基础化学第十章共价键与分子间力
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核双原子分子的分子轨道能级图，并能运用其 同核双原子分子磁性、稳定性。 5. 了解分子极性，熟悉分子间力类型、特点、产 生原因；氢键形成条件、特征、应用。
第一节 现代价键理论
• 化学键(chemical bond)：分子或晶体中相 邻两原子或离子间的强烈作用力，成键能 量约为几十到几百千焦每摩。 离子键 chemical bond 共价键(配位键) 金属键
• 一般地，p-p重叠形成σ键（记为σp-p）比 s-s重叠形成σ键（记为σs-s）牢固。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键：互相平行的py或pz轨道则以“肩并肩” 方式
进行重叠，的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反 对称。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键：例
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键特点：
3. 原子轨道重叠愈多，核间电子云愈密集，共价 键愈牢固，称为原子轨道最大重叠原理。因此 原子轨道将沿最大程度方向重叠，决定了共价 键的方向性。
第一节 现代价键理论
第一节 现代价键理论
三．共价键的类型 σ键
• 按成键重叠方式： π键
正常共价键 • 按电子对来源：
配位共价键
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键：原子轨道沿键轴（成键核间连线，设为x轴）
4. 分子轨道理论简介 ① 分子轨道理论的要点 ② 简单双原子分子的分子轨道能级图
5. 分子间的作用力 ① 分子的极性与分子的极化 ② van der Waals力 ③ 氢键
教学基本要求
1. 掌握现代价键理论要点和σ键、π健的特征。 2. 掌握杂化轨道理论基本要点，杂化类型，特征；
等性、不等性杂化概念及应用。 3. 熟悉用价层电子对互斥理论预测分子空间构型。 4. 了解分子轨道理论要点，熟悉第一、二周期同
• π键较易断开，化学活泼性强。 • 一般它是与σ键共存于具有双键或叁键的
分子中。
• 由于π键的存在，原子不可绕σ键转动。
第一节 现代价键理论
2. 常共价键和配位共价键
• 如果共价键是由成键两原子各提供1个电子配对 成键的，称为正常共价键，
• 如果共价键的形成是由成键两原子中的一个原 子单独提供电子对进入另一个原子的空轨道共 用而成键，这种共价键称为配位共价键 （coordinate covalent bond），简称 配位键 （coordination bond）。
• 共价键的本质是电性的，是两核间的电子云密 集区对两核的吸引力。
第一节 现代价键理论
第一节 现代价键理论
二． 现代价键理论（valence bond theory, VB法 ） 1. 两个原子自旋相反的单电子配对，原子轨道重
叠，核间电子云密集，系统能量降低，形成稳 定的共价键。
2. 原子中单电子才能配对。所以每个原子形成共 价键的数目等于单电子数目。这就是共价键的 饱和性。
E(O-H)= 463kJ·mol-1 ③ 同一种共价键在不同的多原子分子中的键能虽
有差别，但差别不大。我们可用不同分子中同 一种键能的平均值即平均键能作为该键的键能。 一般键能愈大，键愈牢固。
第一节 现代价键理论
一些双原子分子的键能和某些键的平均键能
triple bond>double bond>single bond
第一节 现代价键理论
一．氢分子的形成 1926年 Heitler 和 London 用量子力学研究氢分 子的形成，解释共价键的本质
第一节 现代价键理论
• 两氢原子靠近，原子轨道重叠，核间电子云密 度增大，系统能量降低，核间距 达74 pm时形 成稳定共价键。
• 两个氢原子的电子自旋相反，轨道才能重叠成 键，称为氢分子的基态(ground state)。电子自 旋方向相同时，轨道重叠部分的波函数ψ值相 减，互相抵消，核间电子的概率密度几乎为零， 称为氢分子的排斥态(repulsion state)。
• 配位键用“→” 表示，箭头从提供电子对的原 子指向接受电子对的原子。
第一节 现代价键理论
例: H+ + :NH3
H+
+
H N H + H NH3
H
CO
第一节 现代价键理论
四．键参数 • 表征化学键性质的物理量称为键参数
（bond parameter） • 共价键的键参数主要有键能、键长、键
角及键的极性。
第十章 共价键与分子间力
Covalent Bond and Intermolecular Forces
内容提要
1. 现代价键理论 ① 氢分子的形成 ② 现代价键理论的要点 ③ 共价键的类型 ④ 键参数
2. 杂化轨道理论 ① 杂化轨道理论的要点 ② 轨道杂化类型及实例
3. 价层电子对互斥理论
内容提要
以“头碰头” 方式进行重叠，重叠部分沿键轴 呈圆柱形对称分布，形成σ共价键。如s-s、spx 和px-px 轨道重叠。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键：例
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键特点：
• σ键的轨道重叠程度比π键的轨道重叠程 度大，因而σ键比π键牢固。
• σ键可单独存在于两原子间，是构成分子 的骨架，两原子间只可能有1个σ键。
第一节 现代价键理论
1. 键能（bond energy）——从能量因素来衡量 共价键强度的物理量
① 双原子分子的键能(E)就等于分子的解离能(D)。 • 在 100kPa和298.15K下，将1摩尔理想气态分
子AB解离为理想气态的A、B原子所需要的能 量，称为AB的解离能，单位为 kJ·mol-1。 例如，对于H2分子
H2 (g) → 2H(g) E(H—H) ＝ D(H—H) ＝ 436 kJ·mol-1
第一节 现代价键理论
1. 键能 ② 对于多原子分子，键能和解离能不同。例如，
H2O分子中有两个等价的O-H键， H2O(g)OH(g)+H(g) ΔH1=502kJ·mol-1 OH (g)O(g)+H(g) ΔH2=423.7kJ·mol-1
E/kJ·mol-1
H2
436
E/kJ·mol-1
HF
565
E/kJ·mol-1
C－H
413
E/kJ·mol-1
N－H
391
F2
165
HCl
431
C－F
460
N－N
159
百度文库Cl2
247
HBr
366
C－Cl
335
N＝N
418
Br2
第一节 现代价键理论
• 化学键(chemical bond)：分子或晶体中相 邻两原子或离子间的强烈作用力，成键能 量约为几十到几百千焦每摩。 离子键 chemical bond 共价键(配位键) 金属键
• 一般地，p-p重叠形成σ键（记为σp-p）比 s-s重叠形成σ键（记为σs-s）牢固。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键：互相平行的py或pz轨道则以“肩并肩” 方式
进行重叠，的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反 对称。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键：例
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键特点：
3. 原子轨道重叠愈多，核间电子云愈密集，共价 键愈牢固，称为原子轨道最大重叠原理。因此 原子轨道将沿最大程度方向重叠，决定了共价 键的方向性。
第一节 现代价键理论
第一节 现代价键理论
三．共价键的类型 σ键
• 按成键重叠方式： π键
正常共价键 • 按电子对来源：
配位共价键
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键：原子轨道沿键轴（成键核间连线，设为x轴）
4. 分子轨道理论简介 ① 分子轨道理论的要点 ② 简单双原子分子的分子轨道能级图
5. 分子间的作用力 ① 分子的极性与分子的极化 ② van der Waals力 ③ 氢键
教学基本要求
1. 掌握现代价键理论要点和σ键、π健的特征。 2. 掌握杂化轨道理论基本要点，杂化类型，特征；
等性、不等性杂化概念及应用。 3. 熟悉用价层电子对互斥理论预测分子空间构型。 4. 了解分子轨道理论要点，熟悉第一、二周期同
• π键较易断开，化学活泼性强。 • 一般它是与σ键共存于具有双键或叁键的
分子中。
• 由于π键的存在，原子不可绕σ键转动。
第一节 现代价键理论
2. 常共价键和配位共价键
• 如果共价键是由成键两原子各提供1个电子配对 成键的，称为正常共价键，
• 如果共价键的形成是由成键两原子中的一个原 子单独提供电子对进入另一个原子的空轨道共 用而成键，这种共价键称为配位共价键 （coordinate covalent bond），简称 配位键 （coordination bond）。
• 共价键的本质是电性的，是两核间的电子云密 集区对两核的吸引力。
第一节 现代价键理论
第一节 现代价键理论
二． 现代价键理论（valence bond theory, VB法 ） 1. 两个原子自旋相反的单电子配对，原子轨道重
叠，核间电子云密集，系统能量降低，形成稳 定的共价键。
2. 原子中单电子才能配对。所以每个原子形成共 价键的数目等于单电子数目。这就是共价键的 饱和性。
E(O-H)= 463kJ·mol-1 ③ 同一种共价键在不同的多原子分子中的键能虽
有差别，但差别不大。我们可用不同分子中同 一种键能的平均值即平均键能作为该键的键能。 一般键能愈大，键愈牢固。
第一节 现代价键理论
一些双原子分子的键能和某些键的平均键能
triple bond>double bond>single bond
第一节 现代价键理论
一．氢分子的形成 1926年 Heitler 和 London 用量子力学研究氢分 子的形成，解释共价键的本质
第一节 现代价键理论
• 两氢原子靠近，原子轨道重叠，核间电子云密 度增大，系统能量降低，核间距 达74 pm时形 成稳定共价键。
• 两个氢原子的电子自旋相反，轨道才能重叠成 键，称为氢分子的基态(ground state)。电子自 旋方向相同时，轨道重叠部分的波函数ψ值相 减，互相抵消，核间电子的概率密度几乎为零， 称为氢分子的排斥态(repulsion state)。
• 配位键用“→” 表示，箭头从提供电子对的原 子指向接受电子对的原子。
第一节 现代价键理论
例: H+ + :NH3
H+
+
H N H + H NH3
H
CO
第一节 现代价键理论
四．键参数 • 表征化学键性质的物理量称为键参数
（bond parameter） • 共价键的键参数主要有键能、键长、键
角及键的极性。
第十章 共价键与分子间力
Covalent Bond and Intermolecular Forces
内容提要
1. 现代价键理论 ① 氢分子的形成 ② 现代价键理论的要点 ③ 共价键的类型 ④ 键参数
2. 杂化轨道理论 ① 杂化轨道理论的要点 ② 轨道杂化类型及实例
3. 价层电子对互斥理论
内容提要
以“头碰头” 方式进行重叠，重叠部分沿键轴 呈圆柱形对称分布，形成σ共价键。如s-s、spx 和px-px 轨道重叠。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键：例
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键特点：
• σ键的轨道重叠程度比π键的轨道重叠程 度大，因而σ键比π键牢固。
• σ键可单独存在于两原子间，是构成分子 的骨架，两原子间只可能有1个σ键。
第一节 现代价键理论
1. 键能（bond energy）——从能量因素来衡量 共价键强度的物理量
① 双原子分子的键能(E)就等于分子的解离能(D)。 • 在 100kPa和298.15K下，将1摩尔理想气态分
子AB解离为理想气态的A、B原子所需要的能 量，称为AB的解离能，单位为 kJ·mol-1。 例如，对于H2分子
H2 (g) → 2H(g) E(H—H) ＝ D(H—H) ＝ 436 kJ·mol-1
第一节 现代价键理论
1. 键能 ② 对于多原子分子，键能和解离能不同。例如，
H2O分子中有两个等价的O-H键， H2O(g)OH(g)+H(g) ΔH1=502kJ·mol-1 OH (g)O(g)+H(g) ΔH2=423.7kJ·mol-1
E/kJ·mol-1
H2
436
E/kJ·mol-1
HF
565
E/kJ·mol-1
C－H
413
E/kJ·mol-1
N－H
391
F2
165
HCl
431
C－F
460
N－N
159
百度文库Cl2
247
HBr
366
C－Cl
335
N＝N
418
Br2