价键理论和分子轨道理论.ppt

经典Lewis 学说 经典Lewis 学说 Lewis结构式 Lewis结构式的绘制规则： 根据分子式或离子式计算出总的价电子数 多原子阴离子的价电子总数要加上阴离子的负电荷数。 多原子阳离子的价电子总数要减去阳离子的正电荷数。 通常先写出中心原子 Lewis 结构式 完成与中心原子键合的原子的８电子结构 ( H 只有２个电子) 将剩余电子放置在中心原子上，即使中心原子的电子数目大于８ 如果电子的数目不足以使中心原子具有８电子结构，则考虑双键或三键 Lewis 结构式 经典Lewis 学说的成功与困惑 Lewis 学说以共享电子对的方式成功地解决了双原子分子的成键问题。 Lewis结构未能阐明共价键的本质和特性：不能说明为何共用电子对就能使两个原子牢固结合。 八隅体结构能较好地适用于第二周期元素的原子，而其它周期元素的原子并不完全遵守此规则。 不能解释某些分子的一些性质。（O2分子的顺磁性） 经典Lewis 学说的困惑 不符合８电子规则的情况很多： 1.具有奇数电子的分子 2.不足８个价电子的原子组成的分子 3.原子的价电子数目多于８个的分子。 经典Lewis 学说的困惑 经典Lewis 学说的困惑 经典Lewis 学说的困惑 ◆σ键：重叠轨道的电子云密度沿键轴方向的投影为圆 形，表明电子云密度绕键轴（原子核之间的连 线）对称。形象的称为“头碰头”。 3. 共价键的键型 σ轨道可由各种方式组成 ◆ π键：重叠轨道的电子云密度绕键轴不完全对称。 形象的称为 “肩并肩”。 ◆ δ键：d 轨道重叠形成的 2. 杂化轨道（hybrid orbital ） 如果 H2O 和 NH3 分子中的 O－H 键和 N－H 键是由 H 原子的 1s 轨道与 O 原子和 N 原子中单电子占据的2p 轨道重叠形成的，HOH 和 HNH 键角应为 90°；事实上, 上述两个键角各自都远大于90°。 ●原子轨道为什么需要杂化？ ●原子轨道为什么可以杂化？ ●如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？ Pauling提出杂化轨道理论。新理论必须解决如下问题： ● 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道——杂化轨道 1. 基本要点 ●轨道成分变了 总之，杂化后的轨道 ●轨道的能量变了 ●轨道的形状变了 结果当然是更有利于成键！ 变了 ● 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变 ● 杂化前后轨道数目不变 2. 杂化形式 ● sp3杂化 2p 2s 2s 2p sp3 四个 sp3 杂化轨道 激发 杂化 CH4中共价 键形成 基态碳原子的结构 杂化轨道 sp3杂化轨道的形成 2s2p轨道 2s 2p 2s 2p sp2 三个 sp2 杂化轨道 激发 杂化 BCl3 中共 价键的形成 基态硼原子的结构 杂化轨道 ● sp2杂化 sp2杂化轨道的形成 sp2杂化轨道 1200 ● sp杂化 2s 2p 2s 2p sp 2p 两个 sp 杂化轨道 激发 杂化 H－Be－H 基态铍原子的结构 BeH2 中共 价键的形成 杂化轨道 sp杂化轨道的形成 H2O中O原子采取 sp3 不等性杂化 sp3 杂化 sp3 H2O中共价键形成 杂化轨道 基态氧原子的 结 构 NH3中N 原子采取 sp3 不等性杂化 sp3杂化 基态氮原子的 结 构 NH3中共价键形成 杂化轨道 试用杂化轨道理论解释下面问题 ● NH3、H2O 的键角为什么比 CH4 小？CO2 的键角为 何是180°？ 乙烯为何取120 °的键角？ ● 在 BCl3 和 NCl3 分子中，中心原子的氧化数和配体 数都相同，为什么两者的空间分子结构却不同？ ● 在 sp2 和 sp 杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？ 各举一例！ 例如 SO2 和 CO sp3d sp3d2 P sp3 sp2 sp s3p s a 0 1/4 1/3 1/2 3/4 1 计算了两个杂化轨道之间夹角 共用电子对数 结构 杂化轨道理想夹角 直线型 sp 2 平面三角形 sp2 3 正四面体 sp3 4 三角双锥 dsp3 5 正八面体 d2sp3 6 定 义：多个原子上相互平行的 p 轨道连贯重叠 在一 起构成一个整体， 而 p 电子在这个 整体内 运动所形成的键 形成条件： ● 参与成键的原子应在一个平面上，而且