第2章化学键与分子结构课件.ppt

3．键角 第二节 离 子 键 二、 离子键形成过程中的能量变化 第三节 共 价 键 理 论 　1916年美国化学家路易斯提出了经典的共价键理论。认为：分子中每个原子应具有稳定的希有气体原子的8电子稳定结构，这种稳定结构是通过原子间共用电子对实现的。 一、现代价键理论(一) ----共价键的本质 3. 共价键的特征 如，HCl分子，设Cl原子的单电子位于3px轨道上， H原子的1s轨道按所示的方向同Cl原子的3px轨道重叠， 两原子轨道在键轴两侧以“肩并肩”方式重叠，轨道重叠部分通过键轴呈平面对称 。这种化学键是π键 二、 现代价键理论（二）——杂化轨道理论 2．杂化轨道的类型及杂化轨道理论的应用 三、价层电子对互斥理论 VSEPR 三、键型过渡 2. 分子间作用力的特点 ● 只有对称性匹配的原子轨道才能有效的组成分子轨道 ① 对称性匹配原则 对称性不匹配的有 s-py 、s- pz 、px-py 、px- pz、py-pz 沿键轴对称 沿过键轴的平面对称 s – s “头碰头”重叠形成σ分子轨道 + + s s + py – py “肩并肩”重叠形成π分子轨道 πp* πp 原子轨道形成分子轨道时，形成一半儿成键轨道，一半儿反键轨道。 成键轨道（ σ、π ）核间电子密度较高，能量降低； 反键轨道（ σ*、π*)核间电子密度较低，能量升高。 ② 能量近似原则 ●　只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨　 　道，而且原子轨道的能量越接近，组合的效率越高 如：第二周期同核双原子分子中，1s-1s，2s-2s，2p-2p能量分别相等，可组合形成相应的分子轨道； 而1s-2s、1s-2p因为能量相差太大，不能有效组合 ③ 最大重叠原则 ●　在符合对称性匹配原则的条件下，能量相近的原子轨 　道重叠程度越大，成键分子轨道能量越低，形成的化学 　键越强，分子越稳定。 三个原则中，对称性匹配是首要条件，它决定原子轨道是否能有效组成分子轨道，而能量近似原则和最大重叠原则只是影响组合效率。 2．分子轨道中的电子排布（重点） 把分子中各分子轨道按能量由低到高排列，就得到分子轨道能级图 (1) 分子轨道能级图 分子轨道的能量是由组成该分子轨道的原子轨道的能量所决定的，原子轨道的能量低，其组成的分子轨道能量也低 ? 2p ?2p* 2p 2p ? 2p ?2p* ?1s ?1s* 1s 1s ?2s ?2s* 2s 2s ?2p ?2p* 2p 2p ?2p ?2p* ?1s ?1s* 1s 1s ?2s ?2s* 2s 2s (a) 2s和2p能级差较大 (b) 2s和2p能级相差较小 第二周期同核双原子分子轨道能级图 原子轨道 分子轨道 原子轨道 原子轨道 分子轨道 原子轨道 ?1s?*1s?2s?*2s?2px??2py=?2pz??*2py=?*2pz??*2px O2 ，F2 ?1s?*1s?2s?*2s??2py=?2pz ?2px ?*2py=?*2pz??*2px 第二周期其他同核双原子分子的分子轨道能级排列顺序 分子轨道能级排列顺序 (2) 分子轨道中的电子排布 同样遵守能量最低原理、泡利原理和洪特规则等三个原则。 O2分子轨道中的电子排布表示式为： O2：[(σ1s)2(σ1s*)2 (σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2 (π2py)2(π2pz)2 (π2py*)1(π2pz*)1] ?1s ?1s* 1s 1s ?2s ?2s* 2s 2s ?2p ?2p* 2p 2p ?2p ?2p* 如：O(1s22s22p4) ， O2共有16个电子 或O2[KK( ?2s) 2 ( ?2s* ) 2 (?2p ) 2 ( ?2p ) 4 ( ?2p* ) 2 ] KK ：表示K层（1层）已满 O O2 O (3) 键级(简写为B.O.) 分子中成键电子数和反键电子数之差（即净成键电子数）的一半定义为分子的键级 分子的键级(B.O. )＝ 分子的键级越大，则键长越短，键能越大，化学键越强，相应的分子就越稳定。键级为0，分子不存在 如：H2 分子的电子排布为[(σ1s)2]， 键级=（2-0）/2=1， 而He2 分子的电子排布为[(σ1s)2(σ1s*)2]，键级=（2-2）/2=0 所以H2 分子稳定存在 ，He2 分子不能稳定存在 单、双、叁键的键级＝1、2、3 3．分子轨道理论的应用 （重点） (1) 锂(1s22s1)， Li2分子有6个电子， 分子轨道中电子排布为：Li2 ：[(σ1s)2(σ1s*