第二章：分子结构方案.ppt

1、Chapter 2：Molecular Structure1、认识化学键的本质；掌握离子键的形成及其特点，离子的特征，、认识化学键的本质；掌握离子键的形成及其特点，离子的特征，离子极化概念。离子极化概念。2、掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特征，会用、掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特征，会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构。3、初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点。、初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点。4、认识分子间作用力和氢键的本质，用其解释对物质性质的影响。、认识分子间作用力

2、和氢键的本质，用其解释对物质性质的影响。本章教学要求本章教学要求 研究分子结构的主要内容是研究原子是如何结合成分子的，即化学键问题。化学键一般可分为离子键、共价键、金属键,重点讨论前两者。由于物质的性质与分子结构有关,因此,介绍一些物质的性质,如:分子极性，磁性,氢键。一、离子键的形成与特点 第一节：离 子 键 理 论科塞尔科塞尔(Kossel)离子键：原子间发生电子转移,形成正、负离子，并通过 静电作用而形成的化学键。NaCl +-Na +离子键离子键Cl -Na:1s22s22p63s1Cl:1s22s22p63s23p5 a、条件：两原子的电负性的差值：XP1.7。b、形成：电负性相差较

3、大的原子间发生电子的转移，正、负离子通过静电作用而形成的化学键。c、特点：没有方向性，没有饱和性。一、离子键的形成与特点离子键的形成、条件与特点因为离子键的本性是静电作用离子晶体离子晶体 （a）NaCl型晶体型晶体 （b）立方）立方ZnS型型 （c）CsCl 型晶体型晶体 离 子 晶 体 模 型一、离子键的形成与特点离 子 晶 体 模 型二、离子的电荷、半径、电子构型二、离子的电荷、半径、电子构型 它对离子间作用有重要影响,电荷越高,对异性离子吸引越大,熔点越高。1、离子的电荷：相应原子失去或获得的电子数 离子晶体离子晶体 KFNaClCaOMgO 熔点（熔点（）8578002590 2800

4、 221rQQKF 1）同一周期阳离子半径随正价增加而减少，例如：Na+Mg2+Al3+。2)同一主族元素离子半径从上到下递增，例如：Li+Na+K+Rb+Cs+、F-Cl-Br-Fe3+。二、离子的电荷、半径、电子构型二、离子的电荷、半径、电子构型2、离子的半径：指形成稳定离子键时所表现的有效半径。指形成稳定离子键时所表现的有效半径。5)阳离子半径较小约10170pm；阴离子半径较大,约130260pm。6)鑭系、锕系收缩：相同正价的镧系和锕系阳离子半径随原子序数增加而减少。离子半径的大小对物质的熔点的影响:二、离子的电荷、半径、电子构型二、离子的电荷、半径、电子构型离子晶体 NaFKFRb

5、F离子半径 95 95 133 133 148148 熔点（）1265 1265 1130 1130 103810382、离子的半径：指形成稳定离子键时所表现的有效半径。指形成稳定离子键时所表现的有效半径。二、离子的电荷、半径、电子构型二、离子的电荷、半径、电子构型3、电子构型：原子形成离子时，失去或获得电子以后所形成的稳定的电子组态。、电子构型：原子形成离子时，失去或获得电子以后所形成的稳定的电子组态。电子组态类型电子构型 实 例2电子型组态s2 Li+、Be2+8电子型组态s2p6Na+、K+1 8电子型组态s2p6d10Zn2+、Ag+1 8+2电子型组态s2p6d10s2Pb2+、Bi

6、3+不规则组态s2p6dxFe2+、Co3+第二节：共 价 键 理 论 电负性相差较小（Xp1.7）的原子之间将如何成键呢?电负性相差较大的原子间发生电子的转移，形成正、负离子,阴、阳离子间通过静电作用而形成离子键，构成分子。第二节：共 价 键 理 论 1916年路易斯提出了原子之间共有电子对成键的概念。（八（八 隅隅 律）律）路易斯学说为什么皆带负电荷的两个电子不相斥，反而互相配对呢？为什么皆带负电荷的两个电子不相斥，反而互相配对呢？ClClNNClClNN一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法RoD能量0核间距稳定态排斥态稳定态HH1927年海特勒和伦敦用量子力学

7、处理由氢原子形成氢气分子的过程:一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法1 1、共价键的本质：、共价键的本质：当两个原子接近时，如两个电子是反方向自旋，在达平衡距离之前原子是相互吸引的，体系能量随距离的缩短而不断降低，从而形成稳定的共价键。氢分子的两种状态 核间距R能量0EaEsR0DHH+12（）排斥态）排斥态 （）基基 态态 原子轨道发生有效重叠，电子在两核间出现的机会较多，即电子云密度增大，此电子云加强了电子云对两核的吸引力-电荷桥。有节面有节面H2分子的整体电子云图分子的整体电子云图一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法电子云密度增大

8、共价键的定义共价键的定义 这种由自旋方向相反的单电子配对这种由自旋方向相反的单电子配对,原子轨道原子轨道发生空间上的最大可能的重叠发生空间上的最大可能的重叠,从而增强两核间的从而增强两核间的电子云的密度电子云的密度,有效地加强了核中心对两核间的电有效地加强了核中心对两核间的电子云吸引，所形成的化学键子云吸引，所形成的化学键,称为共价键。称为共价键。2、稳定共价键的形成条件：1）电子配对原则:自旋方向相反的单电子相互接近时，才可形成稳定的共价键。2）最大重叠原则:成键电子的原子轨道重叠越多，两核 之间电子的几率密度越大，形成得共价键越牢固。一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）

9、VB法法3、共价键的特征：a、饱和性 基态原子的未成对电子数是一定的,因此它能形成的共价键数也是一定的。例如：N:1S22S22P33p3p1s1s2s2s 2Px2Px 2Py2Py 2Pz2PzN:3个单电子个单电子NH3分子的成键过程分子的成键过程一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法3、共价键的特征：b、方向性s轨道与p轨道的三种重叠示意图ss本质原因是：原子轨道具有方向性本质原因是：原子轨道具有方向性s一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法 除了s原子轨道外，其余的p、d、f原子轨道在空间都有一定的取向，而形成共价键要尽量达到原子轨

10、道的最大的重叠，因此，这些轨道只有沿着一定的方向才能发生最大程度的重叠。ZXZXZX原子轨道的方向性4、共价键的类型:键键:能形成共价键的原子轨道是：ss、spx、pxpx 特点：键成键方式是“沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠，因此键比较稳定。一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法特点：键成键方式是“肩并肩”的方式发生轨道重叠，所以键不太稳定。键:能形成共价键的原子轨道是：pypy、pzpz一、价键理论（电子配对理论）一、价键理论（电子配对理论）VB法法4、共价键的类型:键运用价键理论来说明N2的成键情况。N:1S2 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1 N:1S2

11、 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1 NN随堂练习：键键键键键键 课课 堂堂 小小 结结 价键理论简明地描述了共价键的成键本质与特点价键理论简明地描述了共价键的成键本质与特点:自旋方向相自旋方向相反的单电子配对反的单电子配对,原子轨道发生空间上的最大可能的有效重叠。这样原子轨道发生空间上的最大可能的有效重叠。这样形成的共价键具有方向性与饱和性的特点。形成的共价键具有方向性与饱和性的特点。根据原子轨道重叠的方式的不同分为：根据原子轨道重叠的方式的不同分为：键键、键键。键成键键成键方式是方式是“沿键走，头碰头沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠，轨道的重叠成分的方式发生轨道重叠，轨道的重叠成分较多

12、较多,因此因此键比较稳定；键比较稳定；键成键方式是键成键方式是“肩并肩肩并肩”的方式发生轨的方式发生轨道重叠，所以道重叠，所以键不太稳定键不太稳定,发生化学反应时，发生化学反应时，优先断裂的是优先断裂的是键键。第二节：共 价 键 理 论 杂化轨道理论是价键理论的一部分,是对价键理论的发展和补充。它是在价键理论不能解释的分子的空间构型、稳定性问题时而形成的理论。第二节：共 价 键 理 论 二、杂化轨道理论C:1S2 2S2 2Px1 2Py1 Question Question 有四个完全等价的共价单有四个完全等价的共价单键，空间构型为正四面体，键键，空间构型为正四面体，键角为角为1091092

13、828。为什么甲烷能形成四个等同的共价键？且空间构型为正四面体？按照共价键最初理论：碳原子只能和两个H形成共价键，并且键角为90度。但事实上甲烷分子的结构为：1、杂化轨道理论基本要点1、原子在结合成分子时，中心原子的能量相近的原子轨道在形成化学键过程中，重新组成为新轨道,此过程叫轨道的杂化，新轨道叫杂化轨道。（线性组合）2、杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数目。（遵循原则）二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论3、杂化轨道在空间的伸展方向是尽可能取最大夹角，一般取对称形，这样排斥力最小，形成的分子体才系稳定。（数学理想建模）杂化轨道的数目杂化轨道的数目23456 理想模型理想模型空间的最佳排布

14、空间的最佳排布直线型正三角型 正四面体三角双锥 正八面体二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论 1、杂化轨道理论基本要点4、杂化轨道外形与原子轨道不同，它一端肥大，其成键能力比原子轨道成键能力强，形成的分子也就更稳定。二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论 1、杂化轨道理论基本要点二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论 杂化轨道理论中心要点能量相近的原子轨道能量相近的原子轨道杂化杂化2、具有最佳空间取向、具有最佳空间取向1、数、数 目目 相相 等等3、利于成键的形状、利于成键的形状杂杂 化化 轨轨 道道结果，当然是更有利于成键罗！结果，当然是更有利于成键罗！解 释Interpretation Interpret

15、ation 2Px 2Py 2Pz 2Px 2Py 2Pz sp2Px 2Py 2Pz 2Px 2Py 2Pz sp3 3杂化轨道杂化轨道 2P 2S 1S 碳碳 原原 子子 轨轨 道的道的 sp3 等等 性性 杂杂 化化 过过 程程基 态 激发态 杂化态杂化杂化为什么甲烷能形成四个等同的共价键？且空间构型为正四面体？FLASH 动 画甲烷的杂化轨道二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论sp3等性杂化等性杂化 2、杂化轨道的类型 sp杂化杂化 sp2杂化杂化 sp3杂化杂化 参与杂化的原子轨道的类型和数目不同，就形成不同类型的杂化轨道。常见的杂化轨道类型有：二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论 BeCl

16、2的杂化轨道的杂化轨道 Be 原原 子子 轨轨 道的道的 sp等等 性性 杂杂 化化 过过 程程杂化杂化 2Px 2Py 2Pz 2Px 2Py 2Pz sp杂化轨道杂化轨道 2P 2S 1S 二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论BeCl2杂化轨道的形成二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论FLASH 动 画sp等性杂化等性杂化 BF3的杂化轨道的杂化轨道 B 原原 子子 轨轨 道的道的 sp2等等 性性 杂杂 化化 过过 程程杂化杂化 2Px 2Py 2Pz 2Px 2Py 2Pz sp2杂化轨道 2P 2S 1S 二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论BF3杂化轨道的形成二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论F

17、LASH 动 画sp2等性杂化等性杂化 NH3的杂化轨道的杂化轨道sp3杂化杂化Hybrid orbitalNH3中N 原子采取 sp3 不等性杂化Hybrid orbital二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论sp3不等性杂化不等性杂化NH3杂化轨道的形成FLASH 动 画二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论H2O中O原子采取 sp3 不等性杂化sp3 3 杂化杂化 Valence bond pictures of H2Osp3Hybrid orbital30104HOHo H2O的杂化轨道的杂化轨道p2s2二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论sp3不等性杂化不等性杂化 H2O的杂化轨道的形成 FLAS

18、H 动 画二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论 杂化轨道的类型类型轨道数目空间构型实 例sp2直线型HgCl2 BeCl2sp23平面三角BF3sp34四面体CCl4、H2O、NH3dsp24平面正方形NiCN42-sp3d（dsp3）5三角双锥PCl5sp3d2（d2sp3）6正八面体SF6二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论杂化轨道的类型随堂练习：1、运用杂化轨道理论来合理解释乙烯分子的成键情况与分子构型。、运用杂化轨道理论来合理解释乙烯分子的成键情况与分子构型。提示：中心原子C均采用sp2杂化，每个C原子的两个sp2杂化轨道与配原子H形成两个键，剩下的另一个sp2杂化轨道彼此形成一个键，未参与杂

19、化的原子轨道再肩并肩地形成一个键。分子构型：六个成键原子在一个平面上，键角为120。乙炔乙炔 2、请应用现代价键理论合理地解释乙炔的成键情况、请应用现代价键理论合理地解释乙炔的成键情况,有几个有几个键键?几个几个 键键?HCCH随堂练习：课课 堂堂 小小 结结 杂化轨道理论是价键理论的一部分杂化轨道理论是价键理论的一部分,是对价键理论的发展补充。是对价键理论的发展补充。它能成功地解释价键理论不能解释的分子构型、稳定性问题。它能成功地解释价键理论不能解释的分子构型、稳定性问题。杂化并非是一实际过程杂化并非是一实际过程,而是基于数学理想建模思想，在量子力而是基于数学理想建模思想，在量子力学的基础上

20、学的基础上设想设想出来的理论。出来的理论。杂化不仅提高了轨道的成键能力杂化不仅提高了轨道的成键能力,而且杂化轨道在空间的分布更而且杂化轨道在空间的分布更合适合适,降低了成键电子间的排斥作用降低了成键电子间的排斥作用,有利于体系能量下降有利于体系能量下降,这就是为这就是为什么我们要什么我们要设想设想原子轨道在成键时杂化的原因。原子轨道在成键时杂化的原因。第二节：共 价 键 理 论 三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论 1940年由年由Sidgwich N.和和 Powell H.提出价层电子对互斥理论，它在预言主族元素所形成的多原子分子空间构型时，取得令人惊奇的的成功。运用杂化理论能合理

21、地解释分子空间构型，但必须首先先知道分子的构型。那么如何来预言分子的几何构型呢？第二节：共 价 键 理 论 确定分子构型的原则 在AXm型多原子分子或离子中,分子的几何构型主要决定于中心原子A的价层电子对数的互斥情况：价层电子对之间尽可能远离，采取静电互斥力小、对称性最好的排布。A.A最佳排布最佳排布三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论 （一）理论基本要点（一）理论基本要点分子或离子的空间构型与中心原子的分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数目有关价层电子对数目有关VP =BP +LP价层价层 成键成键 孤对孤对2、价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。LP-LP LP-BP B

22、P-BP1、分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数目有关。3、根据 VP 和 LP 的数目,可以推测出分子的空间构型。三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论 （二）分子形状的确定方法（二）分子形状的确定方法a、中心原子提供的电子数:卤素：7个价电子；氧族：6个价电子。b、配体提供的电子数:氢、卤素：一个电子；氧族：不提供电子。c、如是离子：则应加上或减去与电荷相应的电子数。2配位原子提供的电子数中心原子的价电子数价层电子对数1、计算价层电子对数三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论 2、价层电子对的最佳排布理想构型的确定 电子对数 2 3 4 56 理想构型 直线型 平面三

23、角 正四面体 三角双锥 正八面体 最佳排布 （二）分子形状的确定方法（二）分子形状的确定方法三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论 3、确定分子、离子的空间构型 （二）分子形状的确定方法（二）分子形状的确定方法三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论中心离子周围的价层电子对包含两种：a、成键电子对 b、孤电子对 分子的空间构型：是由中心原子和与它成键的原子来确定的，不包含孤电子对。1、运用VSEPR 法判断 ICl4-的几何构型。课 堂 例 题ICl4-6对价层电子对成键电子对：4 孤电子对：2最佳排布为正八面体 中心原子价层有中心原子价层有 6 对电子对电子.理想排布方式为正八面体

24、理想排布方式为正八面体,但考虑到其中但考虑到其中包括两个孤对包括两个孤对,所以分子的实际几何形状为平面四方形：所以分子的实际几何形状为平面四方形：中心原子中心原子 Xe 的价电子数为的价电子数为 8，F 原子的未成对电子数为原子的未成对电子数为 1.可以算得可以算得中心原子价电子对的总数和孤对数分别为中心原子价电子对的总数和孤对数分别为:(价层电子对总数价层电子对总数)=(84)/2=6 (孤电子对的数目孤电子对的数目)=64=22、运用VSEPR 法判断 XeF4 分子的几何构型。课 堂 例 题 3、运用VSEPR 法判断 ClF3 分子的几何构型。课 堂 练 习 第二节：共 价 键 理 论

25、 价键理论有明确的键的概念,能成功的给出一些键的性质和分子结构的直观图象,但对有些问题的解释感到困难：氢分子离子单电子键的存在，氧分子的顺磁性等。因此,在价键理论建立不久,洪特和密立肯又提出分子轨道理论。四、分四、分 子子 轨轨 道道 理理 论论-MO法法Question Question 疑 问能级能级 反键成键H+H 体系能量下降，稳定性增强1S1S1S*1S1、分子中的电子在遍及整个分子范围内运动,每一个电子的运动状态可用一个分子轨道波函数来描述。2 表示电子在(分子)空间各处出现的几率密度。理 论 要 点b2a11ccb2a11cc线性组合：线性组合：四、分子轨道理论四、分子轨道理论-

26、MO法法 四、理四、理 论要点论要点分子轨道是由原子轨道线性组合而成分子轨道是由原子轨道线性组合而成2、分子轨道由相应的原子轨道线性组合而成,有几个原子轨道就有几个分子轨道,其中有一半能量低于原子轨道的叫成键分子轨道,另一半能量高于原子轨道的叫反键分子轨道。四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法 四、理四、理 论要点论要点 反键成键1S1S1S*1S 理 论 要 点3、原子轨道有效组成分子轨道必须满足三条原则：4、电子在分子轨道中的排布,遵循能量最低原理,鲍林不相容原理和洪特规则。理 论 要 点四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法 四、理四、理 论要点论要点决定是否能成键决定是否能成

27、键 决定成键的效率决定成键的效率(1)对称性匹配原则(2)能量近似原则(3)最大重叠原则对称操作：旋转和反映（照镜子）Py和Py对称性匹配示意图 s和Px对称性匹配示意图对称性匹配 对称性匹配原则x+-yyx+-yy +-xz +zs和 PZx-+zz+-PZ 和 PX对称性不匹配对称操作：旋转和反映（照镜子）对称性匹配原则Py z PZyy+-xz +-对称性匹配原则对称操作：旋转和反映（照镜子）对称性不匹配 原子轨道线性组合成分子轨道的情况 A11S2S2Px2Py2Pz A21S2S2Px2Py2Pz因此,原子轨道在线性组合成分子轨道时,仅需考虑以下几种情况:四、分子轨道理论四、分子轨道

28、理论-MO法法 两原子轨道以”头碰头”组合,则产生一个成键,一个*反键分子轨道:pppp四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法 两原子轨道以”肩并肩”组合则产生一个成键,一个*反键分子轨道:pppp四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法 分 子 轨 道 A11S2S2Px2Py2Pz A21S2S2Px2Py2Pz1s、1s*2s、2s*2px、2px*2py、2py*2pz、2pz*四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法2px2py2pz2px2py2pz2Px *2Px2Py、*2Py2Pz、*2Pz1S1S1S*1S2S2S2S*2S轨道的能量轨道的能量相对高低？相对高低？四

29、、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法A1A1四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法分子轨道的能量高低由几方面决定:1)参与组合的原子轨道自身能量的高低：例如:1S,1S*2s 2)原子轨道之间重叠的方式:2s2s*3)原子轨道之间重叠的多少：例如:2Px2Py=2Pz 4)由于原子轨道组成分子轨道时,成键轨道和反键轨道与原子轨道的能量 差基本相同。由2p轨道组成2Px时能量降低的多,所以*2Px能量升高也 多.因此*2Py=*2Pz*2Px1S*1S2S*2S2Px2Py=2Pz*2Px=*2Pz*2Px 同核双原子的分子轨道图（一）O2 型 分 子 轨 道 图同核双原子分子的分子轨道

30、的能级图：四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法适用于适用于O2、F2、Ne2四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法元元 素素 BCNOFNe 2s-2p能量差能量差 550849119615922084 2595 第二周期元素原子轨道的能量是随着核电荷数而变化的,核电荷数不同,轨道能量不同,轨道能量差也不同。能量差较小，因此2s与2px有可能线性组成分子轨道。四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法此时，同核双原子分子的分子轨道图为：1S*1S2S*2S 2Py=2Pz *2Px =*2Pz*2Px 2P x 2P x 1S*1S2S*2S2Py=2Pz2Px*2Py=*2Pz*2

31、Px这是因为：2s a2px a2s b2px b2s 2s *2s 2s 2px 2px*2px 2px 同核双原子的分子轨道图（二）N2 型型 分分 子子 轨轨 道道 图图同核双原子分子的分子轨道的能级图：适用于Li2 Be2、B2、C2、N2四、分子轨道理论四、分子轨道理论-MO法法 填充填充O2的分子轨道电子排布图，并说明的分子轨道电子排布图，并说明O2 的磁性。的磁性。O(1S22S22P4)O(1S22S22P4)O2KK(2S)2(*2S)2(2Px)2(2Py)2(2Pz)2(*2Py)1(*2Pz)1 课 堂 例 题有单电子有单电子的存在的存在 分子轨道理论与价键理论的比较花

32、开两朵各表一枝，两种理论各有千秋花开两朵各表一枝，两种理论各有千秋（1）价键理论将键的形成解释为原子轨道的重叠价键理论将键的形成解释为原子轨道的重叠，重叠越大重叠越大,形成的键形成的键越强。分子轨道也以原子轨道作为考虑问题的出发点，所不同的是在原子越强。分子轨道也以原子轨道作为考虑问题的出发点，所不同的是在原子轨道组合而成的分子轨道中，原子轨道失去了自己的个性。分子轨道理论轨道组合而成的分子轨道中，原子轨道失去了自己的个性。分子轨道理论把分子看做一个整体，参与成键的电子不再从属于某一个原子而是在整个把分子看做一个整体，参与成键的电子不再从属于某一个原子而是在整个分子势场中运动。分子势场中运动。

33、Comparison of valence bond and molecular orbital approaches:(a)bond due to overlap of atomic orbitals;(b)bond due to formation of molecular orbital.+(a)VB(b)MO（2）价键理论可以很好地说明分子结构与分子几何形状之间的关系，其图价键理论可以很好地说明分子结构与分子几何形状之间的关系，其图形清楚地表示出原子中哪些轨道参与成键，可惜不能表示出轨道的形清楚地表示出原子中哪些轨道参与成键，可惜不能表示出轨道的相对能相对能级级。分子轨道法的缺点是不能

34、给出轨道的空间图像，但却能相当成功地分子轨道法的缺点是不能给出轨道的空间图像，但却能相当成功地预言某一特定的化学键能否形成。预言某一特定的化学键能否形成。例如例如,分子轨道理论预言不可能存在分子轨道理论预言不可能存在 Be2 分子分子,价键理论做不到这一点价键理论做不到这一点.分子轨道理论与价键理论的比较花开两朵各表一枝，两种理论各有千秋花开两朵各表一枝，两种理论各有千秋 表征化学键的物理量：键级、键能、键角、键长、键的极性，统称为键参数。例如:键能用来表征键强弱;键长、键角描述分子的空间结构，键的极性表示共价键的属性。第三节：键参数O2：2例如：N2：3氮分子比氧分子稳定。一、键级一、键级2

35、反键电子数）（成键电子数键级 键级的大小说明两相邻原子间成键的强度，一般来说，键级越大，键越牢固，分子也越稳定 运用分子轨道理论说明 N 2、N2+、N2 2+的稳定性。N2 ：KK(2S)2(*2S)2 (2Py)2 (2Pz)2(2Px)2 因为：因为：N2+：KK(2S)2(*2S)2 (2Py)2 (2Pz)2(2Px)1 N22+：KK(2S)2(*2S)2 (2Py)2 (2Pz)2(2Px)0 所以：键级分别为：N 2：3 N2+：2.5 N2 2+：2稳定性的大小：N 2 N2+N2 2+课 堂 例 题2反键电子数）（成键电子数键级 a、对于双原子分子，键能等于离解能。b、对于

36、多原子分子，键能等于各等价键的平均离解能。一般规定在1个大气压、25室温下,将1摩尔理想气态分子拆开成为理想 气态原子所需吸收的能量，叫分子的离解能。键能：它是化学键的重要参数-衡量化学键的强弱。二、键能二、键能 键长:分子中两原子核之间的平衡距离。在不同化合物中,差异较小,一般指平均值。键数越多,核间吸引力越强,键能越高,键长越短。C-C键的类型键的类型C-C单键单键C-C双键双键C-C叁键叁键共价半径（共价半径（pm）776760键键 长长154134120三、键长三、键长 键角:分子中键与键之间的夹角。如如:NH3 ：10718NH3 3三角锥型.四、键角四、键角键角可以用实验方法测定,

37、也可以根据VSEPR理论推测出来。在化合物中,不同原子间形成共价键,由于不同原子吸引电子能力不同,电子云在两核间分布不对称,共用电子对偏向电负性大的原子,使正、负电荷重心不重合,叫极性共价键。例如例如:氯化氢分子、一氧化碳分子中的化学键都是极性共价键。氯化氢分子、一氧化碳分子中的化学键都是极性共价键。五、键的极性五、键的极性 在双原子分子中,键的极性,就是分子极性；键无极性,分子就无极性。对多原子分子,不仅与键是否有极性有关,还与分子空间结构是否对称有关。分子中正负电荷重心重合为非极性分子,反之为极性分子。例如：CH4中CH键为极性键，而分子为非极性分子。五、键的极性五、键的极性 化学键形成分

38、子或晶体，而对物质如何形成的，这需要通过分子间所存在的较弱的分子间力来说明。第四节：分子间作用力和氢键 物质的分子与分子之间有比较弱的作用力，一般在几十kJ/mol。正是由于分子间作用力的存在，气体分子才能凝聚成相应液体和固体。分子间作用力主要包括范德华力和氢键。一、分子间作用力一、分子间作用力 发生在极性分子之间。由于极性分子具有偶极矩，当它们相互靠近时，同极相斥，异极相吸，分子定向转动而互相吸引，使体系能量降低。+极性分子极性分子之间 极性分子的固有偶极的电场使得另一个分子（极性或非极性）的电子云产生变形，而形成诱导偶极。诱导力存在于：极性分子与非极性分子之间。极性分子与极性分子之间。+固

39、有偶极诱导偶极诱导力一、分子间作用力一、分子间作用力 由于电子运动和原子核震动而使电子云分布发生瞬间变化，产生瞬间偶极；因此而产生的作用力叫色散力。色散力存在一切分子之中。色散力存在于：色散力存在于：极性极性分子 极性非极性分子 非极性非极性分子+-+-瞬时偶极瞬时偶极色散力一、分子间作用力一、分子间作用力1、它是永存于分子近距离的作用力，作用范围约几个pm。2、作用能量一般是几个千焦/摩尔，比化学键能约小12个数量级。分子间力没有方向性，没有饱和性。3、三种作用力中，色散力是主要的，诱导力是次要的，取向力只在较大极性分子间占一定比例。分子间作用力的特点一、分子间作用力一、分子间作用力二、氢二

40、、氢 键键 根据范德华力，同系物中分子量大的极化率也大，分子间作用力强，则熔点、沸点等应比分子量小的高，但水却反常。同样，HF在卤化氢系列中，在氮族氢化物中NH3也有类似反常现象。可见，在H2O、HF、NH3中，分子间除范德华力外，还有其他力 氢键。氧族的同系物氧族的同系物H2O H2S H2Se H2Te沸点（沸点（K）373202232 271熔点（熔点（K）273187212.8 224二、氢二、氢 键键 当氢原子与电负性大而半径很小的N、O、F以共价键结合而成NH3、H2O、HF时，其共用电子对强烈地偏向N、O、F，即电子云密度基本上集中在N、O、F原子一边。这时，氢原子已成为带正电的

41、裸核，所以，氢原子有从别的原子中吸引电子的能力。HF-电子云电子云HF-电子云电子云HF-氢 键氢键氢键氢键氢键氢键氢键二、氢二、氢 键键 H很小，X、Y又比较大，H与X、Y接触后，第三个电负性大的原子就很难再接近H，这是具有饱和性的原因。a、饱和性：HXYZb、方向性：为了减少X、Y之间斥力，需键角尽可能接近180，这是具有方向性的根据。Represent of hydrogen bond HXYRrd二、氢二、氢 键键HXYZ二、氢二、氢 键键氢键分子间氢键 分子内氢键 分子间氢键:一个分子的XH与另一分子的Y原子间相互吸引所形成的氢键二、氢二、氢 键键氢键分子间氢键 分子内氢键 分子内氢

42、键:一个分子的XH与内部的Y原子间相互吸引所形成的氢键。NOOHO硝酸分子NOOHO邻硝基苯酚二、氢二、氢 键键物理性质物理性质 熔点、沸点、比热、粘度极性溶解度分子间氢键增大增大溶质、溶剂间形成氢键，则S增大分子内氢键减小减小减小减小在极性溶剂中溶解度降低，在非极性溶剂中溶解度增大。如生成分子内氢键，分子极性降低，在极性溶剂中溶解度降低，在非极性溶剂中溶解度增大。哪个在水中溶解度最大？哪个在苯中溶解度最大？二、氢二、氢 键键A、B、C、NO2OHNO2OHNO2OH课 堂 习 题一、填空题：一、填空题：1、氨水溶液中，分子间存在 _力，_ 力、_力，_ 键。2、根据分子轨道理论，O2、O2-

43、、O+2的键极分别是_,其稳定性由小到大的顺序是_。3、用价层电子对互斥理论，推断下列物质的空间构型，CO32-:_ NH4+:_ PCl5:_课 堂 习 题一、填空题：一、填空题：4、共价键的主要特征是具有_和 _性。具有饱和性的本质原因是_。5、BCl3为正三角形分子，中心原子采取 杂化，PH3为三角锥形分子，中心原子采取 杂化。课 堂 习 题二、选择题：二、选择题：1、下列有关分子轨道的叙述中错误的是（）A：成键分子轨道能级低于相应的原子轨道 B：反键分子轨道能级常高于相应的原子轨道C：原子轨道能级相近即可组合成分子轨道 D：分子轨道数目等于组合的原子轨道数目 2、下列化合物中，不存在氢

44、键的是（）A：CH3F B：H3BO3 C：HNO3 D：NH33、下列分子中共价键的键角最小的是（）A：NH3 B：CCl4 C：H2O D：CO2课 堂 习 题二、选择题：二、选择题：4、下列物质中极性最强的是（）。A：BF3 B：CS2 C：BeCl2 D：SO2 5、氮气分子结构中，能量最低的空轨道是A：*2Px B：*2Py C：2Px D：2Py 6、XeF4分子的空间构型为（）。A:正四面体 B:正方形 C:三角锥形 D:三角形 7、NCl3分子的空间构型是三角锥形,这是由于中心原子采用了()。A:等性sp3杂化 B:不等性sp3杂化 C:sp2杂化 D:dsp2杂化课 堂 习

45、题二、选择题：二、选择题：8、下列键角大小的顺序正确的是（）A:NO3-CH4 NH3 H2O B:NO3-H2O CH4 NH3 C:CH4 H2O NO3-NH3 D:NO3-CH4 H2O NH3 9、IF2-分子的空间构型为（）。A：正方形 B：正四面体 C：三角锥形 D：直线形 10、下列物质中，中心原子采取sp3杂化的是()A：CO2 B：H2O C：BF3 D：Ni(CN)42-11、NH4+的几何构型为（）A：三角锥型 B：正四面体 C：正方形 D：四方锥体12、既有sp3又有sp2杂化碳原子的化合物是()A：CH3CH2CH3 B：CH2=CH2 C：CH3CCH D：CH3

46、CH=CH213、对NH4Cl中化学键类型的叙述，正确的是 A：全部是离子键 B：全部是共价键 C：有离子键也有共价键 D：既有离子键和共价键，又有配位键课 堂 习 题二、选择题：二、选择题：三、判断题：三、判断题：课 堂 习 题()1、BF3分子是非极性分子，因为它是由非极性共价键结合而成的。()2、配合物中配体的数目就等于配位数。()3、BeCl2分子是以Be原子的s轨道与Cl原子的2个p轨道杂化而形成的。()4、Py 与dxy原子轨道对称性匹配,能量相近时有可能线性组合成分子轨道。()5、按照现代价键理论，键不能单独存在，共价双键或三键中只有一个键。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。