共价键1高等材料化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1 1第四章第四章 化学键化学键与分子结构与分子结构4-1 4-1 离子离子键理理论4-2 4-2 共价共价键理理论4-3 4-3 分子分子间作用力与作用力与氢键4-4 4-4 晶体晶体结构构第第1 1页页2 24-1 离子键理论一、离子一、离子键形成形成二、离子二、离子键特点特点三、离子特征三、离子特征第第2 2页页3 3一、离子键形成 电负性相差性相差较大（大（x x1.71.7）两个元素原子两个元素原子相遇相遇时，就会，就会发生生电子子转移而形成正、移而形成正、负离子。离子。离子离子键：正、：正、负离子离子间经过静静电作用而形作用而形成化学成化学键。由离子由离子键形成化合物形成化合物为离子型化合物离子型化合物。第第3 3页页4 4二、离子键特点 1 1 离子离子键本本质是静是静电作用作用2 2 离子离子键没有方向性（没有方向性（电荷球形荷球形对称分布）称分布）3 3 离子离子键没有没有饱和性（空和性（空间许可）可）4 4 键离子性与元素离子性与元素电负性相关性相关 普通普通说来，正来，正负离子所离子所带电荷越高，荷越高，半径越小，形成离子半径越小，形成离子键越越强。第第4 4页页5 5三、离子特征1 1 离子离子电荷荷 正离子正离子电荷数就是荷数就是对应原子失去原子失去电子数。子数。+1+1，+2+2，最高，最高+3+3，+4+4。负离子离子电荷数就是荷数就是对应原子取得原子取得电子数。子数。普通普通-1-1，-2-2；-3-3、-4-4多多为含氧酸根或配离子含氧酸根或配离子电荷。荷。2 2 离子离子电子子层构型构型 负离子：离子：简单负离子最外离子最外电子子层都是都是8 8电子子构型。构型。第第5 5页页6 6*正离子：正离子：2 2电子构型：子构型：1 1s s2 2 LiLi+,Be,Be2+2+8 8电子构型：子构型：nsns2 2npnp6 6 NaNa+,Mg,Mg2+2+,AI,AI3+3+等等1818电子构型：子构型：nsns2 2npnp6 6ndnd10 10 AgAg+,Zn,Zn2+2+,Cd,Cd2+2+等等18+218+2电子构型子构型:(:(n-1)sn-1)s2 2(n-1)p(n-1)p6 6(n-1)d(n-1)d1010nsns2 2 PbPb2+2+,Sn,Sn2+2+,Bi,Bi3+3+等等9-179-17电子构型：子构型：nsns2 2npnp6 6ndnd1-9 1-9 CrCr3+3+,Mn,Mn2+2+等等第第6 6页页7 7 在离子在离子电荷和半径大致相同条件下，不一荷和半径大致相同条件下，不一样构型正离子构型正离子对同种同种负离子离子结协力大小是：力大小是：18 18或或18+218+2电子构型离子子构型离子9-179-17电子构型离子子构型离子8 8电子构型离子子构型离子 CuCI NaCI CuCI NaCI r r+/pm 96 95/pm 96 95 溶解性溶解性 难 易易第第7 7页页8 83 3 离子半径离子半径 各主族元素，自上而下，各主族元素，自上而下，电荷数相同离荷数相同离子半径依次增大；子半径依次增大；LiLi+NaNa+K K+RbRb+CsCs+同一周期主族元素，自左而右，正离子同一周期主族元素，自左而右，正离子电荷增大半径减小；荷增大半径减小；r(Nar(Na+)r r（MgMg2+2+)同一元素，高价离子半径同一元素，高价离子半径低价离子半低价离子半径；径；r r（FeFe3+3+)(60pm)(60pm)r r（FeFe2+2+)(75pm)(75pm)第第8 8页页9 9 周期表中相周期表中相邻族左上与右下斜族左上与右下斜对角角线上上正离子半径近似相等；正离子半径近似相等；如：如：r r（MgMg2+2+)=65pm)=65pm r r（LiLi+)=60pm)=60pm 负离子半径普通离子半径普通较大，大，约130-250130-250pmpm 正离子半径普通正离子半径普通较小，小，约10-17010-170pm.pm.第第9 9页页10104-2 4-2 共价键理论共价键理论一、当代价一、当代价键理理论(重点）重点）二、二、杂化化轨道理道理论(重点）重点）三、价三、价层电子子对互斥理互斥理论四、分子四、分子轨道理道理论（难点）点）五、五、键参数与分子性参数与分子性质第第1010页页1111一、当代价键理论(VB法）1 1 H H2 2共价共价键形成和本形成和本质2 2 当代价当代价键理理论关关键点点3 3 共价共价键特征特征4 4 共价共价键类型型5 5 配位配位键6 6 离域大离域大键第第1111页页12121 1 H H2 2共价共价键形成和本形成和本质第第1212页页13132.2.当代价键理论当代价键理论(电子配对法电子配对法)关键点：关键点：(1)(1)电子配子配对原理原理：两原子靠近两原子靠近时，自旋相反自旋相反未成未成对价价电子子能能够两两配两两配对形成共价形成共价键。(2)(2)能量最低原理：能量最低原理：自旋相反自旋相反单电子配子配对后会后会放出能量，使体系能量降低。放出能量越多，放出能量，使体系能量降低。放出能量越多，形成共价形成共价键越越稳定。定。第第1313页页1414(3)(3)轨道最大重合原理：道最大重合原理：成成键电子原子子原子轨道，道，在可能范在可能范围内重合越多，形成共价内重合越多，形成共价键越牢靠，越牢靠，分子越分子越稳定。定。总而言之，价而言之，价键理理论认为共价共价键是是经过自自旋相反旋相反单电子配子配对和原子和原子轨道最大重合而形成，道最大重合而形成，使体系到达能量最低状使体系到达能量最低状态。第第1414页页15153 3 共价键特征共价键特征(1)(1)共价共价键结协力本力本质是是电性性 两个原子两个原子查对共用共用电子子对形成形成负电区域吸区域吸引力，而不是正引力，而不是正负离子离子间库仑引力。引力。共价共价键结协力大小力大小原子原子轨道重合程度多道重合程度多少少共用共用电子数目及重合方式。子数目及重合方式。结协力力：共价共价叁键共价双共价双键共价共价单键。第第1515页页1616(2)(2)共价共价键饱和性和性 一个原子有几个未成一个原子有几个未成对电子便可与几个自子便可与几个自旋相反旋相反单电子配子配对成成键。稀有气体无稀有气体无单电子，原子子，原子间难成成键，所以，所以主以主以单原子分子形式存在。原子分子形式存在。另外，原子中有些原来已成正确另外，原子中有些原来已成正确电子，在子，在特定条件下（外特定条件下（外层有空有空轨道，与之道，与之结合原子合原子x x大），也可拆开成大），也可拆开成为单电子而参加成子而参加成键。SFSF6 6第第1616页页1717（3 3）共价键方向性）共价键方向性 共价键将尽可能沿着原子轨道最大重共价键将尽可能沿着原子轨道最大重合方向形成合方向形成 第第1717页页18184.4.共价键类型共价键类型 键：成成键原子原子轨道沿着道沿着键轴（两原子核（两原子核间连线）方向以）方向以“头碰碰头”方式方式发生生轨道重合。道重合。特点：特点：轨道重合部分道重合部分对键轴呈呈圆柱形柱形对称称 键是是组成共价分子骨架成共价分子骨架 形成形成键电子称子称电子子 键键能高，能高，稳定性大定性大第第1818页页1919s-s s-s、s-ps-p键形成键形成第第1919页页2020 键：成成键轨道以道以“肩并肩肩并肩”（相互平（相互平行）方式重合形成行）方式重合形成键。特点：特点：轨道重合部分道重合部分对经过键轴平面呈平面呈反反对称（分布在称（分布在对称面上下两称面上下两侧，形状相，形状相同，符号相反）。同，符号相反）。第第2020页页2121p-pp-p键及键及键对称性键对称性第第2121页页2222形成形成键电子称子称键电子；子；键轨道重合程度比道重合程度比键小，小，键能能 键键；稳定性定性 键键 键活性活性较高，易高，易发生化学反生化学反应。第第2222页页2323NN y zN N2 2三重三重键第第2323页页24245 5 配位键配位键 由一个原子提供由一个原子提供电子子对,为2 2个原子共用而个原子共用而形成共价形成共价键，称共价配，称共价配键或配位或配位键。COCO分子分子结构式构式:第第2424页页2525配位配位键形成条件：形成条件：(1)(1)一个原子价一个原子价电子子层有孤有孤电子子对(2)(2)另一个原子价另一个原子价电子子层有可接收孤有可接收孤电子正确子正确空空轨道。道。NH NH4 4+,Cu(NH,Cu(NH3 3)4 4 2+2+,Fe(CN),Fe(CN)6 6 4-4-,Fe(CO),Fe(CO)5 5等等第第2525页页2626（补）（补）6 6 离域大离域大键键(1)(1)形成条件形成条件:在在三个或三个以上三个或三个以上用用键联起起 来原子之来原子之间，如，如满足以下条件足以下条件则可形成离域可形成离域大大键。A A 这些原子都在同一个平面上；些原子都在同一个平面上；B B 每一原子有一相互平行每一原子有一相互平行p p轨道；道；C p C p电子数子数2 2倍倍p p轨道数。道数。b b 电子数子数a a 原子数原子数 第第2626页页2727（2 2）离域大）离域大键类型键类型 ABAB2 2型分子或离子：型分子或离子：价价电子子总数在数在16161919之之间均可形成离域大均可形成离域大键，而且价，而且价电子子总数相同，数相同，生成离域大生成离域大键类型也相同。型也相同。第第2727页页2828 ABAB3 3型无机分子或离子：型无机分子或离子：COCO3 32-2-，NONO3 3-，SOSO3 3 ，BFBF3 3 ，BCIBCI3 3，BBrBBr3 3 等，价等，价电子数均子数均为2424，含，含4 46 6。第第2828页页2929练练 习习 题题 1 1 依据依据电子配子配对法，写出以下各物法，写出以下各物质分子分子结构式。构式。BBr BBr3 3 CS CS2 2 SiH SiH4 4 PCI PCI5 5 C C2 2H H4 4 2 2 写出以下各物写出以下各物质分子分子结构式构式,并并指明指明键是是键还是是键？HOCI COHOCI CO2 2 BBr BBr3 3 C C2 2H H2 2第第2929页页3030C C2 2H H4 4C C2 2H H2 2 CO CO2 2 CS CS2 2第第3030页页3131二二 杂化轨道理论杂化轨道理论1 1 杂化与化与杂化化轨道道2 2 杂化化类型与分子几何构型型与分子几何构型3 3 等性等性杂化与不等性化与不等性杂化化第第3131页页32321 1 杂化与杂化轨道杂化与杂化轨道 同一原子同一原子中中能量相近能量相近一些原子一些原子轨道，道，在成在成键过程中，重新程中，重新组合成一合成一组新新轨道，道，这一一轨道重新道重新组合合过程称程称为“杂化化”。所。所形成新形成新轨道叫道叫“杂化化轨道道”。第第3232页页3333说明：明：原子原子轨道道杂化，只有在形成份子化，只有在形成份子过程中程中才会才会发生，孤立原子不生，孤立原子不发生生杂化。化。同一原子内有同一原子内有n n个原子个原子轨道参加道参加杂化，就化，就可得到可得到n n个个杂化化轨道。道。杂化化轨道比原未道比原未杂化化轨道成道成键能力能力强，形成化学形成化学键键能大，分子更能大，分子更稳定。定。第第3333页页34342 2 杂化类型与分子几何构型杂化类型与分子几何构型（1 1）spsp杂化杂化 定义：定义：同一原子内，由同一原子内，由1 1个个nsns轨道与轨道与1 1个个npnp轨道发生杂化叫轨道发生杂化叫spsp杂化。杂化后形成杂化。杂化后形成2 2个新轨道个新轨道叫叫spsp杂化轨道。杂化轨道。特点：特点：每个每个spsp杂化轨道中含有杂化轨道中含有1/21/2s s成份和成份和1/21/2p p成份。成份。形状：形状：一头大，一头小。一头大，一头小。两个两个spsp杂化轨道间夹角为杂化轨道间夹角为180180，几何构型，几何构型为直线形。为直线形。第第3434页页3535spsp杂化轨道形成杂化轨道形成第第3535页页3636第第3636页页3737BeHBeH2 2(BeCI(BeCI2 2)形成过程形成过程BeBe基基态BeBe激激发态BeBe杂化化态第第3737页页3838第第3838页页3939C C2 2H H2 2分子结构图分子结构图第第3939页页4040（2 2）spsp2 2 杂化杂化 定义：定义：同一原子内，由同一原子内，由1 1个个nsns轨道与轨道与2 2个个npnp轨道发生杂化叫轨道发生杂化叫spsp2 2杂化。杂化后形成杂化。杂化后形成3 3个新轨道个新轨道叫叫spsp2 2杂化轨道。杂化轨道。特点：特点：每个每个spsp2 2杂化轨道中含有杂化轨道中含有1/31/3s s成份和成份和2/32/3p p成份。成份。形状：形状：一头大，一头小。一头大，一头小。两个两个spsp2 2杂化轨道间夹角为杂化轨道间夹角为120120，几何构型，几何构型为平面三角形。为平面三角形。第第4040页页41413 3个个spsp2 2杂化轨道杂化轨道第第4141页页4242spsp2 2杂化轨道形成及立体图杂化轨道形成及立体图第第4242页页4343第第4343页页4444SpSp2 2杂化轨道与杂化轨道与BFBF3 3形成形成B B基基态B B激激发态B B杂化化态：spsp2 2第第4444页页4545C C2 2H H4 4分子结构图分子结构图第第4545页页4646（3 3）spsp3 3杂化杂化 定义：定义：同一原子内，由同一原子内，由1 1个个nsns轨道和轨道和3 3个个npnp轨道发生杂化叫轨道发生杂化叫spsp3 3杂化。杂化后形成杂化。杂化后形成4 4个新轨个新轨道叫道叫spsp3 3杂化轨道。杂化轨道。特点：特点：每个每个spsp杂化轨道中含有杂化轨道中含有1/41/4s s成份和成份和3/43/4p p成份。成份。形状：形状：一头大，一头小。一头大，一头小。每两个每两个spsp3 3杂化轨道间夹角为杂化轨道间夹角为1092810928，杂，杂化轨道几何构型为四面体。化轨道几何构型为四面体。第第4646页页4747spsp3 3 杂杂 化化 轨轨 道道第第4747页页4848第第4848页页49494 4 个个 spsp3 3 杂杂 化化 轨轨 道道第第4949页页5050甲烷形成过程及构型甲烷形成过程及构型激激发杂化化C C:第第5050页页5151乙烷空间构型乙烷空间构型第第5151页页5252sp spsp sp2 2 sp sp3 3杂化轨道比较杂化轨道比较第第5252页页5353（4 4）spsp3 3d d2 2杂化杂化 定义：定义：同一原子内，由同一原子内，由1 1个个nsns轨道与轨道与3 3个个npnp轨道、轨道、2 2个个ndnd轨道间发生杂化叫轨道间发生杂化叫spsp3 3d d2 2杂化。杂化杂化。杂化后形成后形成6 6个新轨道叫个新轨道叫spsp3 3d d2 2杂化轨道。杂化轨道。特点：特点：每个每个spsp3 3d d2 2杂化轨道中含有杂化轨道中含有1/61/6s s成份成份和和3/63/6p p成份、成份、2/62/6d d成份。成份。每两个每两个spsp3 3d d2 2杂化轨道间夹角为杂化轨道间夹角为9090或或180180，杂化轨道几何构型为八面体。，杂化轨道几何构型为八面体。第第5353页页5454第第5454页页5555spsp3 3d d2 2 杂杂 化化 轨轨 道道第第5555页页5656spsp3 3d d 杂杂 化化第第5656页页5757SFSF6 6(sp(sp3 3d d2 2）、PCIPCI5 5(sp(sp3 3d d）结结 构构第第5757页页58583 3 等性杂化与不等性杂化等性杂化与不等性杂化等性等性杂化：化：由不一由不一样类型原子型原子轨道混合起道混合起来，重新来，重新组合成一合成一组完全等同（能量相完全等同（能量相等，所含等，所含s s、p p或或d d轨道成份完全相同）道成份完全相同）杂化化轨道。道。不等性不等性杂化：化：杂化化轨道中有不参加成道中有不参加成键孤孤电子子对存在，而形成不完全等同存在，而形成不完全等同杂化化轨道。道。第第5858页页5959H H2 2O O 不等性不等性spsp3 3杂化过程及结构杂化过程及结构H H2 2O O2 2p p2s2sspsp3 3杂化化spsp3 3HOH=10430HOH=10430第第5959页页6060NHNH3 3spsp3 3杂化化HNH=10718HNH=107182 2s 2ps 2pspsp3 3NHNH3 3不等性不等性spsp3 3杂化化过程及程及结构构第第6060页页6161NHNH3 3和和H H2 2O O不等性不等性spsp3 3杂化动画杂化动画第第6161页页6262杂化轨道成键能力比较杂化轨道成键能力比较spsp3 3d d2 2spsp3 3d d dspdsp2 2 spsp3 3 spsp2 2 spsp即各即各杂化化轨道成道成键能力随能力随s s成份增加而增大。成份增加而增大。CHCH4 4(sp(sp3 3)C)C2 2H H4 4(sp(sp2 2)C)C2 2H H2 2(sp)(sp)C-HC-H键长/pm 109 107 106pm 109 107 106C-HC-H键能能/KJKJmolmol-1-1 410 410 444 444 506506 第第6262页页6363关于关于卤素互化物素互化物杂化化XXXX（电负性性XXXX X=CI,Br,I):XFX=CI,Br,I):XF3 3；XFXF5 5；XFXF7 7 第第6363页页6464三三 价层电子对互斥理论（价层电子对互斥理论（VSEPRVSEPR理论）理论）1 1 理理论关关键点：点：(1)(1)在在AXmAXm型分子中，型分子中，X X在在A A周周围排布主要取决排布主要取决于于A A价价电子子层中中电子正确相互排斥作用。子正确相互排斥作用。分子分子几何构型几何构型,总是采取是采取电子子对相互排斥作用最小相互排斥作用最小那种那种结构。构。(2)(2)A A价价电子子层中中电子子对相互排斥作用大小取相互排斥作用大小取决于决于电子子对间夹角和角和电子正确成子正确成键情况。情况。第第6464页页6565电子子对相距角度越小，排斥力越大；相距角度越小，排斥力越大；孤孤-孤斥力孤孤斥力孤-成斥力成成斥力成-成斥力；成斥力；叁键斥力双斥力双键斥力斥力单键斥力。斥力。(3)(3)如分子中含双如分子中含双键或或叁键，则把它做把它做单键(1(1个个电子子对)来来处理。理。第第6565页页66662 2 判断共价键结构普通规则判断共价键结构普通规则(1)(1)确定中心原子确定中心原子A A价价电子子层中中电子子总数和数和电子子对数。数。电子子总数数=中心原子价中心原子价电子数子数+配体提供配体提供电子数。子数。正正规共价共价键中配体中配体H H、X X各提供各提供1 1个共用个共用电子；子；氧族原子作配体不提供共用氧族原子作配体不提供共用电子（子（POPO4 43-3-）；）；氧族原子作中心原子提供氧族原子作中心原子提供6 6个价个价电子（子（SOSO2 2）；）；X X做中心原子提供做中心原子提供7 7个价个价电子；子；离子离子应加上或减去与加上或减去与电荷荷对应电子数。子数。第第6666页页6767 （2 2）依据中心原子周）依据中心原子周围电子子对数从表中找出数从表中找出理想几何构型，出理想几何构型，出现单电子可作子可作为电子子对对待。待。（3 3）画出）画出结构构图，把配位原子排在中心原子，把配位原子排在中心原子周周围，每，每对电子子连一个配位原子，剩下一个配位原子，剩下电子子对便是孤便是孤电子子对。（4 4）依据各）依据各电子子对间排斥力大小，确定排斥排斥力大小，确定排斥力最小力最小稳定定结构。构。第第6767页页6868第第6868页页6969第第6969页页7070第第7070页页7171电子子对符号：符号：价价层电子子对数：数：VPVP 成成键电子子对数：数：BPBP 孤孤 电子子对 数：数：LPLP例：例：BeHBeH2 2 VP=(2+2)/2=2 LP=0 VP=(2+2)/2=2 LP=0 直直线形形 BF BF3 3 VP=(3+3)/2=3 LP=0 VP=(3+3)/2=3 LP=0 平面三角形平面三角形 SOSO4 42-2-VP=(6+2)/2=4 LP=0 VP=(6+2)/2=4 LP=0 四面体四面体 NH NH3 3 VP=(5+3)/2=4 LP=1 VP=(5+3)/2=4 LP=1 三角三角锥 SF SF6 6 VP=(6+6)/2=6 LP=0 VP=(6+6)/2=6 LP=0 正八面体正八面体 第第7171页页7272CIFCIF3 3 VP=(7+3)/2=5 VP=(7+3)/2=5CIF3CIF3结构结构a ab bc c9090LP-LPLP-LP排斥作用数排斥作用数0 01 10 09090LP-BPLP-BP排斥作用数排斥作用数4 43 36 69090BP-BPBP-BP排斥作用数排斥作用数2 22 20 0选a a第第7272页页7373第第7373页页7474 思索思索题 用价用价层电子子对互斥理互斥理论解解释:NONO2 2+,O,O3 3,OFOF2 2,SnCl,SnCl3 3-,ICl,ICl3 3,I,I3 3-,XeF,XeF5 5+,ICl,ICl4 4-等离子等离子或分子空或分子空间构型构型,并指出其中心原子并指出其中心原子轨道道杂化化方式。方式。第第7474页页7575四、分子轨道理论（四、分子轨道理论（MOMO法）法）1 1 分子分子轨道理道理论关关键点点 分子分子轨道概念。在分子中每个道概念。在分子中每个电子运子运动状状态也可用波函数也可用波函数来描述，来描述，称称为分子分子轨道道,2 2为分子中分子中电子在空子在空间各各处出出现几率密几率密度或度或电子云。子云。分子分子轨道由原子道由原子轨道道线性性组合而成，合而成，组合后分子合后分子轨道数道数=组合前原子合前原子轨道数。道数。1 1=C=C1 1（a a+b b)2 2=C=C2 2（a a-b b)第第7575页页7676 分子分子轨道是多中心（核），分子道是多中心（核），分子轨道用道用、等符号表示，且每一分子等符号表示，且每一分子轨道都有一道都有一对应能量能量E E和和图象。象。成成键轨道和反道和反键轨道。原子道。原子轨道道线性性组合成分子合成分子轨道，其中二分之一道，其中二分之一为成成键轨道道（E E低低于原子于原子轨道），另二分之一道），另二分之一为反反键轨道道（E E高于高于原子原子轨道）。道）。第第7676页页7777 原子原子轨道道组合成份子合成份子轨道道时，遵照，遵照对称称性匹配、能量相近和性匹配、能量相近和轨道最大重合道最大重合标准；分子准；分子轨道中道中电子排布遵从原子子排布遵从原子轨道道电子排布三子排布三标准。准。2 2 原子原子轨道道线性性组合合标准准 A A 对称性匹配称性匹配标准：准：只有只有对称性相同（重称性相同（重合部分原子合部分原子轨道正道正负号相同）原子号相同）原子轨道才能道才能组成份子成份子轨道。道。第第7777页页7878对称性：称性：(a)(b)a)(b)不匹配；（不匹配；（c)(d)(e)c)(d)(e)匹配匹配第第7878页页7979 B B 能量近似能量近似标准：准：只有能量相近原子只有能量相近原子轨道，道，才能才能组成有效分子成有效分子轨道。假如道。假如2 2个原子个原子轨道能量道能量相差很大，相差很大，则只能只能发生生电子迁移形成离子子迁移形成离子键。E E1s1s(H)=-1318KJ(H)=-1318KJmolmol-1-1,E,E3P3P(CI)=-(CI)=-1259KJ1259KJmolmol-1-1 E E2P2P(O)=-1322KJ(O)=-1322KJmolmol-1-1,E,E3s3s(Na)=-502KJ(Na)=-502KJmolmol-1 1 共价化合物：共价化合物：H H2 2O O，HCIHCI；离子化合物：离子化合物：NaH,NaCI,NaNaH,NaCI,Na2 2O O C C 最大重合最大重合标准：准：在在对称性匹配条件下，原称性匹配条件下，原子子轨道重合程度越大，成道重合程度越大，成键轨道能量降低越多，道能量降低越多，成成键效效应越越强，形成化学，形成化学键越牢靠。越牢靠。第第7979页页80803 3 原子轨道线性组合类型原子轨道线性组合类型 1 1=C=C1 1（a a+b b)，两个符号相同波函数两个符号相同波函数叠加（叠加（+或或-）（或两原子）（或两原子轨道相加），形道相加），形成成成成键分子分子轨道。道。2 2=C=C2 2（a a-b b)，两个符号相反波函数两个符号相反波函数叠加（叠加（+-+-）（或两原子）（或两原子轨道相减），形成反道相减），形成反键分子分子轨道。道。第第8080页页8181 s-s s-s重合重合 第第8181页页8282 P Px x-P-Px x,P,PY Y-P-PY,Y,P,PZ Z-P-PZ Z重合重合第第8282页页8383第第8383页页84844 4 同核双原子分子分子轨道能级图同核双原子分子分子轨道能级图以第二周期元素为例：以第二周期元素为例：(主主1 1s-1s,2s-2s.2p-s-1s,2s-2s.2p-2p)2p)LiLi Be Be B B C C N N2s2s与与2p2p能能级相相差差较小小第第8484页页85852 2s s、2p2p能能级相差相差较大（大（O O、F F）第第8585页页8686N N2 2原子轨道与分子轨道能级图原子轨道与分子轨道能级图第第8686页页8787分子分子轨道道电子排布式子排布式:或或N N2 2第第8787页页8888B B原子轨道与分子轨道原子轨道与分子轨道第第8888页页8989O O原子轨道与分子轨道能级图原子轨道与分子轨道能级图第第8989页页9090O O2 2分子分子轨道道电子排布式子排布式:O O2 2价价键结构式构式含有含有顺磁性磁性第第9090页页9191课堂堂练习P P211211 12.12.第第9191页页9292COCO与与N N2 2为等等电子体，性子体，性质相同。相同。另另NONO，CNCN-分子分子轨道能道能级图同同COCO（N N2 2）5 5 异核双原子分子分子轨道能级图异核双原子分子分子轨道能级图COCO分子分子轨道道电子排布式：子排布式：第第9292页页9393HFHF分子轨道能级图分子轨道能级图第第9393页页9494五五 键参数与分子性质键参数与分子性质 同周期或同区元素同周期或同区元素组成双原子分子，成双原子分子，键级越大，越大，键越牢靠，分子越越牢靠，分子越稳定。定。键级=0=0，表示不能形成表示不能形成稳定分子。定分子。键参数参数:表征化学表征化学键性性质物理量物理量1 1 键级：价价键理理论中，中，键级指指键数目；分子数目；分子轨道理道理论中，中，第第9494页页9595分子分子HeHe2 2HeHe2 2+H H2 2+H H2 2N N2 2键级键级 键能键能（kJkJmolmol-1 1)0 0235235269269432432942942第第9595页页96962 2 键能与键焓键能与键焓0 0K K下，下，ABAB（基基态）A A（基基态）+B B（基基态）D D（A-BA-B）AB AB分子分子键离解能离解能双原子分子：双原子分子：键离解能离解能D D（A-BA-B）=键能能E E（A-A-B B）D D（H-HH-H）=E=E（H-HH-H）=432 kJ=432 kJmolmol-1-1多原子分子：多原子分子：D D与与E E有区分有区分NHNH2 2-H D-H D1 1=427=427 NH-H DNH-H D2 2=375=375 N-H DN-H D3 3=356=356第第9696页页9797298K,p298K,p时理想气体理想气体 ABAB（g)g)A A（g g）+B B（g g）键离解离解焓H HE E（H-HH-H）=436kJ=436kJmolmol-1-1E E或或H HE E越大，化学越大，化学键越牢靠，含越牢靠，含该键分子越分子越稳定定.一些一些键键能能D D与与键焓HHE E分子分子D/kJD/kJmolmol-1-1H HE E/kJ/kJmolmol-1-1HFHF562562567567HCIHCI428428431431HBrHBr363363366366HIHI295295298298第第9797页页98983 3 键长键长键长：分子中两个原子核分子中两个原子核间平衡距离平衡距离两原子两原子间形成形成键越短，表示越短，表示键越越强、越牢靠。、越牢靠。第第9898页页99994 4 键角键角键角：分子中角：分子中键与与键之之间夹角。角。键角是反角是反应分子空分子空间结构主要原因。知道构主要原因。知道了分子中全部了分子中全部键长和和键角，就可确定分子几何角，就可确定分子几何构型。构型。COCO2 2，键长116.2116.2pm,pm,键角角180180，直，直线型。型。第第9999页页100100NHNH3 3：键长101.9101.9pmpm，键角角1071810718，三角，三角锥型。型。第第100100页页101101补充：影响分子键角大小原因补充：影响分子键角大小原因 分子分子键角首先取决于中心原子角首先取决于中心原子杂化化类型。型。轨道最大重合原理指出，最有利成道最大重合原理指出，最有利成键方向，就方向，就是是杂化化轨道空道空间取向。取向。实际中中杂化化轨道道夹角与角与键角一致分子并不角一致分子并不多。因多。因键角受各种原因影响。角受各种原因影响。第第101101页页102102 A A 中心原子孤电子对数目中心原子孤电子对数目 中心原子孤中心原子孤电子子对只受中心原子一个核吸只受中心原子一个核吸引，它引，它电子云比成子云比成键电子子对肥胖，且集中在中肥胖，且集中在中心原子核周心原子核周围，这么它么它对邻近近电子子对就会就会产生生较大斥力，迫使大斥力，迫使键角角变小。小。SpSp3 3杂化化 CHCH4 4 NH NH3 3 H H2 2O O：10928 10718 104.5 10928 10718 104.5 正四面体正四面体 三角三角锥 V V型型.第第102102页页103103 NONO2 2+NO NO2 2 NONO2 2-价价层电子子对数数 2 2.5 3 2 2.5 3 成成键电子子对数数 2 2 2 2 2 2 未成未成键电子数子数 0 1 2 0 1 2 键角角 180 132 115.4 180 132 115.4 分子构型分子构型 直直线 角型角型 角型角型 N N杂化化类型型 sp spsp sp2 2 spsp2 2 离域大离域大键 2 2个个 1 1个个 1 1个个第第103103页页104104 B B 多重键多重键 多重多重键所包含所包含电子子较多，斥力比多，斥力比单键大，大，结果使分子内包含多重果使分子内包含多重键夹角增大，角增大，单键夹角角变小。小。C C：spsp2 2杂化化第第104104页页105105 C C 电负性电负性 在在ABABn n型分子中，若中心原子型分子中，若中心原子A A相同，相同，则当当B B电负性增加性增加时，A-BA-B间成成键电子子对将偏向将偏向B B，从从而减小了成而减小了成键电子子对之之间斥力，斥力，键角角对应减小。减小。PIPI3 3 PBr PBr3 3 PCI PCI3 3 PF PF3 3 102 101 100.1 97.8 102 101 100.1 97.8 NHNH3 3 NF NF3 3 H H2 2O OFO OF2 2 10718 1026 104.5 101.5 10718 1026 104.5 101.5第第105105页页106106 若配体若配体B B相同，中心原子相同，中心原子A A电负性增大性增大时，A-BA-B间成成键电子子对偏向偏向A A，从而增加了成从而增加了成键电子子对之之间斥力，斥力，则键角将增大。角将增大。分子分子 SbHSbH3 3 AsH AsH3 3 PH PH3 3 NH NH3 3 A A电负性性 1.9 2.0 2.1 3.0 1.9 2.0 2.1 3.0 键角角 9118 9150 9318 107189118 9150 9318 10718 分子分子 SbFSbF3 3 AsF AsF3 3 PF PF3 3 NF NF3 3 键角角 95 96.2 97.8 102.495 96.2 97.8 102.4第第106106页页107107第二周期元素氟化物第二周期元素氟化物键角角 对应氢化物化物.NFNF3 3(102.4102.4)NH)NH3 3(1071810718)OFOF2 2(101.5101.5)H)PH)PH3 3(93189318)AsFAsF3 3(96.296.2)AsHAsH3 3(91509150)SbFSbF3 3(9595)SbHSbH3 3(91189118)第第107107页页108108解解释：全部全部氢化物都不能形成多重化物都不能形成多重键，第二周期氟，第二周期氟化物也不能形成多重化物也不能形成多重键（无空（无空d d轨道）。所以，道）。所以，此此时影响影响键角主要原因是角主要原因是电负性性。其它周期氟化物却可能形成多重其它周期氟化物却可能形成多重键，它是，它是中心原子空中心原子空d d轨道与道与F F原子充原子充满电子子p p轨道道间生成生成d-pd-p键，此，此多重多重键形成，成形成，成为影响影响键角主要原角主要原因。因。第第108108页页109109课课 堂堂 练练 习习习题P P211 211 9.9.在以下各在以下各组中，哪一个化合物中，哪一个化合物键角大？角大？说明其原因。明其原因。CHCH4 4和和NHNH3 3；OF OF2 2和和CICI2 2O O；NH NH3 3和和NFNF3 3；PH PH3 3和和NHNH3 3 14.14.已知已知NONO2 2，COCO2 2，SOSO2 2分子其分子其键角分角分别为132,180,120,132,180,120,试判断它判断它们中心原子中心原子杂化化类型。型。第第109109页页1101105 5 键极性键极性 非极性共价非极性共价键：成成键原子正、原子正、负电荷中心荷中心重合。重合。H H2 2，CICI2 2，金金刚石，晶石，晶态硅等。硅等。极性共价极性共价键：成成键原子正原子正负电荷中心不重荷中心不重合。合。HCIHCI，H H2 2O O等。等。判断依据：判断依据：电负性性 成成键原子原子电负性差越大，性差越大，键极性越大。极性越大。H H2 2 HI HBr HCI HF NaCI HI HBr HCI HF NaCIx 0 0.46 0.76 0.96 1.78 2.23x 0 0.46 0.76 0.96 1.78 2.23 非极性非极性键极性共价极性共价键极性增大极性增大离子离子键第第110110页页1111114-3 4-3 分子间作用力和氢键分子间作用力和氢键一、极性分子与非极性分子一、极性分子与非极性分子 1 1 分子极性分子极性 非极性分子：分子中正、非极性分子：分子中正、负电荷中心重合荷中心重合 极性分子：分子中正、极性分子：分子中正、负电荷中心不重合荷中心不重合 2 2 分子极性与分子极性与键极性关系极性关系 双原子分子双原子分子 键有极性，分子有极性。有极性，分子有极性。HXHX 键无极性，分