1.2 共价键理论
1.2.1 离子键、共价键和配位键
1.2.1 离子键、共价键和配位键1.2.2 共价键的属性1.2.1 离子键、共价键、配位键1.2.3 价键理论和分子轨道理论1.2.4 共振论原子：由原子核和核外电子组成。
处于不同能层的电子有着不同的轨道: s、p、d、f、…原子轨道：原子内电子维绕核运动出现几率最大的空间区域。
不同轨道有不同的空间伸展方向。
1.2.1 离子键、共价键和配位键原子：由原子核和核外电子组成。
原子结构学说1.2.1 离子键、共价键和配位键yz P轨道：纺锤形对称分布p x -轨道p y -轨道p z -轨道s-轨道球形对称分布1.2.1 离子键、共价键和配位键xx zzxd x2-y2-轨道d z2-轨道d xy -轨道d xz -轨道d yz -轨道d轨道1、能量最低原则:电子会优先排布在能量最低的轨道上2、Pauli不相容原理:每个轨道上会排布两个自旋相反的电子原子轨道中电子的排布规律：1.2.1 离子键、共价键和配位键在简并轨道的情况下：3、Hund规则:简并轨道：轨道能级相同的轨道，如P X、Py、Pz轨道；优先在每个轨道排布一个自旋平行的电子；当简并轨道的每个轨道上都排布上一个电子后，多出的电子会与原有电子配对，在每个轨道上排布两个自旋相反的电子；原子轨道中电子的排布规律：1.2.1 离子键、共价键和配位键1.2.1 离子键、共价键和配位键八电子规则: 惰性气体稳定,其原子( 除了He )最外层具有8个电子。
1S 2当原子间相互作用形成分子时,倾向于使最外层电子满足惰性气体原子最外层的电子结构。
八隅体：原子（除去H）的最外层电子为8个电子1.2.1 离子键、共价键和配位键离子键：通过电荷转移而形成两种带相反电荷的离子，它们之间存在静电吸引力，这种力称为离子键。
离子键的表示：LiF , Li +F -; NaCl , Na +Cl -离子键特点：1)成键原子间电负性相差较大；2) 成键原子外层电子结构接近于八隅体（外层电子排布为8e）;3) 活泼金属与活泼非金属间常通过离子键作用形成分子;1.2.1 离子键、共价键和配位键CH 3COONa , CH 3COO -Na +共价键：通过成键原子间各提供一个电子而共用一对电子形成的化学键。
一、共价键理论
一、共价键理论1.1、价键理论价键的形成是原子轨道的重叠或电子配对的结果，如果两个原子都有未成键电子，并且自旋方向相反，就能配对形成共价键。
例如:碳原子可与四个氢原子形成四个C—H键而生成甲烷。
HH..*.C4HHH*HHC+**.*HH由一对电子形成的共价键叫做单键，用一条短直线表示，如果两个原子各用两个或三个未成键电子构成的共价键，则构成的共价键为双键或三键CCCC双键三键共价键形成的基本要点:(1)成键电子自旋方向必需相反;(2)共价键的饱和性;(3)共价键的方向性——成键时，两个电子的原子的轨道发生重叠，而P电子的原子轨道具有一定的空间取向，只有当它从某一方向互相接近时才能使原子轨道得到最大的重叠，生成的分子的能量得到最大程度的降低，才能形成稳定的反之。
重叠最大H稳定结合Cl(1)H重叠较小 + 不稳定结合Cl (2)H(1s)Cl(2p)H不能结合(3)ClS 和P电子原子轨道的三种重叠情况1.2、分子轨道理论分子轨道理论是1932年提出了来的，它是从分子的整体出发去研究分子中每一个电子的运动壮态，认为形成的化学键的电子是在整个分子中运动的。
通过薛定谔方程的解，可以求出描述分子中的电子运动状态的波函数ψ，ψ称为分子轨道，每一个分子轨道ψ有一个相应的能量E, E近似的表示在这个轨道上的电子的电离能。
基本观点:(1)当任何数目的原子轨道重叠时，就可形成同样数目的分子轨道。
例如:两个原子轨道可以线性的组合成两个分子轨道，其中一个比原来的原子轨道的能量低，叫成键轨道(由符号相同的两个原子轨道的波函数相加而成)，另一个是由符号不同的两个原子轨道的波函数相减而成，其能量比两个原子轨道的能量高，这中种分子轨道叫做反键轨道。
-=ψ(反键轨道)ψψ2ψA 2B能ψψ(原子轨道) AB量+=ψ1ψψ(成键轨道)1ψBA分子轨道能级图(2)和原子轨道一样，每一个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子，电子总是优先进入能量低的分子轨道，在依次进入能量较高的轨道。
共价键理论
Hybridize
Tetrahedral, all orbital bond angles are 109.5o.
SP2 Hybridization
1s22s22px12py12pz0 basic state Energy 1s22s12px12py1 2pz1 excited state 1s
杂化轨道(hybrid orbital )：杂化后所形 成的新轨道（都是一头大一头小的形态， 有利于轨道重叠）。
（2）hybrid orbital theory
先杂化再成键
（轨道形态优化，单电子数增 多,利于成键）
杂化前后轨道数不变 杂化轨道间尽量在空间取最大夹角
SP3 Hybridization
1s22(sp2)12(sp2)1 2 (sp2)1 2pz1
1s
2s
2p
2s
2p
2p 1s
hybridized state
3 sp2 hybrid orbital
SP2 Hybridization
杂化
CH2=CH2
乙 烯 分 子 的 形 成
头碰头重叠形成C—Cσ键
肩并肩重叠形成C—C 键
SP Hybridization
C C
C C
C C
特殊形式：配位键
２、杂化轨道理论
（1）. hybrid orbital theory
（2）. S P hybridization
（1）Hybridization hybrid orbital
杂化(Hybridization)：原子在形成分 子时，原子中能量相近的轨道可以重新 组合形成新的轨道的过程.
什么是共价键理论
什么是共价键理论
共价键理论是一种描述化学键的理论，主要内容如下：
1. 共价键的本质是电性的，共价键的结合力是两个原子核外共用电子对形成负电区域的吸引力，而不是正、负离子的之间的库伦作用力。
2. 如果A、B两个原子各有一个未成对的电子，若两个单电子所在轨道对称性一致则可以互相重叠，电子以自旋相反的方式成对，两原子形成共价单键，体系的能量降低。
3. 共用电子对也可由其中一个原子提供，称为共价配键。
4. 共价键具有方向性和饱和性。
方向性成因是原子轨道分布具有方向性，饱和性成因是原子价层的单电子数有限。
5. 共价键的特征可以用键能、键长、键角等几个物理量来描述，键角决定几何构型。
以上是共价键理论的主要内容，此理论主要解决H2分子成键实质的问题。
如需了解更多信息，建议查阅化学领域相关书籍文献或咨询化学领域专业人士。
共价键理论
2.共价键理论路易斯理论价键理论价层电子对互斥理论杂化轨道理论分子轨道理论§2. 共价键理论一.路易斯理论解释了X 二价键理论(Valence Bond Theory)电子构型的H < 0,::3) 共价键的键型成键的两个原子间的连线称为键轴. 按成键与键轴之间的关系, 共价键的键型主要为两种:a) 键键特点: 将成键轨道, 沿着键轴旋转任意角度, 图形及符号均保持不变. 即键轨道对键轴呈圆柱型对称, 或键轴是n 重轴.b) 键键特点: 成键轨道围绕键轴旋转180°时, 图形重合, 但符号相反. 如: 两个2Pz 沿z 轴方向重叠:YOZ 平面是成键轨道的节面, 通过键轴. 则键的对称性为:通过键轴的节面呈现反对称(图形相同, 符号相反). 为“肩并肩”重叠.N2分子中: 两个原子沿z轴成键时，Pz 与Pz “头碰头”形成键, 此时, Px和Px, Py和Py 以“肩并肩”重叠,形成键. 1个键, 2个键.4) 键参数化学键的形成情况, 完全可由量子力学的计算得出, 进行定量描述. 但通常用几个物理量加以描述, 这些物理量称为键参数.a) 键能AB(g) ——A(g) + B(g) H = E AB = D AB对于双原子分子，解离能D AB等于键能E AB，但对于多原子分子，则要注意解离能与键能的区别与联系，如NH3:三个D值不同, 而且: 另外, E可以表示键的强度, E大, 则键强. b) 键长分子中成键两原子之间的距离, 叫键长, 一般键长越小, 键越强.例如:另外, 相同的键, 在不同化合物中, 键长和键能不相等. 例如, CH3OH中和C2H6中均有C-H键, 而它们的键长和键能不同.c) 键角是分子中键与键之间的夹角(在多原子分子中才涉及键角).如, H2S 分子, H-S-H 的键角为92°, 决定了H2S 分子的构型为“V”字形;又如: CO2中, O-C-O的键角为180°, 则CO2分子为直线形.因而, 是决定分子几何构型的重要因素.。
1-2-2价键理论
内
（1）σ键
容
（2）π键
目
3、共价键的特性
录
（1）定域性
（2）共价键的饱和性
（3）共价键的方向性
化学键：在分子或晶体中相邻原子间存在的强烈的相互作用。
化学键分类： 离子键：正负离子的静电作用 共价键：电子配对共用 金属键：自由电子将金属的原子或离子连接在一起
++ + +++ + + ++ +
+++ ++ + + + ++
第一章 绪 论
σ键的特点：
① 对称性： “头碰头”成键，成键电子云沿键轴周围呈圆柱形对称分布； ② 稳定性：σ键较稳定，键能大，存在于一切共价键中。
原因：原子轨道在密度最大处重叠，重叠程度最大，形成的共价键最牢固
③ 旋转性：σ键可以旋转：两成键原子可以绕键轴旋转，键不断裂，旋 转的结果改变了分子的空间排列。
共价键理论
随着近代的量子力学的建立，形成了两种现代共价键理论：
价键理论（Valence Bond Theory) VB法
1927年，鲍林L.Pauling（美）和斯莱特J.C.Slater（德）创立 用价电子解释成键及空间构型，认为电子在原子轨道中运动
形象直观，定域的观点，常用于描述非共轭体系；
分子轨道理论（Molecular orbital theory）MO法
2、键的旋转：以 键连接 的两原子不能自由旋转。
转。
3、键的可极化度：较大。
3、键的可极化度：较小。
共价键类型（按共用的电子对数分类）
单键：由一对电子形成的σ共价键叫做单键，用一条短直线表示，C-C 双键：由一个σ键和π键构成 C=C,C=O 三键：由一个σ键和两个互相垂直的π键构成 C≡C
有机化学共价键理论
第六讲共价键理论一、经典共价键理论− Lewis Structure（八电子规则）1916年，美国化学家路易斯（G.N.Lewis）提出：分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构。
这种稳定结构通过原子间共用一对或若干对电子来实现。
这种分子中原子间通过共用电子对结合而成的化学键称为共价键。
1．基本思想：当n s、n p原子轨道充满电子，成为八电子构型，该电子构型稳定，所以在共价分子中，每个原子都希望成为八电子构型（H原子为2电子构型）。
2．共价分子中成键数和孤电子对数的计算：计算步骤：a．令n o−共价分子中，所有原子形成八电子构型（H为2电子构型）所需要的电子总数b．令n v−共价分子中，所有原子的价电子数总和阴离子的价电子总数：各原子的价电子数之和加负电荷数阳离子的价电子总数：各原子的价电子数之和减正电荷数c．令n s−共价分子中，所有原子之间共用电子总数n s = n o - n v，n s/2 = (n o- n v) / 2 = 成键电子对数（成键数）3．Lewis 结构式的书写例如：N 5+，，，NN N NN NN N NN NN N NN NN N N NCH 2N 2（重氮甲烷） ，HCHNN HC HNN（有时，孤对电子省略不写。
）练习：下列各LewisA.N O OOB. NO OOD.N O OO当Lewis 4．Lewis 结构式稳定性的判据 −− 形式电荷Q F (1) Q F 的由来： 以CO 为例nn v = 4 + 6 =10 n l / 2 = (10 - 6) / 2 = 2O 原子上的一个价电子转移给 ，所以氧原子的Q F 为+1，碳原子的Q F 为-1。
- 孤电子数2 = -1 Q F(O) = 6 -3 - 2 = +1H N N NH N N 02H N N N 0(I)(II)(III)形式(I)、(III)中形式电荷小，相对稳定，而形式(II)中形式电荷高，而且相邻两原子之间的形式电荷为同号，相对不稳定，应舍去。
共价键理论
2. AXnEm中(n + m)的数目称为价层电子对数，VSEPR模 型认为，分子中的价层电子对总是尽可能地互斥，均匀地
分布在分子中，因此，m+n的数目决定了分子或离子中的
价层电子对在空间的分布 (与分子立体构型不同 )，可画出 VSEPR理想模型。
三、价层电子对互斥理论 价层电子对互斥理论的判断规则 AXnEm
的，因碳原子的3个2p轨道相互正交(90)，而2s轨道是球形的。
泡林假设，甲烷的中心原子—碳原子在成键时，4个价电子层 原子轨道并不维持原来的形状，而是发生 到4个等同的轨道，总称sp3杂化轨道。 所谓“杂化”，得
四、杂化轨道理论
1931年, 美国化学家泡林提出了杂化轨道理论. 1. 杂化与杂化轨道 在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近 的原子轨道重新组合，形成一组新的原子轨道。这个过程叫做
二、共价键的形成
1.饱和性 形成共价键有最大成键数 最大成键数取决于最外层电子数
2.方向性 电子云的最大重叠原理 重叠越多，原子核对重叠负电区域吸引越大
HCl
二、共价键的形成
2.方向性
二、共价键的形成
2.方向性
H2 S
二、共价键的形成
σ键：原子轨道以“头碰头”的形式重叠所形成的 键
例 BF3
sp2杂化
F
sp2 2p
B 120°
sp2杂化：VSEPR模型AY3
sp2杂化：VSEPR模型AY3
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。 以sp2杂化轨道构建s-轨道的中心原子必有一个垂直于sp2-s骨 架的未参与杂化的p轨道，如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨 道重叠，并填入电子，就会形成∏键。如，乙烯H2C=CH2、甲醛 H2C=O的结构图：
化学键和分子结构
极性共价键，非极性分子 （多原子分子的偶极矩不仅 和键的极性有关，还决定于 分子结构的对称性）
: :
: :
利用电负性差值来判断键型
键型 离子键 键型 电负性 1.5 差值 电子 transfer e0 < and <1.5 partial transfer of e0 share e极性共价键 共价键
成键电子、成键电子对 (bonding pair)
未成键电子或n电子 (nonbonding electron)
孤电子对、孤对电子（lone pair electrons）
共价单键，成键电子对 孤电子对 F F F F 孤电子对
键角 (bond angle)
在分子中，相邻两个键之间的夹角
ClBeCl=180o
1930年，美国化学家鲍林 (L. Pauling, 19011994) 和德国
物理学家斯莱特 (J. C. Slater, 19001976) 把海特勒和伦敦的电 子对成键理论推广到多种单质和化合物中，从而形成了现代价 键理论，简称VB理论或电子配对理论，亦称HLSP理论。
Walter Heitler 1904-1981 美籍德国物理学家
作业
• • • • P98页 2、3、4 P112页 2、4、8、11
1.2 价键理论 (Valence Bond Theory，VB) 又称电子配对理论
1）价键理论发展小史
1927年德国物理学家海特勒(W. Heitler, 19041981)和伦敦 (F. W. London, 19001954)首先把量子力学应用到分子结构中， 采用近似方法建立和求解了氢分子的薛定谔方程，揭示了氢分 子中每个原子共用一对电子形成化学键的本质，指出只有自旋 相反的未成对电子才能形成共价键。
共价键理论
2、中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，三、杂化轨道理论1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。
(1)sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp3杂化轨道。
(2)sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。
四、配位键1、“电子对给予—接受键”被称为配位键。
一方提供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。
如：[Cu(H20)2＋]、NH4＋中存在配位键。
表示：A B电子对给予体电子对接受体条件：其中一个原子必须提供孤对电子。
另一原子必须能接受孤对电子轨道。
2、通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。
3、配合物的形成Cu2＋+2NH3·H2O=Cu（OH）2↓+2NH4＋Cu（OH）2+4 NH3·H2O=[Cu（NH3）4]2＋+2OH－+4H2O([Cu （NH3）4]2＋深蓝色)五、键的极性和分子的极性1、极性键：由不同原子形成的共价键。
吸电子能力较强一方呈正电性（δ+），另一个呈负电性(δ一)。
六、氢键及范德华力及其对物质的影响范德华力：分子之间存在着相互作用力。
范德华力很弱，约比化学键能小l一2数量级。
相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。
氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。
氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。
例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。
《共价键理论》课件
配位共价键是指一方提供空轨道，另一方提供孤对电子来形成的共价键。这种类型的共价键常见于过渡金属元素和配位体之间。
过渡金属元素常见的成键方式
过渡金属元素具有可利用的空轨道，容易与配位体形成配位共价键，这种成键方式在过渡金属的化合物中非常常见。
形成稳定的络合物
通过配位共价键，过渡金属元素可以与多个配位体形成络合物，这些络合物通常具有特定的结构和稳定性。
详细描述
在极性共价键中，电子不完全由成键的两个原子共有，而是偏向某一成键原子，产生电偶极矩，形成极性分子。
总结词
分子具有偶极矩
总结词
存在于不同电负性的原子之间
详细描述
由于极性共价键的存在，分子具有偶极矩，使得分子在空间中产生电场，影响其他分子或离子的取向和结合。
总结词
详细描述
总结词
详细描述
总结词
详细描述
详细描述
正常共价键主要存在于非金属元素之间，例如碳、氧、氮、硫等，它们通过共享电子来形成稳定的化合物。
总结词
最常见的共价键类型
总结词
电子完全由成键原子共有
总结词
主要存在于非金属元素之间
01
02
03
04
05
06
总结词
电子偏向某一成键原子
详细描述
极性共价键主要存在于不同电负性的原子之间，例如氢和氯、氧和氟等，它们的电负性差异导致电子偏向某一原子，形成极性分子。
在共价键理论框架内，引入非共价相互作用的描述，提高理论对分子间相互作用的解释能力。
01
量子力学与共价键理论的结合
利用量子力学的高精度描述，改进共价键理论，使其能够更好地处理复杂分子结构和特殊元素行为。
第二节 共价键理论
如BCl3中的3个sp2 杂化轨道呈三角形分布，分
别与3个Cl的3p成σ键，故BCl 3分子构型为三角形。
(3) sp3 杂化
• • • • sp3 杂化轨道 组成：s成份1/4， p成份3/4； 形状：一头大一头小； 空间伸展方向：四个杂化轨道呈 四面体，彼此夹角109.5°角 ； 如CH4中的4个sp3 杂化轨道呈正四面体分布，分
如N2分子：( 1s ) 2 ( *1s )2( 2s ) 2 ( *2s ) 2 ( 2p ) 4 ( 2p )2( * 2p ) 2 ( *2p ) 0 或：KK( 2s ) 2 ( *2s ) 2 ( 2p ) 4 ( 2p )2( * 2p ) 2 ( *2p ) 0
成键电子对数=3；孤对电子对数=5-3=2（对）
第二步：画出价层电对的所以几何构型
• 对于ClF3共有 三种。 第三步：计算各结 构的斥力大小
斥力种类
孤—孤 孤—成 成—成
结果：a < c < b
b结构
1 3 2
a结构
0 4 2
c结构
0 6 0
第四步：确定分子的几何构型
• 分子的几何构型为价层电子对构型中去 掉孤对电子所占顶点后的几何构型。
常见杂化轨道类型与几何结构
杂化类型 sp杂化 sp2杂化 sp3杂化 等性 等性 不等性 等性 不等性（1） 不等性（2） sp3d2杂化 等性 杂化轨道几 何构型 直线 平面三角形 正四面体 正四面体 正四面体 正八面体 分子几何构 型 直线 平面三角形 正四面体 三角锥 “V”形或角形 正八面体
成键电子：填入成键轨道上的电子； 反键电子：填入反键轨道上的电子； 非键电子：填入非键轨道上的电子；
（3）O2分子的分子轨道能级图
第二章共价键理论和分子结构讲解
第二章共价键理论和分子结构讲解第二章：共价键理论和分子结构共价键理论是描述化学键形成的理论，它解释了原子是如何通过共享电子来形成化学键的。
共价键是一种通过共享电子对来使两个原子相互吸引的化学键。
共价键的形成基于原子的电子云的重叠，当两个原子靠近时，它们的电子云开始重叠，形成一个共享电子对。
共享的电子对对两个原子的原子核产生吸引力，将两个原子结合在一起形成稳定的分子。
共享电子对的数目通常取决于原子需要准确达到八个电子（称为八原则）。
共价键可以是单个、双重或三重键，这取决于原子之间共享的电子对数。
单共价键是仅共享一个电子对的化学键，双重键是共享两个电子对的化学键，三重键则共享三对电子。
共价键的形成可以通过独立原子的轨道重叠和自由基重叠来解释。
在共价键的理论中，有两个重要的概念需要了解：价电子和杂化。
价电子是处于最外层能级的原子的电子，它们决定了原子的化学性质和元素的周期表位置。
杂化是指在形成共价键时，原子轨道的重组，以便使电子重叠形成共享电子对。
分子结构是描述分子中原子排列和化学键连接方式的方式。
分子结构可以通过不同的方法确定，如实验技术（如X射线晶体学和光谱学）和理论计算方法（如量子化学计算）。
分子结构决定了分子的性质和反应行为。
分子结构的分析方法之一是通过原子间的距离和角度来确定。
在共价键中，原子之间的距离和角度是由共价键的强度和方向性决定的。
共价键的强度通常通过键长来表示，而键的方向性则由杂化决定。
另一个重要的分子结构参数是分子几何构型，它描述了原子在空间中的排列方式。
最常见的分子几何构型包括线性、角度、平面和立体构型。
分子几何构型是由化学键数和孤对电子数决定的。
分子结构的研究对于理解化学反应和预测化学性质非常重要。
例如，分子的空间结构可以影响其对光的吸收和发射行为，这是荧光和发射光谱等实验技术的基础。
另一方面，分子结构也可以用于预测分子的稳定性和反应性，有助于设计和改进化合物的性质和用途。
总之，共价键理论和分子结构是为了解释和描述化学键的形成和原子在空间中的排列而发展的理论。
1.2共价键
路易斯结构共价键代表核之间的共享电子对。
共价键的稳定性归因于原子核之间电子密度的建立。
使用库仑定律（在离子键合中讨论），您应该注意，电子在原子核之间共享比在一个原子核附近更稳定。
同样，通过共享电子对，原子核可以在其价态壳中获得电子八位位组，从而提高稳定性。
为了跟踪原子或分子中价电子的数量和位置，GN Lewis开发了Lewis结构。
路易斯结构仅计算价电子，因为这些是唯一参与键合的电子。
为了计算化合价电子数，写出原子的电子构型并计算出具有最高主量子数的电子数。
中性原子的价电子数等于周期表中的基团数。
每个价电子由原子符号旁边的一个点表示。
因为原子努力实现一个完整的电子八位位组，所以我们在原子符号的四个侧面分别放置两个电子。
原子的Lewis结构的一些示例在中显示。
图％：原子的路易斯结构我们可以通过使两个原子在一起共享一个电子对来创建键。
如下图所示，通过使用两个原子之间的线表示键，将键合电子与非键合电子区分开。
孤对是我们称为局部原子上的两个非键电子。
图％：HBr的路易斯结构您应注意，H-Br分子中的每个原子都有一个完整的价壳。
氢和溴都可以将键中的两个电子视为自己的电子，因为电子在两个原子之间共享。
氢仅需要两个电子即可填充它的价，它通过共价键获得。
溴具有一个八位位组，因为它有两个来自H-Br键的电子和六个电子，在Br的每个孤对中两个。
致命气体一氧化碳（CO）提供了一个有趣的示例，说明如何绘制Lewis结构。
碳有四个电子，氧有六个。
如果在C和O之间仅形成一个键，则碳将具有5个电子和7个氧。
图％：CO的路易斯结构这里的单键不会导致两个原子上的八位位组。
因此，我们建议可以在碳和氧之间形成一个以上的键，以便为每个原子提供一个八位电子。
要完成CO中的碳和氧八位字节，我们必须采用三键，由连接C和O原子的三行表示，如图所示。
三键意味着碳和氧之间共有六个电子。
必须采用这种多重键来解释许多分子之间的键合。
但是，通常只遇到单键，双键和三键。
分子轨道理论与芳香性
_
H
H
+
H H H H
_
H
O
+
H
主要的贡 献结构
重要的 贡献结构
次要的贡献结构
1.2 分子轨道理论 分子轨道理论(molecular orbital theory )
分子轨道理论抛弃了分子中成键电子对定域在特定原子间 的概念， 的概念，而是把电子描述成分布在能量不连续的一系列分 子轨道之间。 子轨道之间。 理论以薛定谔方程为基础， 理论以薛定谔方程为基础， Hψ= Eψ ψ是描述轨道的波函数，H是哈密顿算符，E是特定轨道上电 是描述轨道的波函数， 是哈密顿算符 是哈密顿算符， 是特定轨道上电 是描述轨道的波函数 子的能量。总的电子能量是各个电子能量的总和。 子的能量。总的电子能量是各个电子能量的总和。 分子轨道和原子轨道的主要区别在于： 在原子中 在原子中， 分子轨道和原子轨道的主要区别在于：(1)在原子中，电 个原子核的作用， 子的运动只受 1个原子核的作用，原子轨道是单核系统； 个原子核的作用 原子轨道是单核系统； 而在分子中，电子则在所有原子核势场作用下运动， 而在分子中，电子则在所有原子核势场作用下运动，分子 轨道是多核系统。 原子轨道的名称用 原子轨道的名称用s、 、 轨道是多核系统。(2)原子轨道的名称用 、p、d…符号表 符号表 而分子轨道的名称则相应地用σ、 符号表示。 示，而分子轨道的名称则相应地用 、π…符号表示。 符号表示
Ψ∗ = c1φ1 - c2φ2
氢分子轨道能级
E
1s
δ*
1s
δ
Ψ∗ = c1φsp3- c2φs
ψ = c1φ1 + c2φ2
E
s轨道和sp3杂化轨道组 轨道和sp 成分子轨道
价键理论和轨道杂化理论
“能量越低越稳定”是自然界的一个通用法则。
420 kJ/mol
原子中核外电子的排布同样也遵循这一规则。 多电子体系在基态时，核外电子的排布总是尽
552 kJ/mol
可能优先占据能量较低的轨道，按多电子体系 原子轨道能级顺序，由低到高填入轨道。这就 是能量最低原理。
611 kJ/mol 444 kJ/mol
1)
Organic Chemistry
Organic Chemistry
1.3 共价键的理论
一、共价键理论 1、价键理论回顾
有机化合物中的原子主要以共价键相连
2、杂化轨道理论
甲烷CH4的形成
C:2s22p2
H
1) 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 旋相反的电子对, 使体系能量降低, 而形成化学键.
苯分子的形成
乙炔的生成
离域π键或称共轭体系
p p sp
分子轨道理论与价键理论不同之处是成键电子不再定域在两个成键原子之 间, 而是离域到整个分子中运动。
Organic Chemistry
Organic Chemistry
键能与键长比较
376 kJ/mol 1.09Å 835 kJ/mol
能量最低原理
共价键的饱和性: 原子的价键数 = 原子未成对电子的数目; 共价键的方向性(最大重叠原理): 共价键键能与原子轨道重叠程度成正比。
2、杂化轨道理论
乙烷的生成
sp3
键电子云集中于两原子核的连线上, 呈圆柱形分布, 可绕键轴自由旋转
H C H C H H H H C C H
p轨道
H
乙烯的生成
H C H C H H
激发
1.2.2共价键-文科班
· ·
HCl分子的形成过程
一、共价键
1、定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用 2、成键微粒：原子 3、成键元素：一般在非金属元素之间 4、成键本质：共用电子对
分子中相邻的原子间只以共价键结合形 成的化合物属于共价化合物
离子键和共价键的比较
比 较 离子键 活泼金属与非金属 元素之间 阳离子 ～ 阴离子 共价键 非金属元素之间
什么是离子键？
使阴、阳离子结合成化合物的静电作用。
哪些微粒化合时可形成离子键？
活泼金属元素（IA、IIA）和活泼非金属元素 （VIA、VIIA）形成的化合物；
H·和 形成离子键？为什么？
· · Cl · 原子形成 HCl 过程中，能否 · ·
不能，因非金属元素的原子均有获 得电子的倾向。 HCl分子不是通过离子键来形成，是通 过什么方式结合的呢？
碳碳双键（C=C）、碳碳三建（C≡C）
思考
（1）水从液体变为气体的过程中，化学键 是否被破坏，为什么？ （2）水电解生成氢气和氧气，这个过程发 生了物理变化还是化学变化？为什么？
分子间作用力
指：将分子聚集在一起的作用力，又称为范德华力。
（1）存在：分子间 （2）强弱：比化学键弱
（3）主要影响物质的物理性质（熔沸点）
.. ..
用电子式和结构式表示下列共价分子
CH4
H H : C :H H H ••
CO2
••
H 2O 2
H O O H
H C H H
O=C=O
H-O-O-H
p14
碳 原 子 之 间 的 连 接
碳原子形成的共价键的特点（P14）： 一个碳原子可以形成4对共用电子对，
两个碳之间可以形成碳碳单键（C-C）、
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共价键理论
（1）共价键
两种常见的化学键：
离子键——电子得失共价键——共用电子对
原子的电子配对成键，形成稳定的8电子构型。
4 H + C
H C H H
H H C H H
H
路易斯式
凯库勒式
共价键理论
（VB，valence bond theory）杂化轨道理论
（hybrid orbital theory）
价键理论
原子轨道重叠
共价键的形成
定域性：自旋反平行的两个电子绕核做高速运动,属于成键原子共有。
电子对在两核之间出现的几率最大。
方向性：相连原子轨道重叠成键要满足最大重叠条件。
饱和性：一个电子和另一个电子配对以后，就不能
和其他电子配对，原子中的成单电子数决定成键总数。
杂化轨道理论
1931年，鲍林（Pauling L）提出轨道杂化理论。
碳原子化合价应该为2，最外层电子排布碳原子的电子排布实际上CH 4中碳原子为4价？
1.碳原子的杂化
6
杂化：成键原子的几种能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程。
所形成的新轨道称为杂化轨道。
2p x 2p y 2p z
2s
基态
2p x 2p y 2p z
2s
激发态
激发
s p 3
杂化
杂化轨道理论
（2）孤立的原子不发生杂化，只有形成分子的过程中才发生。
（3）条件不同，杂化轨道类型可能不同。
（4）碳原子的杂化：sp3 sp2sp
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杂化的三种类型
sp 杂化——1个s 轨道+1个p 轨道，生成2个sp 杂化轨道。
sp 2杂化——1个s 轨道+2个p 轨道，生成3个sp 2杂化轨道。
sp 3杂化——1个s 轨道+3个p 轨道，生成4个sp 3杂化轨道。
杂化轨道的空间结构
正四面体形轨道夹角109.50
甲烷分子
8
9
杂化轨道理论
SP 3杂化
杂化的三种类型
sp 杂化——1个s 轨道+1个p 轨道，生成2个sp 杂化轨道。
sp 2杂化——1个s 轨道+2个p 轨道，生成3个sp 2杂化轨道。
sp 3杂化——1个s 轨道+3个p 轨道，生成4个sp 3杂化轨道。
杂化轨道的空间结构
平面三角形轨道夹角1200
正四面体形轨道夹角109.50
甲烷分子
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11杂化轨道理论
SP 2杂化
杂化的三种类型sp 杂化——1个s 轨道+1个p 轨道，生成2个sp 杂化轨道。
sp 2杂化——1个s 轨道+2个p 轨道，生成3个sp 2杂化轨道。
sp 3杂化——1个s 轨道+3个p 轨道，生成4个sp 3杂化轨道。
杂化轨道的空间结构直线形轨道夹角1800
平面三角形轨道夹角1200正四面体形轨道夹角109.50甲烷分子12
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杂化轨道理论SP 杂化。