分子结构和共价键理论详解演示文稿
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⑴ 按原子间的键合关系写出元素符号并将相邻原子 用单键连接。
在大多数情况下，原子间的键合关系是已知的, 例如, NO2中的键合关系不是N—O—O, 而是O—N—O。
⑵将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子总数 。如果被表达的物种带有正电荷, 价电子总数应减去正电荷数; 如果被表达的物种带有负电荷, 价电子总数应加上负电荷数。
H2分子的形成
共价键的本质——两原子互相接近时，由于原子轨道重叠， 两原子共用自旋方向相反的电子对，使体系能量降低，而形成 化学键（共价健）。
2.成键的原理
（1） 电子配对原理
A、B两原子各有一个自旋相反的未成对电子，它们可以互相配 对形成稳定的共价单键，这对电子为两个原子所共有。同理，可 形成共价双键、叁键等。如N2等。
2s中一个电子，跃迁到空的2p轨道中，称为激发。激发后C 原子有4 个单电子。
于是形成CH4 分子时，C与4个H 成键。这将比形成 2个共价键 释放更多的能量，足以补偿激发时吸收的能量。
3.共价键的特点
（1）共价键的本质是电性的。两核对共用电子对形成的负电 区域的吸引。
（2）结合力的大小决定于共用电子的数目和重叠方式 （3）共用电子对在两核间出现的概率密度最大
(4)共价键的方向性和饱和性
共价键的数目由原子中单电子数决定，包括原有的和激发而 生成的。
例如：氧有两个单电子，H有一个单电子，所以结合成水分 子时，只能形成2个共价键。C最多能与4 个H形成共价键。原子 中单电子数决定了共价键的数目。即为共价键的饱和性。
1.要点：
Lewis G. N.假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子 之间为其共用，用A—B表示
双键和叁键相应于两对或三对共用电子. 分子的稳定性是因为 共用电子对服从“八隅律”(octet rule).
共用电子对——共价键
2.路易斯结构式
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子 的键合关系，代表一对成键电子的一对小黑点亦可用“ －”代替。路易斯结构式能够简洁地表达单质和化合物 的成键状况，其基本书写步骤如下：
NO+ 离子只可能有一种键合方式，见下图最左边一个：
+ NO NO
+ NO
+ NO
N O+
NO+ 离子中价电子总数等于10 (两个原子的价电子数相加后减 1) ，扣除 1 个单键的 2 个电子， 余下的 8 个电子无论按上图中第二个 那样以孤对方式分配给两个原子，还是按上图中第三或第四个那样 将 N－O 单 键改为双键，都不能使两个原子同时满足八隅律的要求. 这一要求只有将单键改为叁键才能满足.
2s
之间可形成三个共价键。 写成
NN
（2） 能量最低原理
自旋方向相反的未成对电子配对成键后放出能量，使 体系量降低。放出能量越多，键越稳定。
（3） 原子轨道最大重叠原理
成键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，重叠越大，电子在核间的几率密度越大，共价键越牢 固，分子越稳定。成键原子轨道的重叠部分波函数Ψ的符号 必须相同。
于是，CO 可表示成 ：
C
O
Baidu Nhomakorabea
配位键形成条件： 一个原子中有成对电子；而另一原子中有 可与成对电子所在轨道相互重叠的空轨道。
在配位化合物中，经常见到配位键。
在形成共价键时，单电子也可以由成对电子分开而得到。如 CH4 分子， C 原子 2s2 2p2 ，只有 2 个单电子。
2s
2p
电子激发
2s
2p
路易斯结构式虽然能说明一些问题，但是它还是有一些局限性：
1）某些分子的中心原子最外层电子数不是稀有气体结构；但 仍能稳定存在；如，BF3、SF6、PCl5；
2）不能解释共价键的特性（方向性、饱和性等）； 3）不能解释单电子键H2+和O2的磁性。
••
••
O O • •
•
•
6-2 价键理论（VBT） ----(Valence Bond Theory)
ro
r
V
H2 中的化学键，可以认为是电子自
旋方向相反成对，结果使体系的能量降
低 。从图中可以看出，r = r0时， V 值 0
最小，表明此时两个H原子之间形成了化
学键。
－D
ro
r
从电子云的观点考虑，可认为 H 的 1s 轨道在两核间重叠，使电子在两核间出 现的几率大，形成负电区。两核吸引核间负电区，使 2 个 H结合在一起。
⑶ 扣除与共价单键相应的电子数(单键数×2)后，将剩余 的价电子分配给每个原子, 使其占有适当数目的非键合电子。 对第2周期元素而言, 非键合电子数与键合电子数之和往往能 使每个原子满足八隅律。
⑷ 如果剩余的电子不够安排，可将一些单键改为双键或叁键。
Question 写出 NO+ 离子的路易斯结构式.
考察 CO 分子 C 2 s2 2 p2
O 2 s2 2 p4
形成CO分子时，与N2相仿，同样用了三对电子，形成三个 共价键。与 N2 不同之处是，其中有一个共价键具有特殊性—— C 原子和 O 原子各提供一个 2p轨道，互相重叠，但是其中的电
子是由O原子独自提供的。
这样的共价键称为共价配位键，经常简称为配位键。
推论：两原子各有一个成单电子且自旋反向，则形成一个稳 定共价单键；若有多个成单电子且自旋反向，则形成复键。
若A原子有两个成单电子，B原子有一个成单电子，满足自旋 反向则形成AB2型分子。
已知 N 原子的电子结构 2s 2 2p 3
2p
每个 N 原子有三个单电子，
所以形成 N2 分子时，N 原子与 N 原子
1927年，德国化学家W.Heitler（海特勒）和F.London首先把 量子力学用于研究H2分子结构，后由美国L.Pauling发展，建立 了价键理论。
1.共价键的本质
V
计算表明，若H的两个 1s
电子以相同自旋的方式靠近， 0 则r 越小，V越大。此时，不
形成化学键。如图中上方红 色曲线所示，能量不降低。 －D
分子结构和共价键理论详解演 示文稿
优选分子结构和共价键理论
本章学习要求
1.掌握价键理论和分子轨道理论的内容； 2.会用价键理论解释共价键的特征； 3.会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释 简单的分子结构。
6-1 路易斯理论
1916年，[美]化学家路易斯Lewis G. N.提出共价键理 论，说明分子的形成。如，H2；HCl。
在大多数情况下，原子间的键合关系是已知的, 例如, NO2中的键合关系不是N—O—O, 而是O—N—O。
⑵将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子总数 。如果被表达的物种带有正电荷, 价电子总数应减去正电荷数; 如果被表达的物种带有负电荷, 价电子总数应加上负电荷数。
H2分子的形成
共价键的本质——两原子互相接近时，由于原子轨道重叠， 两原子共用自旋方向相反的电子对，使体系能量降低，而形成 化学键（共价健）。
2.成键的原理
（1） 电子配对原理
A、B两原子各有一个自旋相反的未成对电子，它们可以互相配 对形成稳定的共价单键，这对电子为两个原子所共有。同理，可 形成共价双键、叁键等。如N2等。
2s中一个电子，跃迁到空的2p轨道中，称为激发。激发后C 原子有4 个单电子。
于是形成CH4 分子时，C与4个H 成键。这将比形成 2个共价键 释放更多的能量，足以补偿激发时吸收的能量。
3.共价键的特点
（1）共价键的本质是电性的。两核对共用电子对形成的负电 区域的吸引。
（2）结合力的大小决定于共用电子的数目和重叠方式 （3）共用电子对在两核间出现的概率密度最大
(4)共价键的方向性和饱和性
共价键的数目由原子中单电子数决定，包括原有的和激发而 生成的。
例如：氧有两个单电子，H有一个单电子，所以结合成水分 子时，只能形成2个共价键。C最多能与4 个H形成共价键。原子 中单电子数决定了共价键的数目。即为共价键的饱和性。
1.要点：
Lewis G. N.假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子 之间为其共用，用A—B表示
双键和叁键相应于两对或三对共用电子. 分子的稳定性是因为 共用电子对服从“八隅律”(octet rule).
共用电子对——共价键
2.路易斯结构式
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子 的键合关系，代表一对成键电子的一对小黑点亦可用“ －”代替。路易斯结构式能够简洁地表达单质和化合物 的成键状况，其基本书写步骤如下：
NO+ 离子只可能有一种键合方式，见下图最左边一个：
+ NO NO
+ NO
+ NO
N O+
NO+ 离子中价电子总数等于10 (两个原子的价电子数相加后减 1) ，扣除 1 个单键的 2 个电子， 余下的 8 个电子无论按上图中第二个 那样以孤对方式分配给两个原子，还是按上图中第三或第四个那样 将 N－O 单 键改为双键，都不能使两个原子同时满足八隅律的要求. 这一要求只有将单键改为叁键才能满足.
2s
之间可形成三个共价键。 写成
NN
（2） 能量最低原理
自旋方向相反的未成对电子配对成键后放出能量，使 体系量降低。放出能量越多，键越稳定。
（3） 原子轨道最大重叠原理
成键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，重叠越大，电子在核间的几率密度越大，共价键越牢 固，分子越稳定。成键原子轨道的重叠部分波函数Ψ的符号 必须相同。
于是，CO 可表示成 ：
C
O
Baidu Nhomakorabea
配位键形成条件： 一个原子中有成对电子；而另一原子中有 可与成对电子所在轨道相互重叠的空轨道。
在配位化合物中，经常见到配位键。
在形成共价键时，单电子也可以由成对电子分开而得到。如 CH4 分子， C 原子 2s2 2p2 ，只有 2 个单电子。
2s
2p
电子激发
2s
2p
路易斯结构式虽然能说明一些问题，但是它还是有一些局限性：
1）某些分子的中心原子最外层电子数不是稀有气体结构；但 仍能稳定存在；如，BF3、SF6、PCl5；
2）不能解释共价键的特性（方向性、饱和性等）； 3）不能解释单电子键H2+和O2的磁性。
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6-2 价键理论（VBT） ----(Valence Bond Theory)
ro
r
V
H2 中的化学键，可以认为是电子自
旋方向相反成对，结果使体系的能量降
低 。从图中可以看出，r = r0时， V 值 0
最小，表明此时两个H原子之间形成了化
学键。
－D
ro
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从电子云的观点考虑，可认为 H 的 1s 轨道在两核间重叠，使电子在两核间出 现的几率大，形成负电区。两核吸引核间负电区，使 2 个 H结合在一起。
⑶ 扣除与共价单键相应的电子数(单键数×2)后，将剩余 的价电子分配给每个原子, 使其占有适当数目的非键合电子。 对第2周期元素而言, 非键合电子数与键合电子数之和往往能 使每个原子满足八隅律。
⑷ 如果剩余的电子不够安排，可将一些单键改为双键或叁键。
Question 写出 NO+ 离子的路易斯结构式.
考察 CO 分子 C 2 s2 2 p2
O 2 s2 2 p4
形成CO分子时，与N2相仿，同样用了三对电子，形成三个 共价键。与 N2 不同之处是，其中有一个共价键具有特殊性—— C 原子和 O 原子各提供一个 2p轨道，互相重叠，但是其中的电
子是由O原子独自提供的。
这样的共价键称为共价配位键，经常简称为配位键。
推论：两原子各有一个成单电子且自旋反向，则形成一个稳 定共价单键；若有多个成单电子且自旋反向，则形成复键。
若A原子有两个成单电子，B原子有一个成单电子，满足自旋 反向则形成AB2型分子。
已知 N 原子的电子结构 2s 2 2p 3
2p
每个 N 原子有三个单电子，
所以形成 N2 分子时，N 原子与 N 原子
1927年，德国化学家W.Heitler（海特勒）和F.London首先把 量子力学用于研究H2分子结构，后由美国L.Pauling发展，建立 了价键理论。
1.共价键的本质
V
计算表明，若H的两个 1s
电子以相同自旋的方式靠近， 0 则r 越小，V越大。此时，不
形成化学键。如图中上方红 色曲线所示，能量不降低。 －D
分子结构和共价键理论详解演 示文稿
优选分子结构和共价键理论
本章学习要求
1.掌握价键理论和分子轨道理论的内容； 2.会用价键理论解释共价键的特征； 3.会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释 简单的分子结构。
6-1 路易斯理论
1916年，[美]化学家路易斯Lewis G. N.提出共价键理 论，说明分子的形成。如，H2；HCl。