1、第七章 物质结构基础7.3 7.3 化学键理论化学键理论 本节主要讨论分子中直接相邻的原子间本节主要讨论分子中直接相邻的原子间的的强相互作用力强相互作用力，即，即化学键化学键问题和问题和分子的空分子的空间构型间构型(即几何形状即几何形状)问题。问题。 按照化学键形成方式与性质的不同，化按照化学键形成方式与性质的不同，化学键可分为三种基本类型：学键可分为三种基本类型： 离子键离子键共价键和金属键共价键和金属键7.3.1 7.3.1 离子键理论离子键理论1. 离子键离子键离子键理论离子键理论 1916年年 德国化学家柯塞尔提出德国化学家柯塞尔提出原子在反应中失去或得到电子以达到原子在反应中失去或得
2、到电子以达到稀有气体的稳定结稀有气体的稳定结构构，由此形成的正负离子以，由此形成的正负离子以静电引力静电引力相互吸引在一起。相互吸引在一起。离子键的本质：离子键的本质：正负离子间的静电吸引作用正负离子间的静电吸引作用正负离子电荷正负离子电荷Z 、r 、静电吸引力静电吸引力 ，离子键愈强。离子键愈强。离子键的特点：离子键的特点：无方向性无方向性(视作点电荷作用，无方向性视作点电荷作用，无方向性)； 无饱和性无饱和性(吸引尽可能多的异号离子吸引尽可能多的异号离子)；2. 晶格能晶格能(U)(1)定义定义 由气态离子形成离子晶体时所放出的能量通常由气态离子形成离子晶体时所放出的能量通常为在标准压力和
3、一定温度下，由气为在标准压力和一定温度下，由气 态离子生成离子态离子生成离子晶体的反应其反应进度为晶体的反应其反应进度为1mol、 B=1时所放出的能时所放出的能量称量称晶格能，量符号为晶格能，量符号为U，单位：单位： kJ mol 1mMn+(g) + nXm (g) MmXn(s) rHm=U 由定义得出的由定义得出的U为负值，但在通常使用及一些手为负值，但在通常使用及一些手册中都取正值。晶格能的数值越大，离子晶体越稳册中都取正值。晶格能的数值越大，离子晶体越稳定。定。 1/2Br2(l) + K(s) KBr(s) K(g) K+(g) + 1/2Br2(g) Br(g) Br (g)
4、H2= 418kJ mol 1电离能电离能 H6= U fHm= 393.8kJ mol 1气化气化 H3= 15kJ mol 1 H1= 90kJ mol 1 升华升华 H4= 97kJ mol 11/2键能键能 H5= 324.5kJ mol 1电子亲和能电子亲和能(2)晶格能的计算晶格能的计算波恩波恩(Born)哈伯哈伯(Haber )循环循环根据盖斯定律：根据盖斯定律： fHm= H1+ H2+ H3+ H4 + H5+ H6 U = H6= fHm ( H1+ H2+ H3+ H4 + H5) = 393.8 90 418 15 97+324.5 kJ mol 1 = 689 kJ
5、mol 1 以上得到的数据称实验值，由于电子亲和能的数据出入较以上得到的数据称实验值，由于电子亲和能的数据出入较大，因而晶格能大，因而晶格能U的数据也相差较大的数据也相差较大晶晶 体体Z+Z (r+r )/pmU/(kJ mol 1) m.p./K 硬度硬度*NaF1 12319021261NaCl1 12767711074NaBr1 12917331013NaI1 1311684933MgO2 2205388939166.5CaO2 2239351334764.5SrO2 2253331032053.5BaO2 2275315221963.3 晶格能的本质是静电作用，可看作离子晶体中离晶格能
6、的本质是静电作用，可看作离子晶体中离子键的键能。离子晶体中离子的子键的键能。离子晶体中离子的Z ，r ，U ，离子，离子晶体的硬度晶体的硬度 ，m.p. 。晶格能与离子晶体的物理性质晶格能与离子晶体的物理性质*：莫氏硬度，金刚石为：莫氏硬度，金刚石为107.3.2 7.3.2 价键理论价键理论 离子键理论能很好地解释电负性差值较大离子键理论能很好地解释电负性差值较大的离子型化合物的成键与性质，但无法解释其的离子型化合物的成键与性质，但无法解释其他类型的化合物的问题。他类型的化合物的问题。 美国化学家路易斯美国化学家路易斯(Lewis G N)提出了共价提出了共价键键(covalent bond
7、)的电子理论：的电子理论：原子间可共用原子间可共用一对或几对电子，以形成稳定的分子一对或几对电子，以形成稳定的分子。这是早。这是早期的共价键理论期的共价键理论 。 1927年英国物理学家海特勒年英国物理学家海特勒(Heitler W)和德国物理学家伦敦和德国物理学家伦敦(London F)成功地成功地用量用量子力学处理子力学处理H2分子的结构分子的结构。 1931年美国化学家鲍林和斯莱脱将其处年美国化学家鲍林和斯莱脱将其处理理H2分子的方法推广应用于其他分子系统而分子的方法推广应用于其他分子系统而发展成为价键理论发展成为价键理论(valence bond theory)，简，简称称VB理论理论
8、或或电子配对法电子配对法。 根据泡利不相容原理，每个根据泡利不相容原理，每个H原子的原子的1s轨道还可以轨道还可以接纳一个自旋相反的电子配对。用量子力学处理两个相接纳一个自旋相反的电子配对。用量子力学处理两个相互靠近的互靠近的H原子，得到两个原子，得到两个H原子的作用能与核间距的原子的作用能与核间距的关系图。当两个具有关系图。当两个具有相同相同si的的H原子靠近时，两核间电原子靠近时，两核间电子云概率密度子云概率密度 ，两核的排斥作用，两核的排斥作用 ，此时为排斥态，此时为排斥态，系统能量系统能量 ，为，为能量曲线能量曲线E，不能形成稳定的分子。而，不能形成稳定的分子。而当两个具有当两个具有相
9、反相反si的的H原子靠近时，两核间电子云概率原子靠近时，两核间电子云概率密度密度 ，两核的排斥作用，两核的排斥作用 ，此时为吸引态，此时为吸引态，系统能，系统能量量 ，为，为能量曲线能量曲线E，能形成稳定的分子。，能形成稳定的分子。 1. 氢分子的形成氢分子的形成 H(1s1) + H(1s1) H H2 2的能量曲线与状态的能量曲线与状态EE436kJmol1 吸引态 排斥态74pm排斥态吸引态注意：注意：EI线在核间距线在核间距74pm（键长）处有能量最低值，（键长）处有能量最低值，E= -436 kJ mol-1（键能）（键能）。两核进一步靠近，。两核进一步靠近，E 。 自旋方向相反自旋
10、方向相反 自旋方向相自旋方向相同同同同H2电子云概率密度图电子云概率密度图排斥态排斥态吸引态吸引态2. 价键理论基本要点价键理论基本要点 两原子自旋相反两原子自旋相反(si=+1/2, si= 1/2)的未成对电子相互的未成对电子相互配对可以形成稳定的共价键；配对可以形成稳定的共价键； 根据原子的单电子数目可确定相应的成键情况：根据原子的单电子数目可确定相应的成键情况： 如如HCl原子各有一个未成对电子，自旋反平行原子各有一个未成对电子，自旋反平行互相配对构成共价单键，互相配对构成共价单键，HCl； 如两原子各有两个或三个未成对电子，则在两个如两原子各有两个或三个未成对电子，则在两个原子间可以
11、形成共价双键或共价三键。原子间可以形成共价双键或共价三键。 如如NN分子以三键结合，因为每个分子以三键结合，因为每个N原子有原子有3个未个未成对的成对的2p电子；电子； 若原子若原子A有能量合适的空轨道，原子有能量合适的空轨道，原子B有孤电子对，有孤电子对，原子原子B的孤电子对所占据的原子轨道和原子的孤电子对所占据的原子轨道和原子A的空轨的空轨道能有效地重叠，则原子道能有效地重叠，则原子B的孤电子对可以与原子的孤电子对可以与原子A共享，如此形成的共价键称为共价配键，以符号共享，如此形成的共价键称为共价配键，以符号AB表示。表示。 共价键的本质是原子轨道的重叠和共用电子对的形共价键的本质是原子轨
12、道的重叠和共用电子对的形成，轨道的重叠程度愈大，共价键愈稳定。因而，共成，轨道的重叠程度愈大，共价键愈稳定。因而，共价键总是尽可能沿轨道最大重叠的方向形成，这就是价键总是尽可能沿轨道最大重叠的方向形成，这就是最大重叠原理。最大重叠原理。 注意：最大重叠指原子轨道的对称性重叠注意：最大重叠指原子轨道的对称性重叠3. 共价键的特征共价键的特征(1)共价键的饱和性共价键的饱和性决定分子的共价键数目决定分子的共价键数目 指每个原子的成键总数或以单键相连的原子数目指每个原子的成键总数或以单键相连的原子数目是一定的。一个原子有是一定的。一个原子有n个未成对电子，则最多可与个未成对电子，则最多可与n个个自旋
13、相反的单电子配对成键自旋相反的单电子配对成键 如如HHHNHFOHH(2)共价键的方向性共价键的方向性决定分子的几何构型决定分子的几何构型 根据最大重叠原理，在形成共价键时，原子间总是根据最大重叠原理，在形成共价键时，原子间总是尽可能的沿着原子轨道最大重叠的方向成键。电子云尽可能的沿着原子轨道最大重叠的方向成键。电子云重叠最大的方向即共价键的方向重叠最大的方向即共价键的方向7.3.3 7.3.3 分子轨道理论分子轨道理论1.物质的磁性物质的磁性磁性磁性顺磁性：受磁场所吸引，顺磁性：受磁场所吸引， 0；抗抗(反反)磁性：被磁场所排斥，磁性：被磁场所排斥， = 0；顺磁性 抗(反)磁性磁矩磁矩 ：
14、描述物质顺磁性大小的物理量描述物质顺磁性大小的物理量 n：分子中未成对电子数；分子中未成对电子数； ：单位玻尔磁子单位玻尔磁子“B.M.” 可由实验测定，通过可由实验测定，通过 值可估算分子中未成对电子数。值可估算分子中未成对电子数。如两个如两个O原子按原子按VB理论，单电子相互配对，理论，单电子相互配对，O2分子结构分子结构为为BM2nn 实验测定实验测定 (O2)=2.83BM， O2中中n=2，有两个未成对，有两个未成对电子。电子。VB理论无法解释。理论无法解释。 1932年前后，莫立根、洪特、伦纳德年前后，莫立根、洪特、伦纳德-琼斯等先后提琼斯等先后提出分子轨道理论。出分子轨道理论。O
15、 O O 1s22s22p4 O O2s 2px 2py 2pz 1s O2分子磁矩分子磁矩 应为应为02. 分子轨道理论的基本要点分子轨道理论的基本要点 MO (molecular orbital)(1)基本观点：基本观点：把分子看成一个整体把分子看成一个整体(如同原子结构中把如同原子结构中把原子看成一个整体原子看成一个整体)，通过分子中各原子互相对应，通过分子中各原子互相对应(能量能量相近或相同相近或相同)的原子轨道的原子轨道(AO)重叠，组成若干分子轨道重叠，组成若干分子轨道(MO)，而后电子依次填入，而后电子依次填入MO中，电子属整个分子所有中，电子属整个分子所有(2)要点：要点：MO
16、由由AO组合而成，组合而成，n个个AO可组合得可组合得n个个MO；b. 电子逐个填入电子逐个填入MO中，填充规则与在中，填充规则与在AO中填充相同；中填充相同；服从服从能量最低原理、泡利原理和洪特规则；能量最低原理、泡利原理和洪特规则；c. AO组合成有效组合成有效MO须符合：须符合：AO能量相近、最大重叠、能量相近、最大重叠、对称性相同，对称性相同，简称简称成键三成键三 原则原则(3)分子轨道的形成分子轨道的形成 (以以 H + H H2为例为例) 由由AO组合成组合成MO，量子力学有多种方法，其中之一，量子力学有多种方法，其中之一为线性组合分子：为线性组合分子： = Ca a + Cb b
17、 = Ca a Cb b MO aAO bAO MO aAO bAO a、 b：分别代表两个氢原子的原子轨道；分别代表两个氢原子的原子轨道；CC ：为与原子轨道的重叠有关的参数；为与原子轨道的重叠有关的参数； 对同核双原子分子对同核双原子分子Ca = Cb，Ca = Cb ； ：成键轨道，成键轨道，E ，两核间概率密度增大，两核间概率密度增大， E(MO) E(AO)；s-s原子轨道的组合原子轨道的组合+_ +ns ns ns*ns能能量量ns成键轨道成键轨道 能量能量 轨道轨道电子电子 沿键轴沿键轴对称分对称分布布 *ns反键轨道反键轨道 能量能量1s 1s*1s1sA.O M.O A.O能
18、能量量例例 H2p-p原子轨道的组合原子轨道的组合*npx对含键轴对含键轴 平面反对称平面反对称 沿键轴沿键轴 对称对称 反键轨道反键轨道 电子电子 轨道轨道 能能 量量成键轨道成键轨道 能能 量量反键轨道反键轨道 电子电子 轨道轨道 成键轨道成键轨道 npx*npx*npz npz_+能能量量npx npx_+_+_+_+_+_+ +npx+_- -_+_+_+ +_+npz npz_+_能能量量*npznpz- -(4) 组成有效分子轨道的条件组成有效分子轨道的条件 原子轨道原子轨道必须满足必须满足三个条件三个条件： 能量相近：能量相近：两两EAO相同或相近相同或相近 轨道最大重叠：轨道最
19、大重叠：核间核间| |2 ，稳定性，稳定性 对称性匹配：对称性匹配： 、 对称性、原子轨道正负号对称性、原子轨道正负号 相同相同才可以有效地组成才可以有效地组成分子轨道，分子轨道，形成分子形成分子3. 3. 同核双原子分子的分子轨道能级图同核双原子分子的分子轨道能级图 O2、F2分子的分子轨道能级分子的分子轨道能级2s2p1s2p*2p*2p*2s*1s1s1s2s2s2p2pA.O M.O A.O能能量量2s2p1s2p*2p*2p*2s*1s1s1s2s2s2p2pA.O M.O A.OO2 分子的分子轨道示意图和电子排布情况分子的分子轨道示意图和电子排布情况O2( 1s)2( *1s)2
20、( 2s)2( *2s)2( 2px)2( 2py)2( 2pz)2( *2py)1( *2pz)12s 2s2s 2px2py2pz2py2pz2p2p2s2px能量结构：结构： (三电子三电子 键键)O O N2 分子的分子轨道示意图和电子排布情况分子的分子轨道示意图和电子排布情况N2 ( 1s)2( *1s)2( 2s)2( *2s)2( 2py)2( 2pz)2( 2px)2 2s2s 2s 2s 2px 2py 2pz 2py 2pz2p2p2s 2px能量能量N N4. 分子轨道电子排布式分子轨道电子排布式 N2分子的分子轨道电子排布式：分子的分子轨道电子排布式：N2 ( 1s)2
21、( *1s)2( 2s)2( *2s)2( 2py)2( 2pz)2( 2px)2或或N2 KK( 2s)2( *2s)2 ( 2py)2( 2pz)2( 2px)2O2分子的分子轨道电子排布式：分子的分子轨道电子排布式：O2 KK( 2s)2( *2s)2 ( 2px)2( 2py)2( 2pz)2 ( 2py)1( 2pz)1 n=2：内层满电子层可用“KK”表示(2)BM8BM2.83BMn n例例7-6 写出写出O2，O2 ，O22 的分子轨道电子排布式，说明它们的分子轨道电子排布式，说明它们是否能稳定存在，并指出它们的磁性。是否能稳定存在，并指出它们的磁性。 解：解：O2KK( 2s
22、)2( *2s)2( 2px)2( 2py)2( 2pz)2( *2py)1( *2pz)1 O2有一个有一个 键，两个三电子键，两个三电子 键，所以该分子能稳定存在。键，所以该分子能稳定存在。它有两个未成对的电子，具有顺磁性。它有两个未成对的电子，具有顺磁性。O2 KK( 2s)2( *2s)2( 2px)2( 2py)2( 2pz)2( *2py)2( *2pz)1 O2 比比O2多多1e，应分布在，应分布在 *2py (或或 *2pz)分子轨道上，分子轨道上， O2 尚尚有一个有一个 键，一个三电子键，一个三电子 键，所以能稳定存在。并有一个未键，所以能稳定存在。并有一个未成对电子，有顺
23、磁性。成对电子，有顺磁性。O22 ( 1s)2( *1s)2( 2s)2( 2s)2( 2px)2( 2p(y,z)4( *2p(y,z)4 O22 比比O2多多2e，其，其 *2p轨道上的电子都配对，它们与轨道上的电子都配对，它们与 2p轨轨道上的电子对成键的贡献基本相抵，该分子离子有一个道上的电子对成键的贡献基本相抵，该分子离子有一个 键，键，无未成对电子，为反磁性。无未成对电子，为反磁性。MO理论的应用理论的应用(1)B2分子：分子：B2 ( 1s)2( *1s)2( 2s)2( *2s)2( 2pz)1( 2py)1 两个单电子两个单电子 键，能量降低，能稳定存键，能量降低，能稳定存
24、在；在；n=2， =2.83BM。 2pz 2py (2) He2+： He2+( 1s)2( *1s)1 叁电子叁电子 键，能量降低，键，能量降低， 能稳定存在；能稳定存在； n=1， = ? BM。 1s 1s(3)H2+： 能否稳定存在？能否稳定存在？ 能否稳定存在的关键看：能否稳定存在的关键看：E(MO) 2E(AO)7.3.4 7.3.4 共价键的类型共价键的类型s轨道属何种对称性？轨道属何种对称性？a. 绕对称轴旋转绕对称轴旋转180 ，轨道，轨道形状、符号不变，具有形状、符号不变，具有 对对称性；称性；b. 绕对称轴旋转绕对称轴旋转180 ，轨道，轨道形状不变，轨道符号相反，形状
25、不变，轨道符号相反，具有具有 对称性；对称性；1 原子轨道和分子轨道的对称性原子轨道和分子轨道的对称性 (1)原子轨道的对称性原子轨道的对称性 原子轨道在空间有一定的伸展方向，原子轨道在空间有一定的伸展方向，如如3个个p轨道在空间分别向轨道在空间分别向x、y、z三个方向伸展，可用角度分布三个方向伸展，可用角度分布图表示。若将它们以图表示。若将它们以x轴为对称轴旋转轴为对称轴旋转180 ，便会出现以下两种，便会出现以下两种情况：情况：py(pz) d轨道则与轨道则与p轨道类似，有轨道类似，有 对称和对称和 对称之分，对称之分，以以x标轴为对称轴时：标轴为对称轴时：若以坐标原点为对称中心，又可分为
26、中心对称若以坐标原点为对称中心，又可分为中心对称(g)和中和中心反对称心反对称(u)；s,d轨道中心对称，轨道中心对称，p轨道中心反对称。轨道中心反对称。dz2、dx2 y2 和和dyz轨道轨道为为 对称对称dxy和和dxz 轨道为轨道为 对称对称(2) 分子轨道的对称性分子轨道的对称性分子轨道分子轨道键键 以分子轨道的核间联线为对称轴，具有以分子轨道的核间联线为对称轴，具有 对称性的分子轨对称性的分子轨道称为道称为 分子轨道，具有分子轨道，具有 对称性的分子轨道则为对称性的分子轨道则为 分子轨道分子轨道2 共价键的类型共价键的类型按对称性分类：按对称性分类：键和键和键键(还有大还有大 键，键
27、， ) 键特点：键特点：轨道轨道“头碰头头碰头”在键轴连线上达到最大重叠，在键轴连线上达到最大重叠，两核间有最大概率密度两核间有最大概率密度+ssx+pxsx + + + pxpxx 键特点：键特点：轨道轨道“肩并肩肩并肩”在键轴连线上下方达到重叠，在键轴连线上下方达到重叠，呈键轴反对称呈键轴反对称 键与键与 键区分键区分 键：键：键轴转动键轴转动 180 轨道正负号不变；轨道正负号不变； 键：键：正负号改变正负号改变+ z+ zpzpzxpypy+ zy + zy x 通常两原子成键形成分子时，通常两原子成键形成分子时， 键只能有一个，而键只能有一个，而 键可以不止一个，也可以没有。键可以不
28、止一个，也可以没有。NNxyz例例N2:NN: 价键结构式价键结构式NN分子结构式分子结构式或或 :NN:OON形成 键33xy大键分子的特点：平面型分子66C6H6大大 键键 键共用电子属两个原子所共有，围绕两个原子核运动，称键共用电子属两个原子所共有，围绕两个原子核运动，称定域定域 键键。若有。若有3原子在同一平面内以原子在同一平面内以 键成键靠近，每个原子还有键成键靠近，每个原子还有垂直于分子平面的垂直于分子平面的p原子轨道互相原子轨道互相“肩并肩肩并肩”重叠，重叠，p轨道上的轨道上的电子总数电子总数m小于小于p轨道数轨道数n的两倍，则可形成的两倍，则可形成大大 键，键，用用nm表示。表
29、示。形成大形成大 键的电子属构成整个大键的电子属构成整个大 键的原子所共有，围绕整个键的原子所共有，围绕整个 分分子运动，为子运动，为离域电子，离域电子，相应的相应的大大 键称离域键键称离域键H苯分子的结构大 键顺-丁二烯44NO364O343石墨晶体中也存在大键7.3.5 7.3.5 共价键参数共价键参数 表征共价键性质的物理量表征共价键性质的物理量1. 键级键级描述键的稳定性描述键的稳定性 VB理论中，用成键原子间共价单键数目表示键级理论中，用成键原子间共价单键数目表示键级如如ClCl分子中的键级分子中的键级=1 ；NN分子中的键级分子中的键级=3；分子轨道理论中：分子轨道理论中：2成键轨
30、道上的电子数 反键轨道上的电子数键级2外层成键轨道电子数 外层反键轨道电子数键级=对于同核双原子分子也可表示为：对于同核双原子分子也可表示为：例如：例如：O2分子的分子轨道式为分子的分子轨道式为KK( 2s)2( *2s)2( 2px)2( 2py)2( 2pz)2 ( *2py)1( *2pz)1键级键级 = (8 4)/2 = 2 分子的键级越大，表明共价键越牢固，分分子的键级越大，表明共价键越牢固，分子也越稳定。子也越稳定。He2分子的键级为分子的键级为0，说明它不能，说明它不能稳定存在。稳定存在。 同理可判断同理可判断O2+,O2,O2 ,O22 的稳定性大小的稳定性大小2. 键能键能
31、(E) 化学键强度以能量标志的物理量化学键强度以能量标志的物理量定义：定义：在标准状态下将气态分子在标准状态下将气态分子AB(g)解离为气态原子解离为气态原子A(g)、B(g)所需要的能量，单位：所需要的能量，单位：kJ mol 1其数值通常用一定温度下该反应标准摩尔反应焓变表示其数值通常用一定温度下该反应标准摩尔反应焓变表示即：即：AB(g) A (g) + B (g) rHm=E(AB)A与与B之间的化学键可以是单键、双键或三键之间的化学键可以是单键、双键或三键键解离能键解离能(D)：对双原子分子，键能对双原子分子，键能E(AB)等于键的解离等于键的解离能能D(AB)，可直接从热化学测量中
32、得到。如，可直接从热化学测量中得到。如Cl2(g) 2Cl(g) rHm,298.15(Cl2) = E(Cl2) = D(Cl2) = 247kJ mol 1原子化能：原子化能：把一个气态把一个气态多原子分子多原子分子分解为组成它的全分解为组成它的全部气态原子时所需要的能量，部气态原子时所需要的能量， 等于该分子中全部化等于该分子中全部化学键键能的总和学键键能的总和 若分子中只含有一种键，且都是单键，键能可用若分子中只含有一种键，且都是单键，键能可用键解离能的平均值表示。如键解离能的平均值表示。如NH3含有三个含有三个NH键：键： NH3(g) = H(g) + NH2(g) D1 = 43
33、3.1 kJ mol 1NH2(g) = NH(g) + H(g) D2 = 397.5 kJ mol 1NH(g) = N(g) + H(g) D3 = 338.9 kJ mol 1E(NH) = (NH) = (D1+D2+D3)/3 = (433.1+ 397.5+ 338.9) kJ mol 1/3 = 389.8 kJ mol 1键能键能E ，键强度，键强度 ，化学键越牢固，分子稳定性，化学键越牢固，分子稳定性 对同种原子的键能对同种原子的键能E有：有： 单键单键双键双键叁键叁键如：如： E(CC)=346kJ mol 1 E(C=C)=610kJ mol 1 E(CC)=835kJ
34、 mol 1D3. 键长键长l 键长键长(l)：分子中成键原子核间平均距离，单位分子中成键原子核间平均距离，单位 m或或 pm (1pm = 10 12m) 在不同分子中，两原子间形成相同类型的化学键在不同分子中，两原子间形成相同类型的化学键时，键长相近，它们的平均值，即为共价键键长数据。时，键长相近，它们的平均值，即为共价键键长数据。 键长数据越大，表明两原子间的平衡距离越远，键长数据越大，表明两原子间的平衡距离越远，原子间相互结合的能力越弱。如原子间相互结合的能力越弱。如HF，HCl，HBr，HI 的键长依次增长，键的强度依次减弱，的键长依次增长，键的强度依次减弱，热稳定性逐渐下降。热稳定
35、性逐渐下降。一些键能和键长的数据一些键能和键长的数据(298.15K)共价键共价键 键能键能E/(kJ mol 1)键长键长l/pmHH436.0074.1HF568.6 1.391.7HCl431.4127.5HBr366 2141.4HI299 1160.9CC346154C C610.0134C C835.1120CH4131094. 键角键角键角键角( )：分子中相邻的共价键之间的夹角称为键角分子中相邻的共价键之间的夹角称为键角键长和键角是确定分子几何构型的物理量键长和键角是确定分子几何构型的物理量分子分子键长键长l/pm 键角键角 分子构型分子构型NO2 120 134V形形(或角形
36、或角形)CO2 116.2 180 直线形直线形NH3 100.8 107.3 三角锥形三角锥形CCl4 177 109.5 正四面体形正四面体形键长和键角的数据一般从实验测定键长和键角的数据一般从实验测定一些分子的化学键的键长、键角和几何构型一些分子的化学键的键长、键角和几何构型小结：小结： 成键原子间电负性差值的大小一定程度上反映了成键原子间电负性差值的大小一定程度上反映了键的离子性的大小。键的离子性的大小。 电负性差值大的元素之间化合生成离子键的倾向较电负性差值大的元素之间化合生成离子键的倾向较强；强； 电负性差值小的或电负性差值为零的非金属元素间电负性差值小的或电负性差值为零的非金属元素间以共价键结合；以共价键结合； 电负性差值小的或电负性差值为零的金属元素间则电负性差值小的或电负性差值为零的金属元素间则以金属键形成金属单质或合金。以金属键形成金属单质或合金。
