高校无机化学价键理论第四版讲义课件.ppt

1、高校无机化学价键理论天津大学第四版讲义第二节第二节 价键理论价键理论分子的结构和性质分子的结构和性质第六章第六章6.2 价价键理论键理论共价键理论共价键理论现代价键理论是建立在量子力学现代价键理论是建立在量子力学基础上的，主要有：基础上的，主要有：价键理论价键理论：认为成键电子只能在以化：认为成键电子只能在以化 学键相连的两原子间的学键相连的两原子间的区区 域内运动域内运动分子轨道理论分子轨道理论：认为成键电子可以在：认为成键电子可以在 整个分子区域内运动整个分子区域内运动6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键共价键的形成共价键的形成:以以H2为例为例实验测知实验测知:H2 核间距核

2、间距74pm H 玻尔半径玻尔半径53pm说明说明H2分子形成时分子形成时：成键电子的轨道发生了重叠，使核间形成了成键电子的轨道发生了重叠，使核间形成了电子概率密度较大的区域，削弱了两核间的电子概率密度较大的区域，削弱了两核间的正电排斥，增强了核间电子云对核的吸引，正电排斥，增强了核间电子云对核的吸引，使体系能量降低，形成共价键。使体系能量降低，形成共价键。共价键：原子间由于成键电子的原子轨道共价键：原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键重叠而形成的化学键74pmd74pmd6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键价键理论价键理论(电子配对法电子配对法)要点要点两原子靠近时，自

3、旋方向相反的未成两原子靠近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键对的价电子可以配对，形成共价键成键电子的原子轨道重叠越多，形成成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固的共价键越牢固最大重叠原理最大重叠原理6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键共价键特征共价键特征例例:2pNN2pN2 :NN:饱和性饱和性:原子有几个未成对的价电原子有几个未成对的价电 子子,一般只能和几个自旋一般只能和几个自旋方方 向相反的电子配对成键。向相反的电子配对成键。6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键S3s 3p 3d 3s 3p 3d S+6F:F S F F F /F F

4、共价键特征共价键特征 饱和性饱和性:原子有几个未成对的价电原子有几个未成对的价电 子子,一般只能和几个自旋一般只能和几个自旋方方 向相反的电子配对成键。向相反的电子配对成键。在特定的条件下在特定的条件下,有的成对有的成对的价电子能被拆开为单电子的价电子能被拆开为单电子参与成键参与成键6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键共价键特征共价键特征 方向性方向性:为满足最大重叠原理为满足最大重叠原理,成键时原成键时原 子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。+_不能成键不能成键能成键能成键6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键只有当原子轨道对称性相同的部

5、分重叠只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,原子间的概率密度才会增大原子间的概率密度才会增大,形成化学键形成化学键原子轨道重叠的对称性原则原子轨道重叠的对称性原则当两原子轨道以对称性相同的部分当两原子轨道以对称性相同的部分(即即“+”与与“+”、“”与与“”)重叠重叠dxy-pypy-py+px-ss-s+_6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键当两原子轨道以对称性不同的部分当两原子轨道以对称性不同的部分(即即”+”与与”-”)重叠，原子间的概率密度几乎等重叠，原子间的概率密度几乎等于零，难以成键于零，难以成键+_+_dxy-pypx-spx-pxpy-pydxy-py原子轨道重叠的对

6、称性原则原子轨道重叠的对称性原则6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键共价键的类型共价键的类型共价键共价键极性共价键极性共价键强极性键强极性键:如如 HCl 弱极性键弱极性键:如如 HI非极性共价键非极性共价键:如如 HH、ClCl按键是否有极性分：按键是否有极性分：按原子轨道重叠部分的对称性分：按原子轨道重叠部分的对称性分：键、键、键、键、键键6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键键：原子轨道以键：原子轨道以“头碰头头碰头”的形式重的形式重叠叠所形成的键所形成的键p-px xxs-ss-p电子：形成电子：形成键的电子键的电子对键轴对键轴(x轴轴)具有圆柱形对称性具有圆柱形

7、对称性 6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键键：原子轨道以键：原子轨道以“肩并肩肩并肩”的形式重的形式重叠叠所形成的键所形成的键对对xy平面具有反对称性平面具有反对称性 z z xy y pz-pz即重叠部分对即重叠部分对xy平平面的上、下两侧，形面的上、下两侧，形状相同、符号相反状相同、符号相反电子：形成电子：形成键的电子键的电子6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键例例 N2NNxyz:NN:价键结构式价键结构式NN分子结构式分子结构式化学键示意图化学键示意图 或或 :NN:6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键配位共价键配位共价键含义：共用电子对由一个原子

8、单含义：共用电子对由一个原子单 方面提供所形成的共价键方面提供所形成的共价键形成条件形成条件：1.一个原子价层有孤电子对一个原子价层有孤电子对(电子给予体电子给予体)2.另一个原子价层有空轨道另一个原子价层有空轨道(电子接受体电子接受体)6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键:CO:键键配键配键键键价键结构式价键结构式:C O:电子式电子式分子结构式分子结构式C=O例例 COCO2s 2p2s 2p配位共价键配位共价键6.2 价价键理论键理论6.2.2 离子键离子键本质：阳、阴离子之间的静电引力本质：阳、阴离子之间的静电引力存在：离子晶体和少量气态分子中存在：离子晶体和少量气态分子中

9、特征：无方向性和饱和特征：无方向性和饱和性性6.2 价价键理论键理论6.2.1 共价键共价键键型过渡键型过渡两原子是形成离子键还是共价键取决于：两原子是形成离子键还是共价键取决于：两原子吸引电子的能力，两原子吸引电子的能力，即两元素电负性的差即两元素电负性的差(),越大，键的极性越强。越大，键的极性越强。极性键含有少量离子键和大量共价键成分，极性键含有少量离子键和大量共价键成分，大多数离子键只是离子键成分占优势而已。大多数离子键只是离子键成分占优势而已。6.2 价价键理论键理论H HH I:H Br:H Cl:H F:Na F:2.1-2.1=02.5-2.1=0.42.8-2.1=0.73.0-2.1=0.94.0-2.1=1.94.0-0.9=3.1非极性键非极性键 极性键极性键 离子键离子键电电负负性性差差值值越越大大键键的的极极性性越越强强，键型过渡键型过渡