第八章 共价键和分子间力.ppt

第八章 共价键和分子间力;掌握现代价键理论的要点、共价键的特征、共价键的类型。 掌握杂化轨道理论的要点，杂化轨道的类型和空间构型。 能判断极性键和极性分子并能初步确定分子的空间构型。 熟悉分子间力的种类和氢键，能判断物质间存在的分子间力的类型。 了解氢键对物质性质的影响。;回 顾;回 顾;本章着重解决三个问题;第一节 价键理论 ;2. 局限性： e均带负电，同性相斥，为什么能形成电子对？ 有些最外层e数或8e也形成稳定化学键 PCl5 →P：3s23p3+5Cl-，共5对e8 BF3 →B：2s22p1+3F-，共3对e8 ; ; 1. 氢分子的形成;;A;①基态：电子自旋方向相反→两原子靠近，r ↓→轨道发生重叠→波函数相加ψ =ψ1+ψ2 →波加强→电子出现机会多→电子云密度增大→最大重叠→核对电子吸引↑，核之斥力↓→系统能量降低→当两个氢原子的核间距L = 74 pm时，其能量达到最低点，Es = ?436 kJ?mol-1，两个氢原子之间形成了稳定的共价键，形成了氢分子。;② 推斥态：电子自旋方向相同→两原子靠近，r ↓→轨道发生重叠→波函数相减ψ =ψ1-ψ2 →波抵消→电子出现机会少→核间几率密度减小，几乎为零→重叠部分空白区→核之斥力↑，核对电子吸引↓→系统能量↑→不稳定→不能形成H2分子。;2. 共价键的本质;自旋方向相反的两个未成对电子相互配对时，因其波函数符号相同，此时系统的能量最低，可以形成稳定的共价键。 若A，B两原子各有一个未成对电子且自旋方向相反，则互相配对构成共价单键，如H－H单键。 如果A、B两原子各有两个或三个自旋方向相反的未成对电子，则在两个原子间可以形成共价双键或共价三键。如N≡N分子以三键结合，因为每个N原子有3个未成对的2p电子。;价键理论成键的基本要点;共价键的特征;2. 共价键的方向性; ;例如：HCl分子的成键示意图;;1.成键重叠方式： σ键 、π键 2.成键数目： 单键、双键、叁键 3.键的极性： 极性、非极性 4.按电子对来源： 正常共价键，配位共价键 ;1. σ键和π键的特点; σ键 π键;? 键( 成键轨道）头碰头 原子核连线为对称轴 ;;共价键形成实例;2) N2的形成;N2分子中两个原子各有三个单电子，分别占据px、 py、pz轨道，沿z轴成键时，pz 与pz“头碰头”形成一个? 键 。则px 和px，py和py “肩并肩”形成两个?键。N2分子：1个?键，2 个?键。;;2. 配位键;六、键参数;共价键极性大小的判断:从成键原子的电负性差值判断，差值越大，键的极性越大。;② 键能EA-B和键离解能DA-B：两者都是从能量上来衡量化学键强弱的物理量。;;③ 键长（l）;某些键能和键长的数据(298.15K);;④ 键角 键角：分子中键和键之间的夹角称为键角。键角是反映结构的重要因素。 如：NH3，H-N-H 键角为107°18’， NH3分子的构型为三角锥形。 又如：CO2，O-C-O的键角为180°，则CO2分子为直线形 。; 知道了某分子内全部化学键的键长和键角的数据，便可确定这些分子的几何构型。 ;键能：键能↑，键越牢固，分子越稳定 键长：键长↓，键越牢固，分子越稳定 键角：反映分了空间结构 键的极性：成键两原子的电负性差值↑，键的极性↑。;1. 贡献： 解释了共价键的形成本质（电性、波性） 解释了共价键的饱和与方向性。 2. 局限性 无法预测分子中原子的排序－空间构形 分子中成键数多于原子的单电子数BF3;第二节 杂化轨道理论;为了解释多原子分子的空间结构，鲍林（L. Pauling）和斯莱特(J. C. Slater)于1931年提出了杂化轨道理论。 杂化：在形成分子时，由于原子间相互影响，同一原子中若干不同类型且能量相近的的原子轨道混合起来，重新组成一组新轨道。这种新轨道重新组合的过程叫杂化。这些新的原子轨道称为杂化轨道。 杂化轨道再与其他原子的原子轨道重叠形成化学键。;1. 杂化轨道形成条件;① 在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成新的原子轨道。 ② 杂化轨道的数目＝组成原子杂化轨道的各原子轨道数目;能量相近的轨道，如： ns, np (n-1)d, ns, np 或 ns, np, nd ;sp杂化;③ 杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道最大程度地重叠，因而杂化轨道