3化学键与分子结构PPT精选文档
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第三章化学键与分子结构1PPT课件
外表具有金属光泽，熔、沸点高，硬度较大， 有良好的导电性、导热性和延展性等。
化学工业出版社 5
（2）金属晶体的内部结构
晶格结点上排列的粒子是金属原子。 金属在形成晶体时将尽可能采取最紧密的方 式堆积起来，简称为金属密堆积。 金属一般密度较大，且配位数也较大。
化学工业出版社 6
配位数为8的体心立方密堆积 配位数为12的六方密堆积 配位数为12的面心立方密堆积
化学工业出版社18
镁原子的电子构型为3s2，Mg的3s带是 充满的。但是由于空的3p带与之部分重叠， 电子可以在导带中运动。
化学工业出版社19
对于导体而言，或者有半满的能带，或者满 带与空带有重叠，都形成了导带，使得电子可以 自由地运动。
对于绝缘体而言，不存在导带，而满带上的 电子跃迁到能量高的空带上，要跨越其中的禁带， 所需要的能量在一般情况下是无法获得的，所以 绝缘体不能导电。
化学工业出版社20
半导体如Si、Ge的满带和空带之间的禁带， 宽度较窄，在光照或者较小电场的作用下，满带 上的电子能够跨越禁带，进入上面的空带，从而 使得晶体具有一定的导电性。
化学工业出版社21
3.1.2 离子键理论
一、离子键及其特点
离子键就是由原子得失电子后，生成的正负 离子之间，靠静电作用而形成的化学键。
化学工业出版社27
体心型晶体
CsCl晶体的晶胞为正立方体，其中Cs+处
于由8个Cl-质点形成的正方体的中心（即体
心），同样，Cl-也处于由8个Cs+形成的正方
体的体心。
化学工业出版社28
面心型晶体
晶胞形状也是正立方体。立方体的八个角各 被一个粒子占据，六个面的中心也被一个粒子 占据着，阴、阳离子的配位数均为6。
化学工业出版社 5
（2）金属晶体的内部结构
晶格结点上排列的粒子是金属原子。 金属在形成晶体时将尽可能采取最紧密的方 式堆积起来，简称为金属密堆积。 金属一般密度较大，且配位数也较大。
化学工业出版社 6
配位数为8的体心立方密堆积 配位数为12的六方密堆积 配位数为12的面心立方密堆积
化学工业出版社18
镁原子的电子构型为3s2，Mg的3s带是 充满的。但是由于空的3p带与之部分重叠， 电子可以在导带中运动。
化学工业出版社19
对于导体而言，或者有半满的能带，或者满 带与空带有重叠，都形成了导带，使得电子可以 自由地运动。
对于绝缘体而言，不存在导带，而满带上的 电子跃迁到能量高的空带上，要跨越其中的禁带， 所需要的能量在一般情况下是无法获得的，所以 绝缘体不能导电。
化学工业出版社20
半导体如Si、Ge的满带和空带之间的禁带， 宽度较窄，在光照或者较小电场的作用下，满带 上的电子能够跨越禁带，进入上面的空带，从而 使得晶体具有一定的导电性。
化学工业出版社21
3.1.2 离子键理论
一、离子键及其特点
离子键就是由原子得失电子后，生成的正负 离子之间，靠静电作用而形成的化学键。
化学工业出版社27
体心型晶体
CsCl晶体的晶胞为正立方体，其中Cs+处
于由8个Cl-质点形成的正方体的中心（即体
心），同样，Cl-也处于由8个Cs+形成的正方
体的体心。
化学工业出版社28
面心型晶体
晶胞形状也是正立方体。立方体的八个角各 被一个粒子占据，六个面的中心也被一个粒子 占据着，阴、阳离子的配位数均为6。
化学键与分子结构详解PPT课件
✓ 指原子失去或得到电子后形成的带电离子的电子构型
✓ 简单负离子的最外电子层都是8个电子的稀有气体结构
✓ 正离子的电子构型主要有5种
P81
10
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简单阴离子的电子构型：ns2np6 8电子构型
11
第11页/共55页
➢ 离子半径
✓ 它是根据离子晶体中正、负离子的核间距测出的，并 假定正、负离子的核间距为正、负离子的半径之和。
晶格能越大，离子晶体越稳定。
8
第8页/共55页
离子的特征
➢ 离子电荷 ➢ 离子的电子层构型 ➢ 离子半径
9
第9页/共55页
➢ 离子电荷
✓ 指原子形成离子化合物过程中失去或得到电子的数目 它是影响离子键强度的重要因素。
✓ 离子电荷越多，对相反电荷的离子的吸引力越强,形 成的离子化合物的熔点也越高
➢ 离子的电子构型
6.2 离子键理论
一、离子键的形成 二、离子键的特点 三、离子键的强度 四、离子的特征
5
第5页/共55页
离子键的形成
➢离子键是由原子得失电子后，生成的正、负离 子之间靠静电作用而形成的化学键。
➢形成离子键的必要条件：
电离能低的活泼金属元素与电子亲合能高的活
泼
6
第6页/共55页
离子键的特点
Hale Waihona Puke ➢ 离子键的本质是正、负离子之间的静电引力
✓ 离子半径的变化规律：
12
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✓ 离子半径大致有如下的变化规律：
a．主族元素自上而下电子层数依次增多，所以具有相同电荷数的 同族离子的半径依次增大。Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+
普通化学课件第3章化学键与分子结构
电子分布式 (1s )2 39
图3.13 氢分子轨道
N2
(1s
)2
(1s
)2
(
2s
)2
(
2s
)2
(
2
p
)2
(
y
2
p
)2
(
z2
p
)2
O2
(1s
)2
(1s
)2
(
2s
)2
(
2s
)2
(
2
p
)2
(
y2
p
)2
(
z
2
p
)2
(
y2
p
)1(
* z2
p
)1
40
3.1.2 杂化轨道理论
共价型分子中各原子在空间排列构成的几何 形状，叫做分子的空间构型。 1931年，鲍林等以价键理论为基础，提出化 学键的杂化轨道理论。我国化学家唐敖庆教 授对杂化轨道进行了系统化处理。
道组合前后都是全满的，能量不发生变化。因此可以 不考虑它们的组合。
组合前原子轨道中的所有电子，在组合后的分子轨 道中重新分布，分布法则与电子在原子轨道中的排布 类似，服从泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规 则等基本原理。
35
分子轨道的两种类型—— 轨道和 轨道
由s和s原子轨道、s和p原子轨道、px 和 px原子 轨道组合而成的分子轨道都是对键轴呈圆柱
Cl2(g ) 2Cl(g) D(ClCl) H 242kJ mol1
对于由两种元素组成的多原子分子而言， 可以取键解离能平均值作为键能。如：
H2O(g) H(g) OH(g) D1 498kJ mol 1
OH(g ) H(g ) O(g ) D2 428kJ mol 1
(推荐)《化学键和分子结构》PPT课件
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2. 已明确了的化学键类型
电
离子配键
价 键
离子键 电价配键 离子偶极配键
配
电子对键 极 性 键 共价配键 键
双原
（单、双、 叁键）
非极性键
化 学 键
子共
价键 共
价 键
多原
子共
单电子键 三电子键 共轭 π 键
金 价键 多中心键属键上页 下页 目录 返回
8.2 离子键理论 Ionic bond theory
与 0.2
元素电负性的关系
0.4 0.6
01 04 09
0.8
15
1.0
22
1.2
30
1.4
39
1.6
47
1.8
55
2.0
63
2.2
70
2.4
76
也可用 Hannay & Smyth 公式 2.6
82
来计算键的离子性。
2.8
86
3.0
89
离子性=[16(△x)+3.5 (△x)2]×100% 3.2
上页 下页 目录 返回
3. 晶格能 (lattice energy)
◆ 定义 1mol 的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收
的能量，以符号U 表示。
MX (S)
M+ (g) + X- (g)
◆ 作用 度量离子键的强度。晶格类型相同时，U与正、
负离子电荷数成正比，与离子间距离r0成反比。
化合物
NaF NaCl NaBr NaI
计算值 (波恩-兰达公式)
1008 811.3 766.1 708.4 902.0 755.2 718.8 663.2 797.5 687.4 659.8 623.0
2. 已明确了的化学键类型
电
离子配键
价 键
离子键 电价配键 离子偶极配键
配
电子对键 极 性 键 共价配键 键
双原
（单、双、 叁键）
非极性键
化 学 键
子共
价键 共
价 键
多原
子共
单电子键 三电子键 共轭 π 键
金 价键 多中心键属键上页 下页 目录 返回
8.2 离子键理论 Ionic bond theory
与 0.2
元素电负性的关系
0.4 0.6
01 04 09
0.8
15
1.0
22
1.2
30
1.4
39
1.6
47
1.8
55
2.0
63
2.2
70
2.4
76
也可用 Hannay & Smyth 公式 2.6
82
来计算键的离子性。
2.8
86
3.0
89
离子性=[16(△x)+3.5 (△x)2]×100% 3.2
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3. 晶格能 (lattice energy)
◆ 定义 1mol 的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收
的能量，以符号U 表示。
MX (S)
M+ (g) + X- (g)
◆ 作用 度量离子键的强度。晶格类型相同时，U与正、
负离子电荷数成正比，与离子间距离r0成反比。
化合物
NaF NaCl NaBr NaI
计算值 (波恩-兰达公式)
1008 811.3 766.1 708.4 902.0 755.2 718.8 663.2 797.5 687.4 659.8 623.0
3化学键与分子结构PPT课件
（4）以原子轨道能级的不同，金属晶体中可有不同的能 带，例如导带、禁带等；
（5）金属中相邻的能带有时可以互相重叠。
23
Mg的外层电子构 型为3s2，其3s能带是 满带，没有空轨道， 似乎不能导电。但Mg 的相邻能带之间的能 量间隔很小，使Mg的 3s和3p能带发生部分 重叠，从而形成一个 更大的导带。
19
金属能带理论
分子轨道理论将金属晶体看作一个巨大分子，结合在 一起的无数个金属原子形成无数条分子轨道，某些电子就 会处在涉及构成整块金属原子在内的轨道，这样就产生了 金属的能带理论（金属键的量子力学模型）。
20
能能带带理理论论中中的的一一些些重重要要概概念念
能带: 一组连续状态的分子轨道 导带: 电子在其中能自由运动的能带 满带: 完全充满电子的能带 禁带: 能带和能带之间的区域 空带：没有电子的能带
不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表 现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式 等因素有关。
一般说来，价电子多的金属元素单质的电导率、硬度和 熔沸点都比较高。
18
由于金属的自由电子模型过于简单化， 不能解释金属晶体为什么有结合力，也不 能解释金属晶体为什么有导体、绝缘体和 半导体之分。随着科学和生产的发展，主 要是量子理论的发展，建立了能带理论。
15
【讨论3】金属为什么具有较好的延 展性？
金属晶体中由于金属离子与自由电子间的 相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对 滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使 在外力作用下，发生形变也不易断裂。
16
金属的延展性
➢金属晶体受外力时，金属阳离子因自由电子的环绕而不断裂。 ➢离子晶体受外力时，产生同性离子间的斥力而崩裂 17
（5）金属中相邻的能带有时可以互相重叠。
23
Mg的外层电子构 型为3s2，其3s能带是 满带，没有空轨道， 似乎不能导电。但Mg 的相邻能带之间的能 量间隔很小，使Mg的 3s和3p能带发生部分 重叠，从而形成一个 更大的导带。
19
金属能带理论
分子轨道理论将金属晶体看作一个巨大分子，结合在 一起的无数个金属原子形成无数条分子轨道，某些电子就 会处在涉及构成整块金属原子在内的轨道，这样就产生了 金属的能带理论（金属键的量子力学模型）。
20
能能带带理理论论中中的的一一些些重重要要概概念念
能带: 一组连续状态的分子轨道 导带: 电子在其中能自由运动的能带 满带: 完全充满电子的能带 禁带: 能带和能带之间的区域 空带：没有电子的能带
不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表 现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式 等因素有关。
一般说来，价电子多的金属元素单质的电导率、硬度和 熔沸点都比较高。
18
由于金属的自由电子模型过于简单化， 不能解释金属晶体为什么有结合力，也不 能解释金属晶体为什么有导体、绝缘体和 半导体之分。随着科学和生产的发展，主 要是量子理论的发展，建立了能带理论。
15
【讨论3】金属为什么具有较好的延 展性？
金属晶体中由于金属离子与自由电子间的 相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对 滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使 在外力作用下，发生形变也不易断裂。
16
金属的延展性
➢金属晶体受外力时，金属阳离子因自由电子的环绕而不断裂。 ➢离子晶体受外力时，产生同性离子间的斥力而崩裂 17
《化学键和分子结构》课件
O
CH3 C O
O CH3 C
O
O-
CH3 C O
➢ 电负性大的元素接在共轭链端，使π电子向电负性 大的元素端离域叫吸电子共轭效应-C ；
+ [CH2=CH-CH2
+ CH2-CH=CH2 ]
δ-
δ-
CH2—CH—CH2
共轭体系能量降低
能 ΔH≈254KJ.mol-1
量
28KJ.mol-1 共轭能
取代羧酸的酸性与在烃基同一位置上引入-I基团的 数目有关，数目越多，酸性越强。加合性
取代羧酸的酸性与-I基团离羧基的距离有关，距离 越远，影响越小。 短程效应
O
H
X
C
O-
吸电子诱导效应（- I）：
+
NR3 NO2
SO2R
CN
Br I OAr COOR
C = CR
C6H5
CH=CH2
SO2Ar
COOH
如：
为主。
三、超共轭效应
1. σ-π、 σ-p 超共轭体系
丙烯分子中的甲基可绕C－ C σ键旋转，旋转到某一角 度时，甲基中C-H σ键轴与 π键P轨道近似平行，形成 σ-π超共轭体系。
C—H σ电子云与相邻自由 基碳上的p电子云部分重叠， 离域，形成σ-p超共轭体系。
2. σ-π、 σ-p 超共轭效应
反应活性比较
CH3CHO﹤, HCHO
HCN OH-
比较酸性大小
CH3CH2CH-CH2CH3
Cl
?
CH3CH2CH√2-CHCH3
Cl
O2N
COOH ﹥ HO
COOH
四. 场效应(field effects)
(优质)化学键与分子结构PPT课件
一个形象的说法就是，在金属晶体中，金属原子整齐 的排列在一起，并浸泡在自由电子的海洋中。
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图：金属的电子海模型，带正电的球表示内层电子原 子核，周围的著色表示非定域电子构成的电子海
特点： 无方向性、无饱和性
金属特性：
•导电性:自由电子在外电场作用下可定向流动； •导热性:不断碰撞的自由电子可将热量交换和递； •延展性:金属可以在不破坏晶体结构，受力作用时整 层滑动。 •金属光泽:自由电子能够吸收并重新发射很宽波长范 围的光线，使金属不透明而具有金属光泽。
导体中存在导带，在电场作用下，导带中的电子很容易跃入导 带中的空分子轨道中去，从而导电。绝缘体和半导体中不存在导 带，这是它们的共同点，不同的是满带和空带之间的禁带的能量间 隔不同。一般绝缘体的能量间隔大，一般电子很难获得能量跃过禁 带；而一般半导体的能量间隔，在一定条件下，少数高能电子能跃 过禁带而导电。
（优质）化学键与分 子结构PPT课件
本章教学要求
基本要求： 掌握化学键和分子结构的基本概念和有关
理论，了解化学键的成键本质。 重 点： 共价键的基本理论。 难 点： 分子轨道理论。
2.1 化学键的分类 2.2 共价键的成键理论 2.3 分子间作用力
分子是物质能独立存在并保持其化学特性的 最小微粒，而分子又是由原子组成的。迄今，人 们发现112种元素。正是由这些元素的原子构成 分子，从而构成了整个物质世界。那么原子与原 子如何结合成分子；分子和分子又如何结合成宏 观物体？前者是化学键问题，后者是分子间力的 问题。
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图：金属的电子海模型，带正电的球表示内层电子原 子核，周围的著色表示非定域电子构成的电子海
特点： 无方向性、无饱和性
金属特性：
•导电性:自由电子在外电场作用下可定向流动； •导热性:不断碰撞的自由电子可将热量交换和递； •延展性:金属可以在不破坏晶体结构，受力作用时整 层滑动。 •金属光泽:自由电子能够吸收并重新发射很宽波长范 围的光线，使金属不透明而具有金属光泽。
导体中存在导带，在电场作用下，导带中的电子很容易跃入导 带中的空分子轨道中去，从而导电。绝缘体和半导体中不存在导 带，这是它们的共同点，不同的是满带和空带之间的禁带的能量间 隔不同。一般绝缘体的能量间隔大，一般电子很难获得能量跃过禁 带；而一般半导体的能量间隔，在一定条件下，少数高能电子能跃 过禁带而导电。
（优质）化学键与分 子结构PPT课件
本章教学要求
基本要求： 掌握化学键和分子结构的基本概念和有关
理论，了解化学键的成键本质。 重 点： 共价键的基本理论。 难 点： 分子轨道理论。
2.1 化学键的分类 2.2 共价键的成键理论 2.3 分子间作用力
分子是物质能独立存在并保持其化学特性的 最小微粒，而分子又是由原子组成的。迄今，人 们发现112种元素。正是由这些元素的原子构成 分子，从而构成了整个物质世界。那么原子与原 子如何结合成分子；分子和分子又如何结合成宏 观物体？前者是化学键问题，后者是分子间力的 问题。
《化学键和分子结构》课件
《化学键和分子结构》 PPT课件
# 化学键和分子结构
介绍化学键
化学键的定义和分类
了解不同种类的化学键及其特点，如离子键、共价键和金属键。
共价键和离子键的区别
探讨共价键和离子键之间的异同，包括电子分配和成键方式。
杂化轨道理论和分子轨道理论
介绍杂化轨道理论和分子轨道理论，解释化学键形成的原理。
共价键的形成
总结
化学键和分子结构的重要性
总结化学键和分子结构对化学特性和反应性的重要影响。
化学键及其能力的应用
讨论化学键及其能力在化学合成和分析中的广泛应用。
分子间相互作用的意义和应用
强调分子间相互作用在材料科学和生物科学领域的实际应用。
分子的性质和应用
探索分子性质对物质特性和应用 的影响，如药物活性和材料功能。
分子间的相互作用
1
分子间相互作用的影响
2
阐述分子间相互作用对物质性质和化学
反应速率的影响。
3
范德华力和氢键的概念
介绍范德华力和氢键的概念，以及它们 在分子间作用中的角色。
分子间相互作用的应用
探讨分子间相互作用在生物科学和材料 科学领域中的应用价值。
1
共价键的基本概念
理解共价键的本质和构成，包括电子共享和化学键的稳定性。
2
共价键的形成过程
描述共价键形成的步骤，如原子间的相互作用和电子的重排。
3
共价键的性Leabharlann 和分类探索共价键的性质，如键长、键能和键角，并介绍单、双、三键等的特点。
化学键的能力
1 化学键的能力和稳定 2 化学键的强度和解离 3 化学键的极性和电子
性
能
亲和力
讨论化学键对化合物稳定 性的影响，以及键长和键 强度之间的关系。
# 化学键和分子结构
介绍化学键
化学键的定义和分类
了解不同种类的化学键及其特点，如离子键、共价键和金属键。
共价键和离子键的区别
探讨共价键和离子键之间的异同，包括电子分配和成键方式。
杂化轨道理论和分子轨道理论
介绍杂化轨道理论和分子轨道理论，解释化学键形成的原理。
共价键的形成
总结
化学键和分子结构的重要性
总结化学键和分子结构对化学特性和反应性的重要影响。
化学键及其能力的应用
讨论化学键及其能力在化学合成和分析中的广泛应用。
分子间相互作用的意义和应用
强调分子间相互作用在材料科学和生物科学领域的实际应用。
分子的性质和应用
探索分子性质对物质特性和应用 的影响，如药物活性和材料功能。
分子间的相互作用
1
分子间相互作用的影响
2
阐述分子间相互作用对物质性质和化学
反应速率的影响。
3
范德华力和氢键的概念
介绍范德华力和氢键的概念，以及它们 在分子间作用中的角色。
分子间相互作用的应用
探讨分子间相互作用在生物科学和材料 科学领域中的应用价值。
1
共价键的基本概念
理解共价键的本质和构成，包括电子共享和化学键的稳定性。
2
共价键的形成过程
描述共价键形成的步骤，如原子间的相互作用和电子的重排。
3
共价键的性Leabharlann 和分类探索共价键的性质，如键长、键能和键角，并介绍单、双、三键等的特点。
化学键的能力
1 化学键的能力和稳定 2 化学键的强度和解离 3 化学键的极性和电子
性
能
亲和力
讨论化学键对化合物稳定 性的影响，以及键长和键 强度之间的关系。
化学键和分子结构(精选优秀)PPT
3
<
124.
多键对多键的排斥 > 多键对单键
Kenichi Fukui
Roald Hoffmann
(1925 2004)
United Kingdom
O2: ( 1s)2( 1s*)2( 2s)2( 2s*)2( 2p)2( 2p)4( 2p*)2 2
3
<
124.
CO的分子轨道能级图
(P157)
F: 1s 2s 2p
O2
F2
畸变
XeF2
sp3d2杂化 AX4E2 (XeF4)
规则二：中心原子的电负性愈大，成键电子对之间的排 斥也愈大；配位原子的电负性愈大，成键电子 对之间的排斥愈小。
中心原子的电负性愈大
氮族元素氢化物 NH3
PH3
AsH3 SbH3
HAH
107.3 93.3 91.8 91.3
XPX
配位原子的电负性愈大
PCl3
PBr3
PI3
100.1
101.5
102
规则三：
多键对多键的排斥 > 多键对单键
的排斥 > 单键对单键的排斥
分子
XCX
XCO
F2C=O
112.5
<
Cl2C=O
111.3
<
H2C=O
118
<
(NH2)2C=O 118
<
CH2=CHCH3
123.2 124.3 121 121
例1： XeF5+ (8 + 5 1) / 2 = 6, sp3d2杂化，四方锥
F: 2p (-18.
SF ClF 分子基态电子构型( 1s)2( 1s*)2( 2s)2( 2s*)2( 2p)2( 2p)4( 2p*)1
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不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表 现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式 等因素有关。
一般说来，价电子多的金属元素单质的电导率、硬度和 熔沸点都比较高。
18
由于金属的自由电子模型过于简单化， 不能解释金属晶体为什么有结合力，也不 能解释金属晶体为什么有导体、绝缘体和 半导体之分。随着科学和生产的发展，主 要是量子理论的发展，建立了能带理论。
5
化学键理论是当代化学的一个中心问题。研究分子内 部的结构对探索物质的性质和功能都具有重要的意义。本 章将在原子结构的基础上，着重讨论分子形成过程以及有 关化学键理论。如：离子键理论、共价键理论（包括：电 子配对法、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子轨 道理论）以及金属能带理论等。同时对分子间作用力、氢 键、分子的结构与物质性质之间的关系做初步讨论。
13
金属晶体的结构与金属性质的内在联系
【讨论1】 金属为什么易导电？ 在金属晶体中，存在着许多自由电子，
这些自由电子的运动是没有一定方向的， 但在外加电场的条件下自由电子就会发 生定向运动，因而形成电流，所以金属 容易导电。
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【讨论2】金属为什么易导热？
金属容易导热，是由于自由电子 运动时与金属离子碰撞把能量从温 度高的部分传到温度低的部分，从 而使整块金属达到相同的温度。
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金属键理论主要有两种：
改性共价键理论 ，能带理论
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改性共价键理论
金属元素的电负性较小，电离能也较小，最外层价电 子容易脱离原子核的束缚，形成“自由电子”或“离域电 子”。在金属晶体中，自由电子作穿梭运动，它不专属于 某个金属离子而为整个金属晶体所共有（自由电子模型）。 这些自由电子与全部金属离子相互作用，从而形成某种结 合，这种作用称为金属键。
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原子结合形成分子则是通过化学键的形式来实现的。 化学键的定义：一种存在于分子内的强烈的相互作用力。 化学键根据形成机理的不同，可分为:金属键、离子键和共价 键。 在分子和分子之间还存在分子间作用力:范德华力、氢键。 分子内和分子间的作用力结合起来，决定了物质的结构，在 宏观上表现为世界上形形色色的各种物质。结构决定性质，所 以很多物质的物理性质都可通过分子结构得到解释和说明。
第3章
化学键与分子结构
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本章教学要求
基本要求： 掌握化学键和分子结构的基本概念和有关
理 分子轨道理论。
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2.1 化学键的分类 2.2 共价键的成键理论 2.3 分子间作用力
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分子是物质能独立存在并保持其化学特性的 最小微粒，而分子又是由原子组成的。迄今，人 们发现112种元素。正是由这些元素的原子构成 分子，从而构成了整个物质世界。那么原子与原 子如何结合成分子；分子和分子又如何结合成宏 观物体？前者是化学键问题，后者是分子间力的 问题。
由于每个锂原子只有1 个价电子，该离域轨道应处 于半满状态。电子成对地处 于能带内部能级最低的轨道 上，使能级较高的一半轨道 空置。在充满了的那一半能 带的最高能级上,电子靠近 能量较低的空能级,从而很 容易离开原来能级,进入能 量略高的空能级。
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根据能带结构中禁带宽度和能带中电子填充 状况，可把物质分为导体、绝缘体和半导体。
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能带理论的基本要点
（1）成键时价电子必须是“离域”的，属于整个金属晶 格 的原子所共有； （2）金属晶格中原子密集，能组成许多分子轨道，相邻
的分子轨道间的能量差很小 ，以致形成“能带 ”； （3）“能带”也可以看成是紧密堆积的金属原子的电子 能级发生的重叠， 这种能带是属于整个金属晶体的；
（4）以原子轨道能级的不同，金属晶体中可有不同的能 带，例如导带、禁带等；
（5）金属中相邻的能带有时可以互相重叠。
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Mg的外层电子构 型为3s2，其3s能带是 满带，没有空轨道， 似乎不能导电。但Mg 的相邻能带之间的能 量间隔很小，使Mg的 3s和3p能带发生部分 重叠，从而形成一个 更大的导带。
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导体中存在导带，在电场作用下，导带中的电子很容易跃入导
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金属能带理论
分子轨道理论将金属晶体看作一个巨大分子，结合在 一起的无数个金属原子形成无数条分子轨道，某些电子就 会处在涉及构成整块金属原子在内的轨道，这样就产生了 金属的能带理论（金属键的量子力学模型）。
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能能带带理理论论中中的的一一些些重重要要概概念念
能带: 一组连续状态的分子轨道 导带: 电子在其中能自由运动的能带 满带: 完全充满电子的能带 禁带: 能带和能带之间的区域 空带：没有电子的能带
一个形象的说法就是，在金属晶体中，金属原子整齐 的排列在一起，并浸泡在自由电子的海洋中。
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图：金属的电子海模型，带正电的球表示内层电子原 子核，周围的著色表示非定域电子构成的电子海
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特点： 无方向性、无饱和性
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金属特性：
•导电性:自由电子在外电场作用下可定向流动； •导热性:不断碰撞的自由电子可将热量交换和递； •延展性:金属可以在不破坏晶体结构，受力作用时整 层滑动。 •金属光泽:自由电子能够吸收并重新发射很宽波长范 围的光线，使金属不透明而具有金属光泽。 •金属易形成合金：硬度、強度、韧性及熔沸点发生 改变(如加碳、磷、硫等) •较高熔沸点:强静电作用
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3.1 化学键的分类
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1 金属键
在一百多种化学元素中，金属元素约占80% 。它们都 具有金属光泽、有很好的传热导电性，金属的这些性质是 它们内部结构的反映。
金属的单质一般以金属晶体的形式存在,其中金属原 子通过金属键联系在一起,属于“大分子”。
化学式:构成分子的各种元素原子的整数比 分子式:构成分子的各种元素原子的真实数量
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【讨论3】金属为什么具有较好的延 展性？
金属晶体中由于金属离子与自由电子间的 相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对 滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使 在外力作用下，发生形变也不易断裂。
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金属的延展性
➢金属晶体受外力时，金属阳离子因自由电子的环绕而不断裂。 ➢离子晶体受外力时，产生同性离子间的斥力而崩裂 17