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第二章 分子结构和分子间力、氢键 2-1-2 价键理论的基本要点 ①当自旋方向相反的未成对电子相互靠近时，两核间的电子云密度增大，可以配对形成稳定的共价键。 ③ 对称性匹配原理 2-1-3 共价键的特点 1. 饱和性：决定于未成对电子数 2-1-4 共价键的类型 1. s 键： “头碰头”重叠 σ键和π键的比较 2-1-5 键参数 1. 键长 3. 键能（E） 4. 键的极性 非极性共价键 相同原子形成的共价键，正负电荷重心恰好重合 如：H2 、O2 、Cl2、… 极性共价键 不同原子形成的共价键，正负电荷重心不相重合 如：HCl、H2O、NH3、… 极性大小由成键两原子的电负性的大小决定，△X大，则极性大。 2-2 杂化轨道理论 价键理论较好的阐述了共价键的形成和本质，并成功地解释了共价键的方向性和饱和性等特点，但有许多不足之处，例如，不能解释甲烷等分子的立体结构。 随着近代物理化学实验技术的发展，如单晶X-射线衍射结构分析，许多分子的几何构型已经被确定。 如：H2O——V型、CO2——直线型、 NH3——三角锥形、CH4——正四面体。对于这些多原子分子的价键结构和空间构型，价键理论不能很好解释。 1931年，鲍林(Pauling)提出杂化轨道理论。 2-2-1杂化轨道概念及其理论要点 ㈠杂化和杂化轨道 ㈡ 杂化轨道理论的要点 1. 一个原子中能量相近的原子轨道可以叠加混杂，形成成键能力更强的新轨道，即杂化轨道。 2. 杂化时，经常使成对电子激发到空轨道而成单电子，所需的能量由成键时释放的能量补偿。 3.一定数目的原子轨道杂化后可得同样数目的杂化轨道。杂化轨道的能量是等同的(简并)。 2-2-2 杂化轨道的类型 ㈠ sp 杂化 1个s 轨道 + 1个p 轨道 → 2 个 sp 杂化轨道 sp杂化轨道成份：1/2 s 1/2p ㈡ sp2 杂化 1个s 轨道 + 2个p 轨道 → 3 个 sp2 杂化轨道 sp2杂化轨道成份：1/3 s 2/3p ㈢ sp3 杂化 1个s 轨道 + 3个p 轨道 → 4 个 sp3 杂化轨道 sp3杂化轨道成份：1/4 s 3/4p 4 个 sp3 轨道的空间分布： 夹角109.5° 或 正四面体 例如： CH4分子结构 2-2-3 等性杂化和不等性杂化 CH4分子有4个sp3杂化轨道，每一个sp3杂化轨道是等同的，即成份相同，能量相等。这种杂化叫做等性杂化。 以NH3分子为例（键角θ=107 °） H2O分子中键角θ=104.5 ° 小结 s-p型 2-3 分子间力和氢键 2-3-1 分子间力 一、分子的极性 偶极距 偶极距 P=δ·d 二、分子的极化 非极性分子的正负电荷重心在外电场中分离，分子产生极化，产生诱导偶极。若外场取消，偶极消失。 极性分子本身具有固有偶极，在外场中，又添加诱导偶极 固有偶极 三、分子间力 小 结 分子间力的本质是静电引力，包括取向力、诱导力、色散力。 极性分子和极性分子之间：取向力、诱导力、色散力。 极性分子和非极性分子之间： 诱导力、色散力。 非极性分子和非极性分子之间： 色散力。 分子间力对物质的性质的影响 例一：为什么不同的物质，有不同的聚集状态？ 常温： F2(g) Cl2(g) Br2(L) I2(s) 非极性分子，色散力依次增大 分子量依次增大，变形性依次增大，色散力也依次增大。 2-3-2 氢键 氢原子核为一个质子，当H原子与电负性很大的F,O,N原子形成极性共价键时，公用电子对强烈偏向电负性大的原子，H+相似一个很小的质子原子核，它可以与另外一个电负性很大的原子相互吸引，形成氢键。 二、氢键的特点 1、有方向性 2、有饱和性 3、氢键的强弱与电负性有关 氢键不仅存在于同种分子间，还可存在于不同分子间 三、 氢键对化合物性质的影响 氢键可以使熔点、沸点、溶解度、粘度、密度等明显升高。 （1）m.p. 和 b.p. 分子间若有氢键，当这些物质熔化或气化时，除了要克服分子间的范德华力外，还必须额外提供能量，破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的高。如NH3、HF、H2O。 （2）溶解度 在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶解度增大。例如HF、NH3在水中的溶解度就比较大。 （3）粘度 分子间有氢键的液体，一般粘度较大。 * * 分子是保持物质化学性质的最小微粒。 1、