化学键与分子结构ppt课件.ppt

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1、第二节共价键理论2.1现代价键理论2.2杂化轨道理论2.3价层电子对互斥理论2.4分子轨道理论2.5键参数电子相互吸引？路易斯（经典）共价键理论不能解释：共价键的方向性和饱和性许多化合物中，中心原子最外层电子数＞8如：PCl5、SF6、IF7；有的＜8，如：BF3离子键理论（IBT）虽能很好地说明离子化合物的形成和特征，但对大部分化合物比如O2、N2、F2等，H2O、HF、CH4、NH3等难以作出合理的说明.1916年，美国化学家路易斯(Lewis)提出了经典的共价键理论——八隅律，分子中原子间靠共用电子对形成稳定的8电子结构1927年，Heitle

2、r和London用量子力学处理H2，才使共价键的本质获得初步解答，1930年，著名的美国化学家Pauling提出了现代共价键理论（VBT）1931年又提出了杂化轨道理论（HOT），1932年，美国的另一个化学家Meilgen和德国化学家Hund提出分子轨道理论（MOT）.2.1现代价键理论－－电子配对法（VBT）E0－DRro从图中可以看出，r=r0时，E值最小，表明此时两个H原子之间形成了化学键。H2分子中的化学键结论：形成H2关键在于电子自旋方向相反。基态分子排斥态分子现代价键理论一、共价键的本质基态氢分子,核间概率大，形成负电区,两核吸

3、引核间负电区，形成共价键。排斥态氢分子，核间概率几乎为零，不能成键。在电子云分布上的差别：现代价键理论共价键的本质：由于原子相互接近时原子轨道重叠（即波函数叠加），自旋相反的电子配对，在两原子间共用，使能量降低而成键。1.电子配对原理共价单键、2.能量最低原理3.AO最大重叠原理AO最大重叠有两个条件：AO对称性匹配AO重叠方向要适当二、成键的原理自旋相反，配对放出能量共价双键、共价三键现代价键理论现代价键理论①AO对称性匹配②AO重叠方向要适当两个Ψ的正或负必须相同（“+”与“+”，“-”与“-”），电子云密度才增加，体系能量才降低，分子才能稳定。

4、只有按一定的重叠方向，AO方能达到最大程度的重叠。现代价键理论三、共价键的特点①共价键的结合力——本质是电性吸引力②共价键的饱和性一个原子有几个未成对的电子，便与几个自旋相反的成单电子偶合成键.如：HH2(√)(×)→原子轨道重叠多少→共用电子对的数目和重叠方式现代价键理论③共价键的方向性各原子轨道在空间分布方向是固定的，为了满足轨道的最大程度重叠，原子间形成的共价键，当然有方向性。共价键的方向性决定了分子的空间构型，进而影响分子的性质。以HCl为例。+++1sz+3pzz现代价键理论四、共价键的键型按原子轨道的重叠方式不同可分为：1.σ键：σ键、π

5、键、配位键两个原子轨道沿键轴（核间联线）方向，以“头碰头”方式发生轨道最大重叠。成键轨道重叠部分围绕键轴呈圆柱形对称分布。原子轨道重叠的程度非常大，所以σ键很牢固。现代价键理论2.π键：成键AO沿垂直于键轴的方向，以“肩并肩”方式重叠所形成的共价键——π键。现代价键理论注意：π键不会单独存在，它总是和σ键相伴形成。并且π键不如σ键键能大。讨论氮气分子中化学键的类型N2分子的3个键，即1个键(px-px)，2个键(pz-pz，py-py)。现代价键理论两个原子靠2个e-形成的π键，称之为小π键，又称之为正常π键；两个原子靠1个e-形成的π键两个原子

6、靠3个e-形成的π键,3个或3个以上原子形成的π键,称之单电子π键称之为3e-小π键称之为大π键又叫离域大π键现代价键理论形成条件：成键原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道。3.配位键（共价键里的一种特殊形式）现代价键理论所以CO的结构式可写为：CO中含有一个σ键，一个π键，一个配位键。现代价键理论现代价键理论的先进性：阐明了共价键的形成过程和本质成功的解释了共价键的方向性和饱和性局限性难以解释一些化合物分子的空间构型。无法解释CH4的结构为什么H2O的键角是104°18′，而不是90°？现代价键理论1、成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价

7、电子轨道——杂化轨道一.基本要点3、杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变2、杂化前后轨道数目不变2.2杂化轨道理论（HOT）在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道，这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道称为杂化轨道。如：一个s三个p轨道可组合为四个sp3杂化轨道.4、杂化轨道成键时要满足AO最大重叠原理即杂化轨道与其他AO进行重叠形成的键——往往是σ键.5、杂化轨道与其他AO成键，要满足排斥作用最小原理.即杂化轨道与其他AO成键时有一定的方向和夹角.注意：原子轨道的杂化，只有在形成分子

8、时才可能发生，孤立的原子是不可能杂化的。杂化轨道理论HOT解释分子形成过程的步骤“四步曲”——基态、激发态、