第八章化学键和分子结构分解
化学键与分子结构的分析方法与实例解析
化学键与分子结构的分析方法与实例解析化学键是指将原子与原子之间连接在一起的力。
它对于分子结构的稳定性和化学性质起着重要作用。
本文将介绍几种分析化学键和分子结构的方法，并通过实例进行解析。
一、X射线晶体衍射法X射线晶体衍射法是一种通过衍射现象来分析分子结构的方法。
它利用物质中的晶体结构对X射线的衍射特性进行测量，并通过计算来确定分子的空间布局。
例如，利用X射线晶体衍射法可以确定有机化合物的分子结构，从而揭示其化学键的形成和特点。
实例解析：研究人员使用X射线晶体衍射法分析了一种药物分子的结构。
通过测量晶体中的X射线衍射图案，并进行计算模拟，他们确定了药物分子中的化学键类型和键长。
这对于了解药物的活性和药效机制非常重要。
二、核磁共振波谱法核磁共振波谱法是一种利用原子核自旋运动的特性来分析分子结构的方法。
通过在磁场中对样品进行核磁共振激发，并测量产生的信号，可以确定分子中的原子类型、化学键数目以及它们之间的空间关系。
实例解析：科学家利用核磁共振波谱法研究了一种有机化合物的分子结构。
他们通过测量样品在不同条件下的核磁共振信号，并进行数据分析，确定了化合物中的碳-碳键和碳-氢键的存在及其相对位置。
这为进一步了解该化合物的反应性和性质提供了基础。
三、质谱法质谱法是一种通过分析分子中质子化或离子化的分子离子来确定分子结构的方法。
它利用质谱仪将分子分解为离子，并通过测量离子质量来推断分子中的原子组成和化学键类型。
实例解析：研究人员使用质谱法鉴定了一种未知有机化合物的分子结构。
通过将化合物进行质谱分析，并与已知标准库进行比对，他们确认了化合物中的化学键类型和键长。
这有助于识别化合物的结构和性质，为进一步研究提供了基础。
综上所述，化学键与分子结构的分析方法包括X射线晶体衍射法、核磁共振波谱法和质谱法。
通过这些方法可以揭示分子中的化学键类型、键长以及空间结构，进而为研究物质的性质和反应提供重要信息。
这些方法在化学和生命科学领域中被广泛应用，并取得了丰硕的研究成果。
化学键与分子结构
键
与
分
子
结
NaCl型晶体 属立方面心晶格
构
(3) 离子半径比与配位数和晶体构型的关系
－+－
+ －+
第 四 章
－+ －
化
学
键 与
r +/ r－ = 0.414
分
子
结
构
－+－ + －+ －+－
r +/ r－ > 0.414
－+－ +－+ －+－
r +/ r－ < 0.414
1-5 晶格能
晶格能是相互远离的气态的正负离子结合成1 mol离子晶体所释放 的能量，用 U 表示。
化学键与分子结构
离子健理论 共价健理论 分子间作用力 金属健理论
河南油田高级中学 化学组
科塞尔(Kossel)-----离子键理论
第 四 章
化
学
路易斯(G.N. Lewis)-----共价键理论
键
与
分 化学键—分子中的两个（或多个）原子之间的相互作用
子
结
构
§1 离子键理论
离子健的形成
第
离子键的特点
结 构
（3）离子半径（离子半径越小，健的强度越大）
离子半径: 将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正
负离子的核间距 d 是 r + 和 r－ 之和 。
第 四
推算半径的方法：
鲍林半径
r
cn Z
r+ r -
章
哥德希密特半径
化 学
d
键 与
离子晶体 离子半径(pm) 溶点（摄氏） 硬度（摩氏）
分子结构和化学键
分子结构和化学键分子结构和化学键是化学中两个重要的概念。
分子结构描述了分子中原子的相对位置和连接方式，而化学键则是连接原子的力。
一、分子结构分子结构是描述分子中原子相对位置和连接方式的方式。
目前最常用的描述方法是路易斯结构和空间结构。
1. 路易斯结构路易斯结构由美国化学家吉尔伯特·路易斯提出，采用简单的点和线表示原子和电子。
在路易斯结构中，原子通过化学键连接，而电子以点的形式表示，用于补充原子的电子。
例如，氨分子（NH3）的路易斯结构中，一个氮原子和三个氢原子通过共价键连接在一起，氮原子周围有一个孤对电子。
2. 空间结构空间结构是描述分子三维形状的方法。
根据VSEPR理论（分子形状理论），分子的最稳定状态是使电子对排斥最小的状态。
根据电子对的排列情况，分子的形状可以分为线性、角形、平面三角形、四面体等多种形式。
二、化学键化学键是连接原子的力，可以分为离子键、共价键和金属键等不同类型。
1. 离子键离子键是由离子之间的电荷吸引力形成的。
当一个原子失去一个或多个电子时，形成正离子；当一个原子获得一个或多个电子时，形成负离子。
正离子和负离子之间发生静电作用，形成离子键。
例如，氯化钠（NaCl）中，钠离子失去一个电子形成正离子（Na+），氯原子获得一个电子形成负离子（Cl-），通过电荷吸引力形成离子键。
2. 共价键共价键是由共享电子形成的。
在共价键中，原子通过共享电子对相互连接。
共有单电子对形成单键，共享两对电子形成双键，共享三对电子形成三键。
例如，氢气（H2）中，两个氢原子通过共享一个电子对形成一个共价键。
3. 金属键金属键是金属原子之间的电子云形成的强力。
金属结构中，金属原子失去价层的一个或多个电子，形成阳离子，而这些电子形成了电子云，使金属原子之间产生强烈的吸引力。
金属键是金属物质特有的键。
总结：分子结构和化学键是化学中重要的概念。
分子结构描述了分子中原子的相对位置和连接方式，常用路易斯结构和空间结构表示。
分子结构
化学键参数 (Bond parameters):
键能 (Bond energy, B.E.) 键级 (Bond order，分子轨道法MO) 键长 (Bond length) 键角 (Bond angle) 键极性 (Bond polarity)
键能 (Bond Energy, B.E.) 在标准状态及在 298 K，把 1 mol 理想气体 AB拆 开，成为理想气态下的 A 、B 原子过程的焓变，称为 AB 键的键能。(实质上是 AB 键的离解能) AB (g, 1×105 Pa) → A (g, 1×105 Pa ) + B (g, 1×105 Pa) B.E. = △rHmø (298 K) B.E.↑，键强度↑
磁性的测定：可以用磁天平进行测定
(a) 普通天平 (b) 磁天平 (逆磁性物质) (c) 磁天平 (顺磁性物质)
共价键理论
经典的 Lewis 学说 价健理论 价层电子对排斥模型 分子轨道法
Lewis 学说
1916年美国物化学家 Gilbert Newton Lewis (1875 - 1946) 提出: “分子中原子之间通过共享电子对而使 每一个原子都具有稀有气体的稳定的电 子结构”。 又称“八偶体规则” (Octet Rule) 这样形成的化学键称为“共价键” (covalent bond)，相应的分子称为“共 价分子”。
分 子
CC键能/kJ•mol1
H3CCH3
376 1 154
H2CCH2
720 2 135
HCCH
964 3 121
键级 键长/pm
键能与键长关系：键能，键长
键角 (Bond angle) 分子内有共同原子的两个化学键之间的夹角 例: CO2 O=C=O 键角 = 180° H2O 键角 = 104.5° NH3 键角 = 107° CH4 键角 = 109°28’
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力，它决定了分子的结构和性质。
在化学中，常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。
一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。
共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，从而形成分子。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。
它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。
单键的键能较低，结构松散，所以分子在空间上具有较高的自由度。
2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。
它们相较于单键更强，键能更高，分子更加稳定。
双键结构比单键结构更为刚性，分子一般比较扁平。
3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。
它们是最强的共价键，键能最高，分子最为稳定。
由于三键的存在，许多分子呈线性结构。
二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。
离子键的强度通常比共价键更大，因此离子化合物具有高熔点和高沸点。
离子键的结构比共价键更加有序和紧密，离子排列规则。
三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。
在金属中，原子间的外层电子形成共同的电子云，这种共享形成一种特殊的金属键。
金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。
化学键的类型决定了分子的结构和性质。
共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性，而离子键使得分子有序排列，具有较高的熔点和沸点。
金属键使金属具有特殊的性质，如导电和热导。
总结起来，化学键的类型与分子结构有密切关系，不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。
深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。
分子结构
的正负离子之间通过静电作用力形成的
化学键。
阴阳离子所带的电荷越高，半径越小，离子键越强。 离子型化合物：由离子键所形成的化合物叫离子型化合物。
9
3、稳定结构，对于主族元素来讲它们所生成的离子多数都具
有稀有气体结构，即p轨道为全充满状态。
以NaCl为例，离子键的形成过程可简单表示如下：
e
Na Cl Cl Na+
若近似地把A+和B+看作是两个互相接触的球体， d = r1 + r2
13
⑶、离子半径的变化规律
①、正离子的半径比该元素的原子半径小；负离子 的半径比该元素的原子半径大。 ②、在周期表各主族元素中，具有相同电荷数的同 族离子的半径依次增大。
例
Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+
F-<Cl-<Br-<I-．
4
二、键长
键长：形成化学键两原子间的平衡距离叫做键长。 通常键能越大，键长越短，表示键越强，越牢固。
三、键角
键角：在分子中键和键之间的夹角叫做键角。
例如：已知CO2分子的键长是 116.2pm， O — C—O键角 是180°，我们就可以确定CO2分子是一个直线形的 非极性分子。 又例 如：已知NH3分子H—N—H键角是107°18ˊ，N—H 键长是 101.9pm，就可以断定NH3分子是一个三角 锥形的极性分子。因此，键长和键角是确定分子 的空间构型的重要因素。
例如：
23
2、能量最低原理 在成键的过程中，自旋相反的单电子之所以要配 对，主要是因为配对以后会放出能量，从而使体系 的能量降低。电子配对时放出能量越多形成的化学 键就越稳定。 3、原子轨道最大重叠原理 成健时成键电子的原子轨道尽可能按最大程度的 重叠方式进行，即要遵循原子轨道最大重叠原理。
物质结构基础—化学键与分子结构(应用化学课件)
zz
x
yy π pz-pz
通常π键形成时原子轨道重叠程度小于σ键，故π键没有σ键稳定。
当两原子间形成双键或叁键时，既有σ键又有π键。 例如N2分子：N原子的价层电子构型是2s22p3
小结： 1、σ键的形成及特点 2、π键的形成及特点
（1）键长（l） •键长（l）——分子内成键两原子核间的
平衡距离（即核间距）。单位为pm（皮米）。
键长（l）可用X射线衍射方法精确地测定。 例如：H—H键长0.74×10–10 m， C—C键长1.54×10–10 m 一般来说，两个原子之间所形成的键越短，键就越牢固，不易断裂。
• （2）键能（E）
键
432
C—H
347
C—N
611
C—O
837
159
C—Cl
142
N—H
158
O—H
244
S—H
192
150
S—S
键长l/pm
109 147 143 121 177 101 96 136
110
205
键能 E/kJmol–1
414 305 360 736 326 389 464 368
946
264
非金属元素的单质分子都是以共价键结合成的。如氯分
2、离子键的特征
活泼金属（如钾、钠、钙、镁等）与活泼非金属（如氯、溴、 氧、硫等）化合时，都能形成离子键。例如，氧化镁、溴化钾等 都由离子键所形成。
• 离子键的特
• （1）离子键的本质是静电作用 • （2）离子键没有方向性（电荷球形对称分布） • （3）离子键没有饱和性（空间许可）
化学键与分子结构的空间构型与实例解析
化学键与分子结构的空间构型与实例解析化学键是构成分子的基本元素之一，它决定了分子的结构和性质。
化学键的类型和结构对于分子的空间构型具有重要影响。
本文将围绕化学键的概念展开讨论，并通过实例解析不同类型化学键与分子结构之间的关系。
一、共价键的空间构型与实例解析共价键是指通过原子间共享电子而形成的化学键。
共价键的长度、角度和构型对于分子的空间形态具有重要影响。
下面以水分子（H₂O）为例进行分析。
水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，氧原子与两个氢原子之间形成的两条共价键呈V字形。
这种空间构型使得水分子在三维空间呈现出角度为104.5°的“V”字形状。
共价键的构型对水分子的性质产生了重要影响，使得水具有极性，能够形成氢键和其他分子相互作用。
二、离子键的空间构型与实例解析离子键是通过正负离子间的相互吸引力而形成的化学键。
离子键的空间构型与各离子之间的排列方式密切相关。
以氯化钠（NaCl）为例进行讨论。
氯化钠是由氯离子和钠离子通过离子键结合而形成的晶体。
在晶体中，钠离子和氯离子按照等间距排列，并形成六方最密堆积结构。
离子键的空间构型使得氯化钠晶体具有高熔点、良好的溶解性和电导性等特点。
三、金属键的空间构型与实例解析金属键是指金属原子通过电子云的共享而形成的化学键。
金属键的特点是具有自由移动的电子云，对分子的空间构型具有一定影响。
以金属铝（Al）为例进行分析。
金属铝由一个原子间的金属键构成。
在金属键中，金属原子的外层电子形成共享电子云，使得金属具有良好的导电性和延展性。
金属键的空间构型对金属的热膨胀性也有影响。
综上所述，化学键的类型和结构对于分子的空间构型产生重要影响。
不同类型的化学键以及它们的空间构型所带来的特性和性质，使得分子和物质表现出多样化的现象。
因此，对于化学键与分子结构的空间构型与实例的分析和理解，有助于我们更好地理解和研究分子的结构和性质。
（以上内容为参考，请根据实际情况和需要进行修改。
化学键与分子结构
化学键与分子结构在我们周围的世界中，物质以各种各样的形式存在，从我们呼吸的空气到脚下坚实的大地，从璀璨的宝石到日常的食物。
而这些物质的性质和行为，很大程度上取决于它们内部原子之间的相互作用，也就是化学键。
理解化学键与分子结构，就像是揭开了物质世界的神秘面纱，让我们能够更深入地理解物质的本质。
首先，让我们来谈谈什么是化学键。
简单来说，化学键是将原子结合在一起形成分子或晶体的一种相互作用。
就好比是原子之间的“胶水”，把它们牢牢地粘在一起。
化学键主要有三种类型：离子键、共价键和金属键。
离子键通常在金属元素和非金属元素之间形成。
比如氯化钠，也就是我们日常食用的食盐，就是由钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）通过离子键结合而成。
金属原子容易失去电子，形成带正电荷的阳离子；而非金属原子则容易获得电子，形成带负电荷的阴离子。
在这个过程中，金属原子失去的电子转移到了非金属原子上，正负离子由于静电吸引而结合在一起，这就是离子键。
共价键则是原子之间通过共用电子对形成的。
例如，氢气分子（H₂）中的两个氢原子，它们各自提供一个电子，形成一对共用电子对，从而将两个氢原子结合在一起。
共价键又可以分为极性共价键和非极性共价键。
如果两个原子对共用电子对的吸引能力相同，比如在氢气分子中，这就是非极性共价键；但如果两个原子对共用电子对的吸引能力不同，像在氯化氢分子（HCl）中，氯原子对电子的吸引能力更强，这就形成了极性共价键。
金属键存在于金属单质中。
金属原子的外层电子可以在整个金属晶体中自由移动，形成所谓的“电子气”。
这些自由电子将金属原子紧紧地“捆绑”在一起，形成了金属键。
这也解释了为什么金属具有良好的导电性和导热性，因为自由电子能够自由移动来传递电流和热量。
了解了化学键的类型，接下来我们看看分子结构。
分子的结构对于物质的性质有着至关重要的影响。
分子的形状和空间排列决定了它的物理和化学性质。
比如，甲烷分子（CH₄）具有正四面体的结构。
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指原子之间通过电荷的吸引力而形成的结合力。
它决定了分子的性质和化学反应的进行方式。
在化学中，分子结构又是指分子中原子之间的相对位置和关联方式。
化学键和分子结构是化学研究中的重要概念，对于理解物质的性质和相互作用具有关键性的作用。
一、离子键离子键是一种通过离子之间的电荷相互吸引形成的化学键。
通常涉及到金属和非金属原子的相互作用。
金属原子往往失去电子而形成正离子，非金属原子则接受这些电子而形成负离子。
正负离子之间的相互吸引力就构成了离子键。
离子键的典型例子是氯化钠（NaCl），其中钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）通过离子键相互连接。
二、共价键共价键是一种通过两个或多个原子共享电子而形成的化学键。
共价键通常涉及到非金属原子之间的相互作用。
在共价键中，原子通过共享电子以使得每个原子达到稳定的电子结构。
共价键的强度取决于所共享电子对的数量和共享电子对的距离。
当两个原子间的电子对数量越多、距离越近时，共价键越稳定。
典型的共价键化合物包括水分子（H2O）和甲烷分子（CH4）。
三、极性键与非极性键化学键可以根据电子的相对吸引程度分为极性键和非极性键。
极性键是指在化学键中，电子的共享不平均，其中一个原子对电子的吸引力更强，而另一个原子对电子的吸引力较弱。
结果，形成了带有正电荷的极性原子和带有负电荷的极性原子。
非极性键则是指在化学键中，电子的共享非常均匀，两个原子对电子的吸引力相等。
极性键的典型例子是水分子中的氧-氢键，而非极性键的典型例子是氧气分子（O2）中的氧氧键。
四、分子结构分子结构是指分子中原子之间的相对位置和关联方式。
它涉及到原子间的键长、键角和立体构型。
分子结构不仅关系到分子的化学性质，也对分子的物理性质产生影响。
分子结构的确定通常通过实验方法，如X射线晶体学、核磁共振（NMR）等技术。
分子结构的研究对于理解化学反应机理、药物设计和材料科学具有重要意义。
总结：化学键和分子结构是化学研究中不可或缺的重要概念。
化学键理论和分子结构
2019/11/1
有机化学
3
有机化合物的分子结构和结构式
• 结构(structure) ——分子中原子间的排列次 序，原子相互间的立体位置、化学键的结 合状态以及分子中电子的分布状况等各项 内容的总和。
• 分子的性质不仅取决于其元素组成，更取 决于分子的结构。“结构决定性质，性质 反映结构” 。
• 构造——分子中原子间相互连接的顺序叫 做分子的构造。
H
+
_
O
H
H_
O+
H
H
主 要 的 贡 献 结 构
H
H
重 要 的 贡 献 结 构
H
H
次 要 的 贡 献 结 构
• 当对一个共轭不饱和羰基化合物只能画出一个不
带电荷的结构时，第二个带电荷的结构是重要的。
• 它把一个负电荷放在氧上，而给β碳原子留下一 个正电荷。
• 可以预料到，第三个结构的贡献其重要性要小得 多。这个结构中电荷的位置倒过来了，由于正电 荷在氧上，所以这个结构是不稳定的。
2s
s p3杂化
2019/11/1
HN1H0ο17'8
有机化学
27
小结：
• 不同杂化态碳原子的电负性不同，导致其与 氢原子或其他原子形成的σ键的性质不同。
电负性：sp杂化碳> sp2杂化碳> sp3杂化碳 !
• 杂化轨道可形成σ键，如C-H、C-C、C-X、 C-O、C-N等。σ键是有机分子构成碳链或碳 环的基础。
的改变必须靠化学键的断裂和新的化学键的形成.
• 构象: 是指组成分子的原子或基团的相对空间排列, 构象
的改变不是靠化学键的断裂和新的化学键的形成, 而是靠化学键(主要是 C–C单键)的转动, 其构象 又
初中化学关于化学键与分子结构的解析
初中化学关于化学键与分子结构的解析在初中化学的学习中，化学键与分子结构是一个非常重要的知识点。
它不仅能够帮助我们理解物质的性质和变化，还为后续学习更深入的化学知识打下坚实的基础。
接下来，让我们一起走进这个神奇的化学世界。
首先，我们来了解一下什么是化学键。
简单来说，化学键就是将原子结合在一起形成分子或晶体的一种作用力。
就好像是把一个个小积木拼接在一起的连接部件。
化学键主要分为离子键、共价键和金属键三种类型。
离子键通常发生在金属元素和非金属元素之间。
比如氯化钠（NaCl），钠原子容易失去一个电子变成带正电荷的钠离子（Na⁺），氯原子容易得到一个电子变成带负电荷的氯离子（Cl⁻）。
钠离子和氯离子由于正负电荷的吸引而结合在一起，形成了离子键。
这种通过得失电子形成的化学键就是离子键。
共价键则是原子之间通过共用电子对形成的化学键。
比如氢气（H₂），氢原子最外层只有一个电子，两个氢原子各拿出一个电子形成共用电子对，从而使每个氢原子都达到稳定结构，两个氢原子就通过共价键结合在了一起。
再比如氧气（O₂），氧原子最外层有 6 个电子，两个氧原子通过共用两对电子形成共价键，构成了氧气分子。
接下来，我们说一说分子结构。
分子的结构决定了物质的性质。
分子的结构包括分子的形状、键角、键长等。
以水分子（H₂O）为例，它的结构是 V 形。
氧原子位于中心，两个氢原子位于两侧。
由于氧原子的电负性较大，吸引电子的能力更强，所以氧原子一端略带负电，氢原子一端略带正电，这使得水分子具有极性。
而二氧化碳（CO₂）分子则是直线形结构，碳原子在中间，两个氧原子分别在两侧，并且在同一条直线上。
由于二氧化碳分子中正负电荷中心重合，所以它是非极性分子。
了解了化学键和分子结构，我们就能更好地解释物质的物理和化学性质。
比如，为什么氯化钠容易溶解在水中，而氯化银却很难溶解？这是因为氯化钠是离子化合物，在水中离子键被破坏，钠离子和氯离子能够自由移动；而氯化银中离子键较强，在水中难以被破坏。
化学键与分子结构
p键
H
H
CC =
H
H
H HC
CH H
p键
H
C H
O
=
H H
C
O
烯烃>C=C<结构中跟3个原子键合的碳原子也是
以sp2杂化轨道为其s-骨架的。 C2H4
sp3杂ry of the molecule
sp Hybridization 180° linear sp2 Hybridization 120° trigonal planar sp3Hybridization 109.5° tetrahedral
NH3 molecular H2O molecular
107.3° 104.5°
NH3molecule
Central atom N: 7N 1s2 2s2 2p3
hybridize
sp3 Hybrid orbital (one lone pair electrons)
H2O molecule
Central atom O: 8O 1s2 2s2 2p4
hybridize
sp3 Hybrid orbital (two lone pair electrons)
H H
杂化轨道理论-价键理论（二）
二、sp3杂化
等性杂化: ，4个sp3杂化轨道与相同原子构建的s
轨道没有差别，这种杂化类型叫做等性杂化。其分
③杂化轨道空间伸展方向会改变，轨道有更强的 方向性和更强的成键能力。
④不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不同， 由此决定了分子的空间几何构型不同。
2. 杂化轨道的类型
sp杂化轨道： 1个s轨道和1个p轨道杂化，杂化后得 到呈直线分布的2个轨道。
第八章 分子结构
金属键
8.1 离子键理论
德国Kossel提出“离子键理论”。 Na → Na+ + e 3s1 3s0 Na+ Cl- (静电引力) Cl + e → Cl离子化合物 3s2 3p5 3s2 3p6
8.1 离子键理论
一、“离子键”定义 ——由正、负离子依靠静电引力结合的化学键． 二、离子键特点 （一）无方向性；（二）不饱和性 一个离子周围最紧密相邻的异号离子的数目，称为 ”配位数” ，主要取决于离子半径比 r+ / r- ． 例: NaCl晶体 Na＋： C.N.＝６； Ｃl－： C.N.＝６ (C.N. — Coordination Number，配位数) 但较远的异号离子，也受吸引，尽管引力较小。
1-9]
（四）离子的极化
电负性差↑，键的离子性↑ 键 △Ｘ 离子性 % 共价性 Cs-F 4.0-0.7=3.3 92 8 H-Cl 0.06 17.6 82.4 Na-Cl 2.23 70 30 ~1.7 ~50 没有100%的离子键. 离子极化：电荷相反的离子相互接近时，电子云发生的 变形性。 1、极化能力-电荷越高，半径越小，极化能力越强 2、可极化性---离子的变形性—半径越大，外层有 较多的电子，电子云以变形。 正负离子相互极化后，电子云分布变化，使离子键产生 共价性。
头碰头 肩并肩
键——沿轨道轴平行方 向成键。重叠大、稳定、 可沿键轴自由旋转。 键 键——沿轨道轴垂直方 轴 向成键。重叠小、不稳定、 不能沿键轴旋转。
σ键的成键特点：
1) “头碰头”成键，电子云近似圆柱形分布； 2)σ键可以旋转； 3)σ键较稳定，存在于一切共价键中。
因而，只含有σ键的化合物性质是比较稳
杂 化 类 型 杂化轨道间夹角 空 实 间 构 型 例 sp 1800 直 线 BeCl2 sp2 1200 正三角形 BF3 sp3 1090 28’ 正四面体 CH4, NH3 , H2O
化学键及分子结构
化学键及分子结构化学键是指原子间相互作用的力，它决定了化学物质的性质和反应行为。
而分子结构是由化学键的连接方式所确定的，它决定了分子的稳定性、形状和性质。
本文将介绍不同类型的化学键以及它们在分子结构中的作用。
一、离子键离子键是由带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子之间的静电作用力所形成的化学键。
阳离子和阴离子之间的电荷吸引使得它们结合在一起，形成一个离子晶体的结构。
离子键通常在具有明显电荷差异的化合物（如盐类）中存在。
二、共价键共价键是由两个原子间共享电子而形成的化学键。
共价键可以分为极性共价键和非极性共价键。
在非极性共价键中，两个原子之间电子的共享是均匀的，如氢气分子（H2）中的氢原子之间的共价键；在极性共价键中，两个原子之间电子的共享不均匀，如水分子（H2O）中的氢氧键。
三、金属键金属键是金属元素之间的化学键，其特点是金属元素中的价电子形成一个“海洋”，所有金属原子都共享这些价电子。
金属键的存在使得金属物质具有良好的导电性和热导性。
四、π键π键是共价键的一种特殊形式，是由两个原子之间一个或多个未配对电子的重叠形成的。
它存在于双键和三键中，并决定了分子的平面性和刚性。
五、氢键氢键是指氢原子与电负性较高的原子间的键。
氢键虽然比较弱，但在生物分子和有机分子的结构和功能中起着重要的作用。
例如，在DNA双螺旋结构中，氢键维持了两个DNA链的稳定连接。
在分子结构中，化学键的连接方式决定了分子的三维形状。
分子的三维结构又直接影响着其化学性质和反应活性。
例如，分子间的距离和角度的改变可能导致分子的立体异构体的形成，使得同一分子的不同异构体具有不同的化学性质。
化学键和分子结构的研究对于理解和预测化学物质的性质和反应至关重要。
通过对不同类型的化学键的深入研究，我们可以设计出具有特定性质和功能的新材料，促进科学和技术的发展。
总结起来，化学键是原子间的相互作用力，决定了化学物质的性质和反应行为；而分子结构由化学键的连接方式所决定，决定了分子的稳定性、形状和性质。
有机化学复习总结化学键与分子结构
有机化学复习总结化学键与分子结构化学键是有机化学中的一项重要内容，它决定了分子的性质和反应性。
在有机化学复习总结中，重点需要掌握各类化学键的特点及其对应的分子结构。
本文将从共价键、离子键和配位键三个方面进行讨论。
1. 共价键共价键是有机化学中最常见的一类化学键，也是有机化合物中最常见的键。
它是由两个非金属原子共用一个或多个电子形成的。
共价键的形成通常伴随着原子间的双方共享电子对。
在共价键中，分子中的原子通过形成化学键而组成。
共价键有两种类型：单键和多键。
在单键中，共享的电子对只有一个，而多键则由共享两个或更多的电子对组成。
对于共价键的分子结构，一般遵循很多规律。
例如，碳原子通常形成四键，氧原子形成两键，氢原子形成一键。
此外，原子间的共价键通常以直线形式存在。
这些特点决定了分子中原子的相对位置和空间构型。
2. 离子键离子键是由金属和非金属原子之间电子转移形成的化学键。
在离子键中，金属原子会失去一个或多个电子，成为正离子，而非金属原子会接受这些电子，成为负离子。
通过这样的电子转移，原子间形成了静电相互作用力，从而形成了离子键。
离子键的分子结构通常呈现为离子晶体的形式。
离子晶体由正负离子排列组成，呈现出结晶结构。
离子键强度较高，使得离子晶体具有高熔点、高硬度和良好的导电性等特点。
3. 配位键配位键是由一个或多个配体中的一个或多个原子与中心金属原子或离子形成的共价键。
配位键的形成是通过配体的空闲电子对与中心金属原子的空轨道上的电子形成共价键，从而建立了配位键。
在配位键中，金属原子充当了电子受体的角色，而配体充当了电子给体的角色。
配位键的分子结构通常呈现出简单的几何构型，例如线性、正方形、八面体等。
配位键的强度取决于金属离子和配体的性质，例如它们的电荷、配位数以及空间构型等。
总结起来，化学键与分子结构密切相关。
共价键决定了分子中原子的相对位置和空间构型，离子键形成了离子晶体的结构，配位键通过电子对的共享建立了配位键的几何构型。
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U= △H1+ 1/2D+ I1- E1- △fHm0
C. 影响离子键的强度的因素 （1）电荷高，离子键强 （2）半径大，间距大，作用力小 D. 离子半径 1）同主族从上到下，电子层增加，具有相同核电荷数 的离子半径增加 2）同周期的主族元素，从左到右电荷数升高，其最高 价离子半径减小 3）同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小 4）阴离子半径一般较大，阳离子半径一般较小 5）周期表中对角线上，左上和右下元素的离子半径相 近
以氯化钠晶体为例，每个钠离子周围等距离地排列着 6 个
氯离子，同时每个氯离子周围也等距离地排列着 6个钠离子。
这并不意味着每个钠离子周围只吸引了 6 个氯离子后电场就 饱和了，因为在距离稍远的地方还有其它氯离子，只不过静 电引力随着距离的增大而减弱
4. 离子键的强度
A. 键能 1 mol 气态 分子，离解成气体原子时，所吸
显然，晶格能较小、离子水合热较大的晶体，易溶于 水。一般来说，由单电荷离子形成的离子晶体，如碱
金属卤化物、硝酸盐、醋酸盐等易溶于水；而由多电
荷离子形成的离子晶体，如碱土金属的碳酸盐、草酸 盐、磷酸盐及硅酸盐等难溶于水。
F. 离子晶体熔融后或溶解在水中都具有良好的导电性，
但在晶体状态，由于离子被限制在晶格的一定位置上
在不等性杂化中，孤对电子占有杂化轨道但不作为顶点， 确定孤对电子位置后，其余杂化轨道与配体成键，即可 确定分子结构。未参加杂化的价层轨道电子，一般形成 键或离域键
杂化类型 等性杂化轨道 空间分布等性 杂化分子实例 不等性杂化 分子实例 sp 直线形 BeCl2 sp2 三角形 BCl3 NO2 V字形 sp3 正四面体 CCl4 H2 O V字形 NH3 三角 锥形 sp3d 三角双锥 PCl5 sp3d2 正八面体 SeF6
= = 90
= = 90， = 120 = = 90， 90 90
7 个晶系共有 14 种 空间点阵排列方式， 这 14 种空间格子是 由 法 国 科 学 家 Bravais 首先论证的，
也称为 Bravais 格
子。
第八章 化学键和分子结构
※ 离子键理论 ※ 共价键理论 ※ 金属键理论 ※ 分子间作用力 ※ 离子极化
键价理论的发展
键价理论 离子键 △χ>1.7 △χ 共价键 △χ<1.7
经典路易斯理论 量子力学 现代共价键理论
电子在原子轨道中运动 现代价键理论 电子属于原子
分子轨道理论 杂 化 轨 道 理 论
6）杂化轨道的种类 A. 按参加杂化的轨道类型分，s-p型，s-p-d型, d-s-p型 B. 按杂化轨道能量是否一致分，等性杂化和不等性杂化
sp3等性杂化
中心价层电子对数等于配体数则中心原子的轨道采取等 性杂化。中心价层电子对数均大于配体数，称为不等性 杂化。
7）杂化轨道的空间分布 在等性杂化中，轨道分布与分子构型一致
5. 离子晶体的特点
1) 晶体的基本概念
固态物质可分为晶体和非晶体，晶体是由原子、分子或
离子在空间按一定规律周期性重复排列构成的固体物质，
其外表特征是具有整齐规则的几何外形、具有固定的熔 点和各向异性。 应用 X 射线衍射方法研究晶体结构的结果表明，组成晶 体的结构单元在空间周期性地有规则地排列着。将每一 个结构单元抽象成为一个点，这些点即在空间形成点阵， 空间点阵以几何点的分布来反映晶体结构的周期性。晶 格和空间点阵的意义是一致的
尽管世界上晶体有千万种，但它们的结构特点决定其
晶胞参数只能归结为七大类，称为 7 个晶系：
晶系 晶轴 轴间夹角
立方
四方 正交
a=b=c
a=bc abc
= = = 90
= = = 90 = = = 90
三方
六方 单斜 三斜
a=b=c
a=bc abc abc
无方向性是指由于离子的电荷是球形分布的，它可以在 空间任意方向上吸引带相反电荷的离子，不存在在某一 个特定方向上吸引更强的问题。
无饱和性是指在空间条件允许的情况下，每一个离子可 吸引尽可能多的带相反电荷的离子。 每个离子周围排列的相反电荷离子的数目是一定的，这
个数目是与正负离子半径的大小和所带电荷多少等有关。
收的能量，用 Ei 表示。 Ei 越大，离子键越强
B. 晶格能 1 mol 气态分子，离解成气体离子时，所吸
收的能量，用 U表示。 U越大，离子键越强
离子型化合物在通常状态下是以阴、阳离子聚集在一起 形成的巨分子的形式存在，所以离子化合物的化学结合
力不是简单的两个阴、阳离子之间的结合，而是整块晶
体之内的整个结合力。因此用晶格能描述离子键的强度 经常比离子键的键能来得更好。
B. 离子晶体具有较高的熔点、沸点和硬度。
同种类型的晶体，晶格能越大，则熔点越高，硬度
越大。 C. 离子晶体的硬度虽然很大，但比较脆，延展性较差。
D. 离子晶体在水中的溶解度与晶格能、离子的水合热
等有关。离子晶体的溶解是拆散有序的晶体结构（吸 热）和形成水合离子（放热）的过程，如果溶解过程
伴随体系能量降低，则有利于溶解进行。
配位 数
晶体构 型
实例
4 6 8
ZnS型 NaCl型 CsCl型
ZnS, ZnO, BeS, CuCl, CuBr等 NaCl, KCl, NaBr, LiF, CaO, MgO, CaS, BaS等 CsCl, CsBr, CsI, TlCl, NH4Cl, TlCN等
应该注意的是，离子半径比规则只能应用于离子型晶体， 而不适用于共价化合物。如果正、负离子之间有强烈的 相互极化作用，晶体的构型就会偏离表 中的一般规则。 例如 AgI 按离子半径比计算 r+ / r- = 0.583，应为 NaCl 型
2) 离子晶体的特性
A. 在离子晶体中，不存在单个分子，整个晶体可以看成 是一个巨型分子，没有确定的分子量。 对于氯化钠晶体，无单独的 NaCl 分子存在，NaCl 是化 学式, 表示晶体中Na+ 离子和 Cl－离子的个数比例为 1：1。 因此，NaCl 是化学式，不是分子式，根据平均原子质量 算出的 58.5 是NaCl 的式量, 不是分子量。
电子对构型
3）分子的几何构型和电子对构型的关系
若配体数和电子对数相一致，则分子的几何构型和电子 对构型一致 若配体数和电子对数不一致
价层电 子数 2 电子对构型 直线形 配体数 2 孤对电子 数 0 分子的几 何构型 直线形 实例 CO2
3
正三角形
3
2 4
0
1 0 1 2
三角形
V字形 四面体 三角形 V字形
C. 卤素原子
做中心= 7 做配体 = 1 如ICl3
D. 处理离子体系时，要加减与离子电荷相应的电子数 如SO42-, NH4+ F. 价层电子总数 /2= 电子对数，若为奇数，进位计算，如 NO2, 价层电子总数=5，电子对数=3
2）电子对和电子对空间构型的关系
电子对数 2 直线形 3 正三角形 4 正四面体 5 三角双锥 6 正八面体
计算U 波恩－哈伯循环
Na ( s ) + 1/2Cl2 ( g )
△fHm0
NaCl ( s )
△H1(原子化热）
△H2=1/2D △H5=-U
Na ( g )
△H3=I1
Cl ( g )
△H4=-E1
Na+ ( g)
+
Cl- ( g )
△fHm0= △H1+ △H2+ △H3+ △H4+ △H5
2）共价键有方向性和饱和性
原子轨道分布有方向性，决定轨道重叠形成的共价键 有方向性。 原子价层单电子（包括激发的）个数有限，所以共价 键有饱和性。
3）共价键的键型
共价键主要是键和键。 还有共用电子对由一个原子提供，另一个原子提供轨道的 共价配建
4）键长、键角、键能
其中键角最重要，其决定分子的几何构型
晶体，而实际上为 ZnS 型晶体，这就是离子极化的缘故。
二、共价键理论
1. 路易斯理论
电负性相近元素的原子之间形成分子时可 以通过共用电子对达到稀有气体的电子构 型。
缺陷：不能说明成键的实质，更不能解释 某些化合物分子中原子没有达到稀有气体 电子构型的事实，如BCl3,PCl5, SeF6
2. 价键理论
BCl3
NO2 CCl4 NH3 H2 O
4
正四面体
3 2
价层电 子数
电子对构型
配体数
孤对电 子数
0构型
三角双锥 变形四面体 T字形 直线形 八面体 四角锥形 平面四边形
实例
5 4 5 三角双锥 3 2 6 6 正八面体 5 4
PCl5 SF4 ClF3 XeF2 SF6 ClF5 XeF4
电子在分子轨道中运动 电子属于分子 分子轨道是原子轨道的线 性组合
价 键 理 论 法 ）
价 层 互 斥 理 论
(VB
一. 离子键理论
1. 离子键形成的条件是元素的电负性差大
一般认为△X>1.7，形成离子键；△X<1.7，形成共价键 但是不存在 100%离子键，离子键为极性共价键的一个 极端
2. 离子键的实质就是静电引力 3.离子键的特点就是无方向性和饱和性
用三组互不平行的直线联结空间点阵的阵点，即形成
晶格，晶格与空间点阵一样可以反映晶体结构的周期
性。所以说点阵和晶格是晶体的数学抽象。 给抽象的结果赋予实质性的内容，即将晶体的结构单元置
于阵点或晶格的结点上，这就是晶体。从这种有规律的排
列中，可以找到代表晶体结构的最小的平行六面体单位， 这就是晶胞，晶胞在三维空间无限地重复就产生宏观的晶 体。 晶胞的大小和形状由 6 个晶胞参数来决定，即平行六面体的 三个边长 a、b、c 和由三条边 cb、ca、ab 所成的三个夹角 、 、。