人卫6版 第十章 分子结构学习资料

第十章共价键和分子间力

CovalentBondandIntermolecularForces3/19/20251§10-1现代价键理论

一、现代价键理论(Valencebondtheory)（一）量子力学处理氢分子3/19/20252R0=74pm核间距R（pm)能量kj\mol0两氢原子接近时的能量曲线排斥态基态-3883/19/20253氢分子的两种状态

自旋反平行

自旋平行（基态）EE电子云重叠电子云密度为零（排斥态）3/19/20254

(二)现代价键理论(Valencebondtheory)的要点1．自旋相反的未成对电子相互接近时，可以配对形成稳定的共价键。共价键的本质是相互接近的两原子的原子轨道的重叠。2．成键原子的原子轨道重叠越多，两核间电子云密度越大，所形成的共价键越稳定。

3/19/20255Cl2分子形成示意图Cl－Cl二、共价键的特性3/19/20256

1．具有饱和性每个原子所能形成的共价键的数目是有限的。

3/19/20257HCl分子形成示意图H－Cl3/19/20258HCl分子形成示意图3/19/20259

2．具有方向性原子轨道只有沿着一定的方向靠近时，才能达到最大程度的重叠，以形成稳定的共价键。

3/19/202510N2分子形成示意图zzxyyNN

Z

yN≡N3/19/202511

三、共价键的类型

原子轨道沿键轴（x轴）的方向以“头碰头”的方式进行重叠形成的共价键叫键。

形成键的电子电子。原子轨道沿键轴的垂直方向以“肩并肩”的方式进行重叠形成的共价键叫键。形成键的电子电子。3/19/202512s键p键s－spz－pzpx－spx

－px

xxxxxzzyy＋＋＋＋－＋＋＋＋＋＋－＋－－－－－py－py3/19/202513

键键重叠方式

沿键轴方向以“头碰头”的方式沿键轴的垂直方向以“肩并肩”的方式重叠部分分布情况

分布于两核间(呈圆柱形分布)分布于镜面的上下两方或前后两方3/19/202514s键xxxzz

键3/19/202515键键重叠部分对称性对键轴呈圆柱形对称对键轴平面呈镜面反对称重叠程度大

小稳定性

大小（易断开，化学性质活泼）

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键键能大，稳定性高，牢固，是构成分子的骨架,可以单独存在于两原子间.

键不能单独存在,与键共存于具有叁键或双键的分子中.以共价键结合的两原子,一定且只有一个键

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四、配位键：由成键两原子中的一个原子单独提供电子对进入另一个原子的空轨道共用而形成的共价键.形成配位键的两个条件：1.一个成键原子的价电子层有孤对电子.2.另一个成键原子的价电子层有空轨道.

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键：沿键轴（x轴）方向以“头碰头”的方式进行重叠，重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，原子轨道以这种重叠方式形成的共价键叫键。形成键的电子电子。键：沿键轴的垂直方向以“肩并肩”的方式进行重叠，重叠部分垂直于键轴并呈镜面反对称分布，原子轨道以这种重叠方式形成的共价键叫键。形成键的电子电子。

3/19/202519§10-2杂化轨道理论一、杂化轨道理论(hybridorbitaltheory)要点:1.在成键过程中,同一原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道可以“混合”起来,重新分配能量和空间方向,组成数目相等的新的原子轨道,这一过程称为杂化(hybridization),所组成的新的原子轨道叫杂化轨道。3/19/2025202.杂化轨道形状一端“肥大”,有利于实现最大重叠,因而杂化轨道比原来的原子轨道的成键能力强。3.杂化轨道之间在空间取最大夹角,使相互间排斥力最小,故形成的键更稳定。原子之间总是力图采用杂化轨道成键。3/19/202521Sp杂化轨道示意图spSp杂化：在空间呈直线形分布，轨道间夹角为180°二、杂化轨道的常见类型及实例3/19/202522BeCl2分子（直线形）180°BeClCl180°Sp﹣pSp﹣p

3/19/2025233/19/202524CCH—C≡C—H乙炔分子2pz2pz2py2pyCC3/19/202525Sp2杂化轨道示意图spSp2杂化：在空间呈正三角形分布，轨道间夹角为120°3/19/202526BF3分子（平面正三角形）B120°FFF3/19/2025273/19/202528CC2pz2pzCHCHHH乙烯分子CC3/19/2025293/19/202530Sp3杂化轨道示意图spSp3杂化：在空间呈正四面体分布，轨道间夹角为109.5°°3/19/202531CHHHH109.5°CH4分子（正四面体）3/19/2025323/19/202533NHHHNH3OHHH2O3/19/2025343/19/2025353/19/202536（三）等性杂化和不等性杂化杂化后所形成的几个杂化轨道能量、成分完全相同,这种杂化叫等性杂化(equivalenthybridization).杂化后所形成的几个杂化轨道能量、成分不完全相同,这种杂化叫不等性杂化(nonequivalenthybridization).原子之间总是力图采用杂化轨道成键。3/19/202537

通常,若参与杂化的原子轨道都含单电子或都是空轨道,其杂化就是等性杂化。等性杂化中,杂化轨道均为成键轨道,因此,杂化轨道的空间构型与成键后形成的分子的空间构型相同。通常,若参与杂化的原子轨道中有的已被孤对电子占据,其杂化就是不等性杂化。不等性杂化中,被孤对电子占据的杂化轨道均不能成键,分子的空间构型只考虑成键轨道。

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