键；*共价键的饱和性：一个原子含有几个未成对电子，就能与其他原子的几个自旋相反的未成对电子配对形成共价键；*共价键的方向性：成键电子的原子轨道尽可能地达到最大重叠（轨道最大重叠原理）。最大重叠重叠较小无效重叠无效重叠三、共价键的类型（一）键：2个原子轨道沿键轴（两原子核间连线，x轴）以“头碰头”方式重叠。s轨道–s轨道

3、s轨道–px轨道px轨道–px轨道（二）键：2个原子轨道沿键轴以“肩并肩”方式重叠；p-p键，p-d键，d-d键。键重叠程度小于键，不牢固，易断开，不能单独存在；一般，共价单键是键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键键和两个键。pz–pz键py–py键N：1s22s22px12py12pz1四、配位共价键共价键：正常共价键，配位共价键。配位键：由一个原子单独提供共用电子对而形成的共价键。形成配位共价键的条件：*电子对给予体的最外层有孤对电子；*电子对接受体的最外层有可接受孤对电子的空轨道。HHH++:NHHNHHH+五、共价键参数（一）键能（Ed；单位：kJ/

4、mol）定义：标准状态下，使1mol的气态分子A-B(g)解离成气态原子A和原子B所需要的能量。意义：键能越大，键越牢固。（二）键长（l）定义：分子中两个成键原子核间的平衡距离。意义：键长越短，键能越高，键越牢固；同种元素原子的单键键长>双键键长>三键键长。键长/pm键能/kJ·mol-1C－C154345.6C=C133602.0CC120835.1（三）键角（）定义：多原子分子中，共价键与共价键之间的夹角；键角和键长是表征分子的空间构型的重要参数。如H2S，H－S－H键角为92°，决定了H2S分子的构型为“V”字形；又如CO2，O－C－O的键角为180°，则CO2分子为直线形。N:FF

5、FN:HHHP:HHHH（四）共价键的极性非极性共价键：两个相同的原子以共价键结合时，由于两个原子的电负性相同，共用电子对不偏向任何一个原子，正负电荷中心重合的共价键；例如A-A。极性共价键：两个不同的原子以共价键结合时，由于两个原子的电负性不同，共用电子对偏向电负性较大的原子，正负电荷中心不重合的共价键；例如A-B。成键两原子的电负性差越大，共价键的极性也就越大。第三节杂化轨道理论一、杂化轨道理论的基本要点*原子轨道的杂化：中心原子在形成分子的过程中，同一原子中能量相近的几个不同类型的原子轨道重新组合成一组新的原子轨道；*杂化轨道：杂化后得到的原子轨道称为杂化轨道；*有几个原子轨道参加杂化就

6、能形成几个杂化轨道；*杂化轨道的形状和空间伸展方向与杂化前不同（成键能力增强，形成的键更稳定）；*常见的杂化类型：s-p杂化和s-p-d杂化。二、s-p杂化轨道及有关分子的几何构型（一）sp杂化轨道及有关分子的空间构型简述：1个ns轨道和1个np轨道杂化，形成2个等性的sp杂化轨道，每个轨道都含有(1/2)s成分和(1/2)p成分，轨道间的夹角为180º，呈直线构型。例如：BeCl2Be：1s22s22s2p2s2psp2p两个sp杂化轨道激发杂化s轨道p轨道sp杂化轨道sp杂化轨道在空间取向BeCl2分子用杂化轨道成键。Cl———Be———Cl180°BeCl2分子的成键过程：Be：2s22

7、p0→2s12p1→(sp)1(sp)1Cl:3s23p5→3px13py23pz2Cl:3s23p5→3px13py23pz22个sp杂化轨道分别与两个Cl的3px轨道形成2个sp-p键激发杂化（二）sp2杂化轨道及有关分子的空间构型简述：1个ns轨道和2个np轨道杂化，形成3个等性的sp2杂化轨道，每个轨道都含有(1/3)s成分和(2/3)p成分，轨道间的夹角为120º，呈正三角形。例如：B