价键理论选修课.ppt

共价键的方向性 经典价键理论 classical valence-bond 1 要点： 1. 具有成单电子的两原子轨道相互重叠，可以形成共价键。重叠越大，键越稳定 2. 共价键具有方向性和饱和性。（原因） 3. 根据重叠方式不同，可分为σ键和π键。头碰头式与肩并肩式。 π键键能较σ键小。（如N2） 2 原子轨道的重叠overlap of atomic orbitals 二.杂化轨道理论 hybrid orbital 1要点： 1) 原子在形成分子时，为增强成键能力，不同类型的原子轨道（必要时电子可激发到能量相近轨道）可以重新组合成新轨道，叫杂化轨道。 2) 杂化轨道数＝参与杂化的原子轨道数 3) 参与杂化的轨道要能级相近 4) 不同类型的杂化轨道的形状与空间取向不同。 2杂化轨道类型 （1）SP杂化：每个轨道中S与P各占二分之一，头大尾小（s成分大），直线型。如：C2H2 2） SP2 杂化 ，每个轨道中S成分为1/3,P为2/3，头变小，尾变大，正三角形。如 BF3 。 3）SP3 杂化 每个轨道中S成分为1/4，头更变小。为正四面体，如CCl4 。 3.等性杂化与不等性杂化 全部由成单电子的轨道参与的杂化叫等性杂化。有孤对电子的轨道参与的杂化叫不等性杂化。 NH3 分子的形成，有一个孤对电子参与杂化，键角变小。分子构型：三角锥。 H2O 分子的形成，有两个孤对电子参与杂化，键角变得更小。分子构型：V型。 氢 键 * 杂化轨道理论仍保存着经典理论的三大要求 一、分子间作用力 分子与分子之间存在着一种能把分子聚集在一起的作用力，这种作用力就叫分子间作用力。 实质：是一种静电作用，它比化学键弱很多。 范德华力和 氢键是两种最常见的分子间作用力 298 26.00 HI 366 23.11 HBr 432 21.14 HCl 键能（kJ·mol-1） 范德华力（kJ·mol-1） 分子 （一）、范德华力 1、特点 ⑴只存在于分子间，包括单原子分子 ⑵只有分子充分接近时才有相互作用（300—500pm） ⑶ 范德华力一般没有饱和性和方向性 2、影响范德华力的因素 主要有：⑴分子的大小 ⑵分子的空间构型 ⑶分子中电荷分布是否均匀 分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大 3、范德华力对分子构成的物质性质的影响 ⑴、分子构成的物质，其相对分子质量越大，则范德华力越大，物质的熔沸点越高；相对分子质量相近，分子极性越大，物质的熔沸点越高。 ⑵、若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力，则溶质在该溶剂中的溶解度较大 水分子中的O—H键是一种极性很强的共价键，氧原子与氢原子共用的电子对（电子云）强烈的偏向氧原子，于是H原子变成了一个几乎没有电子云的、半径极小的带正电的核(裸露的质子) ，这样，一个水分子中相对显正电性的氢原子，就能与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用，这种相互作用叫做氢键，记作X—H…Y 1、形成氢键必须具备的条件： （1）分子中有H原子 （2）X-H…Y中的X和Y原子元素的电负性大， 半径小，且有孤电子对 实际上，只有N、O、F三种元素才能满足第二个条件，它们的氢化物可以形成氢键。此外，无机含氧酸和有机羧酸、醇、胺以及蛋白质和某些合成高分子化合物等物质的分子（或分子链）之间都存在有氢键。因为这些物质的分子中含有F-H、O-H或N-H键。 2、氢键的特点 氢键和范德华力类似，也是一种分子间作用力，它比化学键弱但比范德华力强。 ⑴、 氢键有饱和性和方向性 分子中每一个X-H键中的H只能与一个Y原子形成氢键，如果再有第二个Y与H结合，则Y与Y之间的斥力将比H…Y之间的引力大，也就是说H原子没有足够的空间再与另一个Y原子结合。 X-H…Y系统中，X-H…Y一般在同一直线上，这样才可使X和Y距离最远，两原子间的斥力最小，系统更稳定。 ⑵、氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关 一般X、Y元素的电负性越大，半径越小，形成的氢键越强。例如：F-H…F ﹥O-H…O ﹥N-H…N 3、氢键的存在 (1)分子间氢键： (2)分子内氢键： 一个分子内的X—H键中的 H与另一个分子内的Y原子相结合而成的氢键称为分子间氢键，有同种分子间与不同分子间。 一个分子的X—H键中的H与其分子内部的Y原子相结合而成的氢键称为分子内氢键。如：邻硝基酚。 分子间氢键会增强分子间作用力 分子内氢键则削弱 分子间作用力 4、氢键对化合物性质的影响 ⑴对熔沸点的影响 ①分子间氢键的存在，当物质从固态转化为液态或由液态转化为气态时，不仅需要克服分子间作用力，还需提供足够的能量破坏氢键，因而使物质