1、Chapter 6： Molecular Structure分子結(jié)構(gòu)、價鍵理論和分子軌道特點與作用1.掌握價鍵理論的內(nèi)容；會用價鍵理論解釋共價鍵的特征，會用價電子對互斥理論和雜化軌道理論解釋簡單的分子結(jié)構(gòu)。2.認識化學鍵的本質(zhì)；掌握離子鍵的形成及其特點，離子的特征，離子極化概念。3.初步認識分子軌道，掌握第二周期元素的分子軌道特點。4.認識分子間作用力和氫鍵的本質(zhì)，用其解釋對物質(zhì)性質(zhì)的影響。 本章教學要求 研究分子結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容是研究原子是如何結(jié)合成分子的，即化學鍵問題。 化學鍵一般可分為離子鍵、共價鍵、金屬鍵,重點討論前兩者。 由于物質(zhì)的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)有關(guān),因此,介紹一些物質(zhì)的性質(zhì),如：分子

2、極性，磁性，氫鍵。前言價鍵理論第一節(jié) 共 價 鍵 理 論 電負性相差較小（Xp）的原子之間將如何成鍵呢? 電負性相差較大的原子間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，形成正、負離子,陰、陽離子間通過靜電作用而形成離子鍵，構(gòu)成分子。第一節(jié) 共 價 鍵 理 論前言 1916年路易斯提出了原子之間共有電子對成鍵的概念（八 隅 律） 路易斯學說為什么皆帶負電荷的兩個電子不相斥，反而互相配對呢？ClClNNClClNN前言一、價鍵理論（電子配對理論）VB法RoD能量0核間距穩(wěn)定態(tài)排斥態(tài)穩(wěn)定態(tài)HH1927年海特勒和倫敦用量子力學處理由氫原子形成氫氣分子的過程:一、價鍵理論（電子配對理論）VB法1.共價鍵的本質(zhì) 當兩個原子接近時

3、，如兩個電子是反方向自旋，在達平衡距離之前原子是相互吸引的，體系能量隨距離的縮能量隨距離的縮短而不斷降低，從而形成穩(wěn)定的共價鍵。 氫分子的兩種狀態(tài) 核間距R能量0EaEsR0DHH+12（）排斥態(tài) （）基 態(tài)原子軌道發(fā)生有效重疊，電子在兩核間出現(xiàn)的機會較多，即電子云密度增大，此電子云加強了電子云對兩核的吸引力-電荷橋。有節(jié)面H2分子的整體電子云圖一、價鍵理論（電子配對理論）VB法電子云密度增大 共價鍵的定義 這種由自旋方向相反的單電子配對,原子軌道發(fā)生空間上的最大可能的重疊, 從而增強兩核間的電子云的密度,有效地加強了核中心對兩核間的電子云吸引，所形成的化學鍵,稱為共價鍵。2.穩(wěn)定共價鍵的形成

4、條件1）電子配對原則: 自旋方向相反的單電子相互接近時，才可形成穩(wěn)定的共價鍵。2） 最大重疊原則: 成鍵電子的原子軌道重疊越多，兩核之間電子的幾率密度越大，形成的共價鍵越牢固。 一、價鍵理論（電子配對理論）VB法3.共價鍵的特征a.飽和性 基態(tài)原子的未成對電子數(shù)是一定的,因此它能形成的共價鍵數(shù) 也是一定的。例如：N : 1S22S22P33p1s2s 2Px 2Py 2PzN:3個單電子NH3分子的成鍵過程一、價鍵理論（電子配對理論）VB法3.共價鍵的特征：b.方向性s軌道與p軌道的三種重疊示意圖ss本質(zhì)原因是：原子軌道具有方向性s一、價鍵理論（電子配對理論）VB法 除了s原子軌道外，其余的p

5、、 d、f原子軌道在空間都有一定的 取向，而形成共價鍵要盡量達到 原子軌道的最大的重疊，因此， 這些軌道只有沿著一定的方向才 能發(fā)生最大程度的重疊。ZXZXZX原子軌道角度分布圖ssxy電子云角度分布圖原子軌道的方向性4.共價鍵的類型: 鍵鍵:能形成共價鍵的原子軌道是：ss 、spx、pxpx 特點：鍵成鍵方式是“沿鍵走，頭碰頭”的方式發(fā)生軌道重疊，因此鍵比較穩(wěn)定。一、價鍵理論（電子配對理論）VB法 鍵 的 形 成一、價鍵理論（電子配對理論）VB法S軌道與S軌道形成鍵 一、價鍵理論（電子配對理論）VB法 鍵 的 形 成S軌道與Px軌道形成鍵 Px軌道與Px軌道形成鍵 成鍵方式是“沿鍵走，頭碰頭

6、”的方式發(fā)生軌道重疊特點：鍵成鍵方式是“肩并肩”的方式發(fā)生軌道重疊，所以鍵不太穩(wěn)定。 鍵:能形成共價鍵的原子軌道是： pypy、 pzpz一、價鍵理論（電子配對理論）VB法4.共價鍵的類型: 鍵一、價鍵理論（電子配對理論）VB法特點：鍵成鍵方式是“肩并肩”的方式發(fā)生軌道重疊，所以鍵不太穩(wěn)定。 鍵:能形成共價鍵的原子軌道是： pypy、 pzpz4.共價鍵的類型: 鍵 課 堂 小 結(jié) 價鍵理論簡明地描述了共價鍵的成鍵本質(zhì)與特點:自旋方向相反的單電子配對,原子軌道發(fā)生空間上的最大可能的有效重疊。這樣形成的共價鍵具有方向性與飽和性的特點。 根據(jù)原子軌道重疊的方式的不同分為： 鍵 、 鍵。鍵成鍵方式是

7、“沿鍵走，頭碰頭”的方式發(fā)生軌道重疊，軌道的重疊成分較多,因此鍵比較穩(wěn)定；鍵成鍵方式是“肩并肩”的方式發(fā)生軌道重疊，所以鍵不太穩(wěn)定,發(fā)生化學反應(yīng)時，優(yōu)先斷裂的是鍵。運用價鍵理論來說明N2的成鍵情況。N : 1S2 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1 N : 1S2 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1 NN隨堂練習： 鍵鍵鍵雜化軌道理論第一節(jié) 共 價 鍵 理 論 雜化軌道理論是價鍵理論的一部分,是對價鍵理論的發(fā)展和補充。它是在價鍵理論不能解釋的分子的空間構(gòu)型、穩(wěn)定性問題時而形成的理論。第二節(jié)：共 價 鍵 理 論 二、雜化軌道理論前言C : 1S2 2S2 2Px1 2Py1 Question

8、 有四個完全等價的共價單鍵，空間構(gòu)型為正四面體，鍵角為10928。為什么甲烷能形成四個等同的共價鍵？且空間構(gòu)型為正四面體？按照共價鍵最初理論：碳原子只能和兩個H形成共價鍵，并且鍵角為90度。但事實上甲烷分子的結(jié)構(gòu)為： 1.雜化軌道理論基本要點（1）原子在結(jié)合成分子時，中心原子的能量相近的原子軌道在形成化學鍵過程中，重新組成為新軌道，此過程叫軌道的雜化，新軌道叫雜化軌道。 （線性組合）（2）雜化軌道的數(shù)目等于參加雜化的原子軌道的數(shù)（遵循原則）二、雜化軌道理論（3）雜化軌道在空間的伸展方向是盡可能取最大夾角，一般取對稱形，這樣排斥力最小，形成的分子體才系穩(wěn)定（數(shù)學理想建模）雜化軌道的數(shù)目23456

9、 理想模型空間的最佳排布直線型正三角型正四面體三角雙錐正八面體二、雜化軌道理論 1.雜化軌道理論基本要點（4）雜化軌道外形與原子軌道不同，它一端肥大，其成鍵能力比原子軌道成鍵能力強，形成的分子也就更穩(wěn)定。二、雜化軌道理論1. 雜化軌道理論基本要點二、雜化軌道理論 雜化軌道理論中心要點能量相近的原子軌道雜化2.具有最佳空間取向1.數(shù) 目 相 等3.利于成鍵的形狀雜 化 軌 道結(jié)果，當然是更有利于成鍵啰！ 2.雜化軌道的類型 sp雜化 sp2雜化 sp3雜化 參與雜化的原子軌道的類型和數(shù)目不同，就形成不同類型的雜化軌道。常見的雜化軌道類型有：二、雜化軌道理論 BeCl2的雜化軌道Be 原 子 軌

10、道的 sp等 性 雜 化 過 程雜化 2Px 2Py 2Pz 2Px 2Py 2Pz sp雜化軌道 2P 2S 1S 二、雜化軌道理論BeCl2雜化軌道的形成二、雜化軌道理論FLASH 動 畫sp等性雜化乙炔 2.請應(yīng)用現(xiàn)代價鍵理論合理地解釋乙炔的成鍵情況,有幾個鍵?幾個 鍵? HCCH隨堂練習： BF3的雜化軌道B 原 子 軌 道的 sp2等 性 雜 化 過 程雜化 2Px 2Py 2Pz 2Px 2Py 2Pz sp2雜化軌道 2P 2S 1S 二、雜化軌道理論BF3雜化軌道的形成二、雜化軌道理論FLASH 動 畫sp2等性雜化解 釋Interpretation 2Px 2Py 2Pz 2

11、Px 2Py 2Pz sp3雜化軌道 2P 2S 1S 碳 原 子 軌 道的 sp3 等 性 雜 化 過 程基 態(tài) 激發(fā)態(tài) 雜化態(tài)雜化為什么甲烷能形成四個等同的共價鍵？且空間構(gòu)型為正四面體？FLASH 動 畫甲烷的雜化軌道二、雜化軌道理論sp3等性雜化 NH3的雜化軌道sp3雜化Hybrid orbitalNH3中N 原子采取 sp3 不等性雜化Hybrid orbital二、雜化軌道理論sp3不等性雜化NH3雜化軌道的形成FLASH 動 畫二、雜化軌道理論H2O中O原子采取 sp3 不等性雜化sp3 雜化 Valence bond pictures of H2Osp3Hybrid orbit

12、al30104HOHo= H2O的雜化軌道p2s2二、雜化軌道理論sp3不等性雜化 H2O的雜化軌道的形成 FLASH 動 畫二、雜化軌道理論 雜化軌道的類型類型軌道數(shù)目空間構(gòu)型實 例sp2直線型HgCl2 BeCl2sp23平面三角BF3sp34四面體CCl4、H2O、NH3dsp24平面正方形NiCN42-sp3d（dsp3）5三角雙錐PCl5sp3d2（d2sp3）6正八面體SF6二、雜化軌道理論雜化軌道的類型隨堂練習：1.運用雜化軌道理論來合理解釋乙烯分子的成鍵情況與分子構(gòu)型。 提示：中心原子C均采用sp2雜化，每個C原子的兩個sp2雜化軌道與配原子H形成兩個鍵，剩下的另一個sp2雜化

13、軌道彼此形成一個鍵，未參與雜化的原子軌道再肩并肩地形成一個鍵。分子構(gòu)型：六個成鍵原子在一個平面上，鍵角為120。 乙炔 2.請應(yīng)用現(xiàn)代價鍵理論合理地解釋乙炔的成鍵情況,有幾個鍵?幾個 鍵? HCCH隨堂練習：3.試用雜化軌道理論解釋下面問題：（1） NH3、H2O 的鍵角為什么比 CH4 小？CO2 的鍵角為何是180？乙烯為何取120 的鍵角？ （2）在 sp2 和 sp 雜化軌道中，是否也存在不等性雜化？各舉一例！例如 SO2 和 CO隨堂練習： 課 堂 小 結(jié) 雜化軌道理論是價鍵理論的一部分,是對價鍵理論的發(fā)展補充。它能成功地解釋價鍵理論不能解釋的分子構(gòu)型、穩(wěn)定性問題。 雜化并非是一實際

14、過程,而是基于數(shù)學理想建模思想，在量子力學的基礎(chǔ)上設(shè)想出來的理論。 雜化不僅提高了軌道的成鍵能力,而且雜化軌道在空間的分布更合適, 降低了成鍵電子間的排斥作用,有利于體系能量下降,這就是為什么我們要設(shè)想原子軌道在成鍵時雜化的原因。價層電子對互斥理論第一節(jié) 共 價 鍵 理 論 三、價層電子對互斥理論1940年由Sidgwich N. 和 Powell H. 提出價層電子對互斥理論，它在預(yù)言主族元素所形成的多原子分子空間構(gòu)型時，取得令人驚奇的的成功。 運用雜化理論能合理地解釋分子空間構(gòu)型，但必須首先先知道分子的構(gòu)型。那么如何來預(yù)言分子的幾何構(gòu)型呢？第一節(jié)：共 價 鍵 理 論前言 確定分子構(gòu)型的原則

15、 在AXm型多原子分子或離子中,分子的幾何構(gòu)型主要決定于中心原子A的價層電子對數(shù)的互斥情況：價層電子對之間盡可能遠離，采取靜電互斥力小、對稱性最好的排布。A.A最佳排布三、價層電子對互斥理論 （一）理論基本要點分子或離子的空間構(gòu)型與中心原子的 價層電子對數(shù)目有關(guān)VP = BP + LP價層 成鍵 孤對2.價層電子對盡可能遠離, 以使斥力最小。LP-LP LP-BP BP-BP1.分子或離子的空間構(gòu)型與中心原子的 價層電子對數(shù)目有關(guān)。 3.根據(jù) VP 和 LP 的數(shù)目, 可以推測出分子的空間構(gòu)型。三、價層電子對互斥理論 （二）分子形狀的確定方法a.中心原子提供的電子數(shù):鹵素：7個價電子； 氧族：

16、6個價電子。b.配體提供的電子數(shù):氫、鹵素：一個電子；氧族：不提供電子。c.如是離子： 則應(yīng)加上或減去與電荷相應(yīng)的電子數(shù)。1.計算價層電子對數(shù)三、價層電子對互斥理論 2.價層電子對的最佳排布理想構(gòu)型的確定這時就可以確定分子的空間構(gòu)型嗎？ 電子對數(shù) 2 3 4 56 理想構(gòu)型 直線型 平面三角 正四面體 三角雙錐 正八面體 最佳排布 （二）分子形狀的確定方法三、價層電子對互斥理論 3.確定分子、離子的空間構(gòu)型 （二）分子形狀的確定方法三、價層電子對互斥理論中心離子周圍的價層電子對包含兩種：a.成鍵電子對 b.孤電子對分子的空間構(gòu)型：是由中心原子和與它成鍵的原子來確定的，不包含孤電子對。因此，首先

17、考慮孤電子對的最佳位置，最后確定分子的空間構(gòu)型電子對互斥力的大小：孤對電子之間孤對電子和成鍵電子成鍵電子之間提示：先考慮具有最少數(shù)目90度角的孤孤排斥的排布。 3.確定分子、離子的空間構(gòu)型 （二）分子形狀的確定方法三、價層電子對互斥理論因此，首先考慮孤電子對的最佳位置，最后確定分子的空間構(gòu)型1.運用VSEPR 法判斷 ICl4- 的幾何構(gòu)型。平面四方形90度的孤孤夾角：0個 課 堂 例 題 排斥力最小ICl4-6對價層電子對成鍵電子對：4 孤電子對：2最佳排布為正八面體90度的孤孤夾角：1個中心原子價層有 6 對電子. 理想排布方式為正八面體, 但考慮到其中包括兩個孤對, 所以分子的實際幾何形

18、狀為平面四方形： 中心原子 Xe 的價電子數(shù)為 8，F(xiàn) 原子的未成對電子數(shù)為 1. 可以算得中心原子價電子對的總數(shù)和孤對數(shù)分別為: (價層電子對總數(shù)) = (84)/2 = 6 (孤電子對的數(shù)目) = 64 = 22.運用VSEPR 法判斷 XeF4 分子的幾何構(gòu)型。 課 堂 例 題 (價層電子對總數(shù)) = (73)/2 = 5 (孤電子對的數(shù)目) = 53= 290度的孤孤夾角：1個90度的孤孤夾角：0個90度的孤孤夾角：0個90度的孤成夾角：4個90度的孤成夾角：6個 T形分子3.運用VSEPR 法判斷 ClF3 分子的幾何構(gòu)型。 課 堂 練 習 分子軌道理論第二節(jié) 共 價 鍵 理 論 價

19、鍵理論有明確的鍵的概念,能成功的給出一些鍵的性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)的直觀圖象,但對有些問題的解釋感到困難：氫分子離子單電子鍵的存在，氧分子的順磁性等。因此,在價鍵理論建立不久,洪特和密立肯又提出分子軌道理論。 四、分 子 軌 道 理 論-MO法前言Question 疑 問氫分子離子如何形成的呢？能級 反鍵成鍵H+H體系能量下降，穩(wěn)定性增強前言1S1S1S*1S1.分子中的電子在遍及整個分子范圍內(nèi)運動,每一個電子的運動狀態(tài)可用一個分子軌道波函數(shù)來描述。 2 表示電子在(分子)空間各處出現(xiàn)的幾率密度。 理 論 要 點線性組合：四、分子軌道理論-MO法 四、理論要點分子軌道是由原子軌道線性組合而成2.分子軌

20、道由相應(yīng)的原子軌道線性組合而成,有幾個原子軌道就有幾個分子軌道,其中有一半能量低于原子軌道的叫成鍵分子軌道,另一半能量高于原子軌道的叫反鍵分子軌道。四、分子軌道理論-MO法 四、理論要點 反鍵成鍵1S1S1S*1S 理 論 要 點3.原子軌道有效組成分子軌道必須滿足三條原則：4.電子在分子軌道中的排布,遵循能量最低原理, 鮑林不相容原理和洪特規(guī)則。 理 論 要 點四、分子軌道理論-MO法 四、理論要點決定是否能成鍵 決定成鍵的效率(1) 對稱性匹配原則(2) 能量近似原則(3) 最大重疊原則對稱操作：旋轉(zhuǎn)和反映（照鏡子）Py和Py對稱性匹配示意圖 s和Px對稱性匹配示意圖對稱性匹配 對稱性匹配

21、原則x+-yyx+-yy + -xz +zs和 PZx-+zz+- PZ 和 PX對稱性不匹配對稱操作：旋轉(zhuǎn)和反映（照鏡子） 對稱性匹配原則Py z PZyy+-xz + - 對稱性匹配原則對稱操作：旋轉(zhuǎn)和反映（照鏡子）對稱性不匹配 原子軌道線性組合成分子軌道的情況 A11S2S2Px2Py2Pz A21S2S2Px2Py2Pz因此,原子軌道在線性組合成分子軌道時,僅需考慮以下幾種情況:四、分子軌道理論-MO法分子軌道類型兩原子軌道以”頭碰頭”組合,則產(chǎn)生一個成鍵,一個*反鍵分子軌道四、分子軌道理論-MO法兩原子軌道以”肩并肩”組合則產(chǎn)生一個成鍵,一個*反鍵分子軌道四、分子軌道理論-MO法分子

22、軌道類型 分 子 軌 道 A11S2S2Px2Py2Pz A21S2S2Px2Py2Pz1s、 1s*2s、 2s*2px、 2px*2py、2py*2pz、2pz*四、分子軌道理論-MO法同核雙原子分子的分子軌道2px2py2pz2px2py2pz2Px *2Px2Py、*2Py2Pz 、*2Pz1S1S1S*1S2S2S2S*2S軌道的能量相對高低？四、分子軌道理論-MO法A1A1同核雙原子分子的分子軌道四、分子軌道理論-MO法分子軌道的能量高低由幾方面決定: 1) 參與組合的原子軌道自身能量的高低：例如:1S, 1S* 2s 2) 原子軌道之間重疊的方式: 2s2s* 3) 原子軌道之間

23、重疊的多少：例如:2Px2Py=2Pz 4) 由于原子軌道組成分子軌道時,成鍵軌道和反鍵軌道與原子軌 道的能量差基本相同。由2p軌道組成2Px時能量降低的多,所以 *2Px能量升高也多.因此*2Py=*2Pz*2Px1S*1S2S*2S2Px2Py=2Pz*2Px=*2Pz*2Px 同核雙原子的分子軌道圖（一） O2 型 分 子 軌 道 圖同核雙原子分子的分子軌道的能級圖：四、分子軌道理論-MO法適用于O2 、F2 、Ne2四、分子軌道理論-MO法元 素 BCNOFNe 2s-2p能量差 550849119615922084 2595 第二周期元素原子軌道的能量是隨著核電荷數(shù)而變化的,核電荷數(shù)

24、不同,軌道能量不同,軌道能量差也不同。能量差較小，因此2s與2px有可能線性組成分子軌道。那么，這種情況時分子軌道能級圖又如何呢？四、分子軌道理論-MO法此時，同核雙原子分子的分子軌道圖為： 1S*1S2S*2S 2Py=2Pz *2Px =*2Pz*2Px 2P x 2P x 1S*1S2S*2S2Py=2Pz2Px*2Py=*2Pz*2Px這是因為：2s a2px a2s b2px b2s *2s 2px *2px 同核雙原子的分子軌道圖（二） N2 型 分 子 軌 道 圖同核雙原子分子的分子軌道的能級圖：適用于Li2 Be2 、B2、C2、N2四、分子軌道理論-MO法1.填充O2的分子軌

25、道電子排布圖，并說明O2 的磁性。O (1S22S22P4)O (1S22S22P4)O2KK(2S)2(*2S)2(2Px)2(2Py)2 (2Pz)2(*2Py)1(*2Pz)1 課 堂 例 題有單電子的存在2.運用分子軌道理論說明 N 2 、N2+ 、N2 2+ 的穩(wěn)定性。N2 ：KK(2S)2 (*2S)2 (2Py)2 (2Pz)2 (2Px)2 因為：N2+ ：KK(2S)2 (*2S)2 (2Py)2 (2Pz)2 (2Px)1 N22+ ：KK(2S)2 (*2S)2 (2Py)2 (2Pz)2 (2Px)0 所以： 鍵級分別為 ：N 2 ： 3 N2+ ：2.5 N2 2+

26、：2穩(wěn)定性的大小： N 2 N2+ N2 2+ 課 堂 例 題 分子軌道理論與價鍵理論的比較花開兩朵各表一枝，兩種理論各有千秋（1）價鍵理論將鍵的形成解釋為原子軌道的重疊 ，重疊越大, 形成的鍵越強。分子軌道也以原子軌道作為考慮問題的出發(fā)點，所不同的是在原子軌道組合而成的分子軌道中，原子軌道失去了自己的個性。分子軌道理論把分子看做一個整體，參與成鍵的電子不再從屬于某一個原子而是在整個分子勢場中運動。 Comparison of valence bond and molecular orbital approaches: (a) bond due to overlap of atomic orb

27、itals; (b) bond due to formation of molecular orbital.+(a)VB(b)MO（2）價鍵理論可以很好地說明分子結(jié)構(gòu)與分子幾何形狀之間的關(guān)系，其圖形清楚地表示出原子中哪些軌道參與成鍵，可惜不能表示出軌道的相對能級。 分子軌道法的缺點是不能給出軌道的空間圖像，但卻能相當成功地預(yù)言某一特定的化學鍵能否形成。 例如, 分子軌道理論預(yù)言不可能存在 Be2 分子, 價鍵理論做不到這一點. 分子軌道理論與價鍵理論的比較花開兩朵各表一枝，兩種理論各有千秋 表征化學鍵的物理量：鍵級、鍵能、鍵角、鍵長、鍵的極性，統(tǒng)稱為鍵參數(shù)。 例如:鍵能用來表征鍵強弱;鍵長、鍵

28、角描述分子的空間結(jié)構(gòu)，鍵的極性表示共價鍵的屬性。鍵參數(shù)前言鍵 級鍵能鍵長鍵角鍵的極性鍵 級O2 ：2例如：N2 ：3氮分子比氧分子穩(wěn)定。一、鍵級 鍵級的大小說明兩相鄰原子間成鍵的強度，一般來說，鍵級越大，鍵越牢固，分子也越穩(wěn)定 a.對于雙原子分子，鍵能等于離解能。 b.對于多原子分子，鍵能等于各等價鍵的平均離解能。 一般規(guī)定在1個大氣壓、25室溫下,將1摩爾理想氣態(tài)分子拆開成為理想氣態(tài)原子所需吸收的能量，叫分子的離解能。鍵能 鍵能：它是化學鍵的重要參數(shù)-衡量化學鍵的強弱。二、鍵能鍵長 鍵長: 分子中兩原子核之間的平衡距離 。 在不同化合物中,差異較小,一般指平均值。鍵數(shù)越多,核間吸引力越強,鍵

29、能越高,鍵長越短。C-C鍵的類型C-C單鍵C-C雙鍵C-C叁鍵共價半徑（ pm ）776760鍵 長154134120三、鍵長鍵角 鍵角:分子中鍵與鍵之間的夾角。如: NH3 ： 10718NH3三角錐型.四、鍵角鍵角可以用實驗方法測定,也可以根據(jù)VSEPR理論推測出來。鍵的極性 在化合物中,不同原子間形成共價鍵,由于不同原子吸引電子能力不同,電子云在兩核間分布不對稱,共用電子對偏向電負性大的原子,使正、負電荷重心不重合,叫極性共價鍵。例如:氯化氫分子、一氧化碳分子中的化學鍵都是極性共價鍵。五、鍵的極性分子的極性 在雙原子分子中,鍵的極性, 就是分子極性；鍵無極性,分子就無極性。 對多原子分子

30、,不僅與鍵是否有極性有關(guān), 還與分子空間結(jié)構(gòu)是否對稱有關(guān)。分子中正負電荷重心重合為非極性分子,反之為極性分子。例如： CH4中CH鍵為極性鍵， 而分子為非極性分子。 五、鍵的極性2.鍵能(E)3.鍵角4.鍵長1.鍵級(BO)BO =1/2(成鍵軌道中的電子數(shù)-反鍵軌道中的電子數(shù)）鍵的強度分子的空間構(gòu)型鍵的極性5.鍵矩(m):m =ql鍵參數(shù)小結(jié) 化學鍵形成分子或晶體，而對物質(zhì)如何形成的，這需要通過分子間所存在的較弱的分子間力來說明。第二節(jié)：分子間作用力和氫鍵前言 物質(zhì)的分子與分子之間有比較弱的作用力，一般在幾十kJ/mol。正是由于分子間作用力的存在，氣體分子才能凝聚成相應(yīng)液體和固體。分子間作

31、用力主要包括范德華力和氫鍵。一、分子間作用力取向力 發(fā)生在極性分子之間。由于極性分子具有偶極矩，當它們相互靠近時，同極相斥，異極相吸，分子定向轉(zhuǎn)動而互相吸引，使體系能量降低。 + + + +極性分子極性分子之間誘導力 極性分子的固有偶極的電場使得另一個分子（極性或非極性）的電子云產(chǎn)生變形，而形成誘導偶極。 誘導力存在于：極性分子與非極性分子之間。極性分子與極性分子之間。+ + 固有偶極誘導偶極誘導力一、分子間作用力色散力 由于電子運動和原子核震動而使電子云分布發(fā)生瞬間變化，產(chǎn)生瞬間偶極；因此而產(chǎn)生的作用力叫色散力。色散力存在一切分子之中。色散力存在于： 極性極性分子 極性非極性分子 非極性非極

32、性分子+ -+ -瞬時偶極瞬時偶極色散力一、分子間作用力1.它是永存于分子近距離的作用力，作用范圍約幾個pm。2.作用能量一般是幾個千焦/摩爾，比化學鍵能約小12個數(shù)量級。分子間力沒有方向性，沒有飽和性。3.三種作用力中，色散力是主要的，誘導力是次要的，取向力只在較大極性分子間占一定比例。 分子間作用力的特點一、分子間作用力分子間作用力的特點二、氫 鍵 根據(jù)范德華力，同系物中分子量大的極化率也大，分子間作用力強，則熔點、沸點等應(yīng)比分子量小的高，但水卻反常。 同樣，HF在鹵化氫系列中， 在氮族氫化物中NH3也有類似反常現(xiàn)象。 可見，在H2O、HF、NH3中，分子間除范德華力外，還有其他力 氫鍵。

33、氧族的同系物H2O H2S H2Se H2Te沸點（K）373202232 271熔點（K）273187212.8 224二、氫 鍵1.氫鍵的形成 當氫原子與電負性大而半徑很小的N、O、F以共價鍵結(jié)合而成NH3、H2O、 HF時，其共用電子對強烈地偏向N、O、F，即電子云密度基本上集中在N、O、F原子一邊。 這時，氫原子已成為帶正電的裸核，所以， 氫原子有從別的原子中吸引電子的能力。HF-電子云HF-電子云HF-氫 鍵氫鍵氫鍵氫鍵氫鍵蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中的氫鍵DNA結(jié)構(gòu)中的氫鍵氫鍵二、氫 鍵2.氫鍵的特點 H很小，X、Y又比較大，H與X、Y接觸后，第三個電負性大的原子就很難再接近H，這是具有飽和性

34、的原因 。a.飽和性：HXYZb.方向性： 為了減少X、Y之間斥力，需鍵角盡可能接近180，這是具有方向性的根據(jù)。Represent of hydrogen bond HXYRrd二、氫 鍵2.氫鍵的特點HXYZ二、氫 鍵3.氫鍵的類型氫鍵分子間氫鍵 分子內(nèi)氫鍵 分子間氫鍵:一個分子的XH與另一分子的Y原子間相互吸引所形成的氫鍵二、氫 鍵3.氫鍵的類型氫鍵分子間氫鍵 分子內(nèi)氫鍵 分子內(nèi)氫鍵:一個分子的XH與內(nèi)部的Y原子間相互吸引所形成的氫鍵。NOOHO硝酸分子NOOHO鄰硝基苯酚二、氫 鍵4.氫鍵對物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響物理性質(zhì) 熔點、沸點、比熱、粘度極性溶解度分子間氫鍵增大增大溶質(zhì)、溶劑間形成

35、氫鍵，則S增大分子內(nèi)氫鍵減小減小在極性溶劑中溶解度降低，在非極性溶劑中溶解度增大。 如生成分子內(nèi)氫鍵，分子極性降低，在極性溶劑中溶解度降低，在非極性溶劑中溶解度增大。哪個在水中溶解度最大？哪個在苯中溶解度最大？二、氫 鍵4.氫鍵對物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響A、 B、 C、NO2OHNO2OHNO2OHQuestion 水分子彼此間通過氫鍵形成籠，將外來中性分子或離子 (Cl2,CH4, Ar, Xe等)包于籠內(nèi)的水合物(分子晶體)。可燃冰：8CH4 46H2O二、氫 鍵一個十分令人感興趣的問題說明下列每組分子之間存在著什么形式的分子間作用力？（1）苯和四氯化碳 （2）甲醇和水 （3）HBr氣體 （4

36、）He和水 （5）NaCl和水 （6）氬氣中分子作用力 課 堂 練 習隨堂練習：課 堂 習 題一、填空題1.氨水溶液中，分子間存在 _力，_ 力、_力，_ 鍵。2.根據(jù)分子軌道理論，O2、O2-、O+2的鍵極分別是_,其穩(wěn)定性由小到大的順序是_。3.用價層電子對互斥理論，推斷下列物質(zhì)的空間構(gòu)型， CO32-:_ NH4+:_ PCl5:_課 堂 習 題一、填空題 4.共價鍵的主要特征是具有_和 _性。具有飽和性的本質(zhì)原因是_。3為正三角形分子，中心原子采取 雜化，PH3為三角錐形分子，中心原子采取 雜化。課 堂 習 題二、選擇題 1.下列有關(guān)分子軌道的敘述中錯誤的是（ ）A.成鍵分子軌道能級低

37、于相應(yīng)的原子軌道 B.反鍵分子軌道能級常高于相應(yīng)的原子軌道C.原子軌道能級相近即可組合成分子軌道 D.分子軌道數(shù)目等于組合的原子軌道數(shù)目 2.下列化合物中，不存在氫鍵的是（ ）33BO3 333.下列分子中共價鍵的鍵角最小的是（ ）A.NH3 B.CCl4 C.H2O D.CO2課 堂 習 題二、選擇題： 4.下列物質(zhì)中極性最強的是（ ）。 3 2 2 2 5.氮氣分子結(jié)構(gòu)中，能量最低的空軌道是A.*2Px B.*2Pyx y 6.XeF4分子的空間構(gòu)型為（ ）。 A.正四面體 B.正方形 C.三角錐形 D.三角形 7. NCl3分子的空間構(gòu)型是三角錐形, 這是由于中心原子采用了( ) 。 A

38、.等性sp3雜化 B.不等性sp3雜化 2雜化 2雜化課 堂 習 題二、選擇題： 8.下列鍵角大小的順序正確的是（ ） A. NO3- CH4 NH3 H2O 3- H2O CH4 NH3 C. CH4 H2O NO3- NH3 3- CH4 H2O NH3 9.IF2-分子的空間構(gòu)型為（ ）。 A.正方形 B.正四面體 C. 三角錐形 D.直線形 10.下列物質(zhì)中，中心原子采取sp3雜化的是( ) 2 B. H23 D.Ni(CN)42- 11.NH4+的幾何構(gòu)型為（ ） A .三角錐型 B.正四面體 C.正方形 D.四方錐體12.既有sp3又有sp2雜化碳原子的化合物是( )3CH2CH3

39、2=CH2 33CH=CH213.對NH4Cl中化學鍵類型的敘述，正確的是 A.全部是離子鍵 B.全部是共價鍵 C.有離子鍵也有共價鍵 D.既有離子鍵和共價鍵，又有配位鍵課 堂 習 題二、選擇題：三、判斷題：課 堂 習 題3分子是非極性分子，因為它是由非極性共價鍵結(jié)合而成的。 ( ) 2.配合物中配體的數(shù)目就等于配位數(shù)。 2分子是以Be原子的s軌道與Cl原子的2個p軌道雜化而形成的。 ( ) 4.Py 與dxy原子軌道對稱性匹配,能量相近時有可能線性組合成分子軌道。 ( ) 5.按照現(xiàn)代價鍵理論，鍵不能單獨存在，共價雙鍵或三鍵中只有一個鍵。 一、離子鍵的形成與特點 第三節(jié)：離 子 鍵 理 論科

40、塞爾(Kossel)離子鍵：原子間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,形成正、負離子，并通過靜電作用而形成的化學鍵。NaCl + -Na +離子鍵Cl -Na:1s22s22p63s1Cl:1s22s22p63s23p5 a.條件：兩原子的電負性的差值：XP。 b.形成：電負性相差較大的原子間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，正、負離子通過靜電作用而形成的化學鍵。 c.特點：沒有方向性，沒有飽和性。 一、離子鍵的形成與特點離子鍵的形成、條件與特點因為離子鍵的本性是靜電作用離子晶體 （a）NaCl型晶體 （b）立方ZnS型 （c）CsCl 型晶體 離 子 晶 體 模 型一、離子鍵的形成與特點離 子 晶 體 模 型二、離子的電荷、半徑、電子構(gòu)型 它對離子間作用有重要影響,電荷越高,對異性離子吸引越大,熔點越高。1.離子的電荷 相應(yīng)原子失去或獲得的電子數(shù) 離子晶體 KFNaClCaOMgO 熔點（） 8578002590 2800 1）同一周期陽離子半徑隨正價增加而減少，例如：Na+ Mg2+ Al3+。 2) 同一主族元素離子半徑從上到下遞增， 例如：Li +Na+ K+ Rb +Cs+、F- Cl- Br- Fe3+。二、離子的電荷、半徑、電子構(gòu)型2.離子的