[理学]8第八章+化学键和分子结构1.ppt

第 八 章 化学键和分子结构 ?? = 0 ? 1.7 共价键（非极性） ? 1.7 金属键 ? ? 0 0 ?? 1.5 共价键（极性性） ?? 1.5 离子键 化学键：共价键；离子键；金属键 阿尔莱德?罗州标度电负性 例外：HF，?? = 4.1 ? 2.2 = 1.9, 共价键 CsF：离子性92% 1.1. 经典的路易斯学说(Lewis: 美国物理化学家) 两个原子通过共用一对价电子的互相作用称为共价键 共用一对电子的共价键 共价单键 共用二对电子的共价键 共价双键 共用三对电子的共价键 共价叁键 由一个原子单方面提供一对电子与另一个原子共用而形成的 共价键称为 配位共价键或共价配键 1. 共价键 路易斯（Lewis）结构式： 孤对电子：未成键的价层电子对 “?”表示共享一对电子形成共价键 H2 O2 N2 CO Cl2 PCl3 Lewis认为，分子中原子之间可以共享电子对而使每个原子具有稳定的稀有气体电子结构。因此，Lewis结构式的写法规则又称八隅体规则（即8电子结构）。例外：PCl5 1.2.价键理论（又称电子配对理论，简称 VB法） 现代价键理论的要点： A. 形成共价键的两个必要条件 （1）2个原子的价层轨道上必须有不成对电子（成单电子），且自旋相反 （2）2个原子轨道必须要有最大程度的重叠：沿着原子轨道电子云密度最大的方向发生重叠 B. 共价键的本质 由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键 共价键的本质（P101） 价键理论继承了Lewis学说中共享电子对的概念，但它是在量子力学的基础上发展起来的，指出这对成键电子是自旋相反的，而且电子不是静止的，是运动的，并且在核间有较大的几率分布。 共价键的特点：饱和性和方向性 饱和性：根据价键理论，2个原子价层轨道上的2个不成对电子可以通过自旋相反的方式配对成键，已经配对的电子不能再与其它原子中的不成对电子成键，因此，一个原子可能与其它原子形成共价键的数目取决于该原子价层轨道上的不成对电子数目，不成对电子用完了，就不能再形成共价键。 H2 H2O O2 N2 NH3 方向性：根据价键理论，不同原子的原子轨道只有沿电子云密度最大的方向重叠才能发生最大程度的重叠，从而形成稳定的共价键。 共价键的类型：?键和?键 ?键：凡是原子轨道沿着电子云密度最大的方向重叠所形成的键都是?键（头碰头） s?s H2 s?Px 沿x轴方向重叠 HCl Px?Px 沿x轴方向重叠 Cl2 ? 键 (P99) s?s ?键 s?px ?键 px?px ?键 ?键：2个原子的Py轨道沿着x轴或z轴方向，“肩”并 “肩”而形成的键 Px?Px 沿y轴或z轴方向重叠 Py?Py 沿x轴或z轴方向重叠 Pz?Pz 沿x轴或y轴方向重叠 dxy?Py 沿x轴方向重叠 ?键的电子云重叠程度比?键差，因而没有?键稳定。 围绕键轴， ?键可以旋转， ?键不能旋转 ? 键 (P99) py?py ? 键 pz?pz ? 键 Px?Py 或 Py?Pz或Px?Pz ：既不能形成?键，也不能形成?键 s?Px：沿y轴或z轴方向既不能形成?键，也不能形成?键 一般，共价单键都是?键，共价双键包括一个?键和一个?键，共价叁键包括一个?键和两个互相垂直的?键。 氧分子和氮分子的成键 (P100) O2 1s22s22p4 N2 1s22s22p3 键轴是z轴 水分子中二个 O?H 键的键角为 104.45? 氨分子中三个 N?H 键的键角为 107.3? 简单的价键理论不能解释分子的空间构型，也不能解释CH4分子中能形成4个共价键 1.3. 杂化轨道理论 杂化：同一个原子的原子轨道进行线性组合 中心原子：BF3 BeCl2 CH4 H2O Pauling指出，在有外来干扰时，能量相近的n