武汉大学版无机化学4

运用量子力原理处理 H2得出的结果认为：当 两个H原子相互靠近时，由于 1s电子自旋状 态的不同，可能有两种情况：
一.共价键的本质与特点
? 两个 H原子的 1s 电子相互配 对时，为两个原子公用，核 间的电子云（？）增大，增 大对两核的吸引，系统能量 降低，形成稳定分子。
? 不能成对，两核间电子出现 几率密度（？）减小，系统 能量升高，不能成键。
如空图的所；示而：o假原设子c原的子2p的x，22ppx，y各2有py各一有未一成未对配电对子电，子则，2P2y～pz轨2p道y形是成
л 键；2Px～2px形成б 键；2Pz～2pz形成配位键。故co分子结
构为：
,这里的配位键应是л 键。
二．共价键的键型： 又如：HNO3中
这里的配位键应是б 键。
二．共价键的键型：
3．配位键：
–凡共用的一对电子由一个原子单独提供的共 价键叫做配位键，用“ ”表示。（从提 供电子对原子 接受电子原子）。
–配位键形成的条件：
? 1，提供电子对的原子有孤对电子； ? 2，接受电子对的原子有空轨道。
–如：
二．共价键的键型：
CO：C原子：2S22P2 O原子：2S22P4
一.共价键的本质与特点
2．价键理论的要点与共价键的特点：
（1） 价键理论要点：
1）1个原子能形成共价单键的最大数目等于其未配对 电子的数目。
如 ： H－H，cl－cl，H－cl,
或？？？
共价数：某元素的原子能形成共价单键的最大数目。
它等于该原子的未成对电子数。
2）原子轨道同号重叠（对称性匹配）：才是有效重叠。
好地说明这类问题， Pauling 等人以价键理论
为基础，提出杂化轨道理论
三．杂化轨道与分子的空间构型：
2.杂化轨道理论的要点：
一.共价键的本质与特点
2．价键理论的要点与共价键的特点：
（1） 价键理论要点：
3） 原子重叠时要满足最大重叠条件：重叠越多， 共价键越牢固。如s轨道与P轨道重叠，可能有下 列情况：
一.共价键的本质与特点
? (a)为异号重叠，是无效重叠； ? (b)为同号重叠与异号重叠相互抵消，是无效重叠。 ? (c)和(d)均为同号重叠，是有效重叠，但是 ：
一.共价键的本质与特点
? 左图为两个 H原子相 互靠近时，系统的能 量关系图，图中 E为 系统能量， R为两个 原子核间距离。
一.共价键的本质与特点
1.共价键的形成：
（2)共价键的本质： 原子轨道重叠，原子核间电子的几率密度（电
子云）增大，对两核产生吸引是共价键的本 质。而相邻原子间自旋相反的来配对电子相 互配对成共价电子对是共价键形成的基础。
? 讨论共价键的理论有价键理论、杂 化轨道理论（改进后的价键理论）、 价层电子对互斥理论、分子轨道理 论。本节主要运用价键理论讨论共 价键的形成。特点和键型；应用杂 化轨道理论讨论分子的空间构型。
一.共价键的本质与特点
1.共价键的形成：
（1）量子力学处理 Hz： 1927年W.Heitler （海特勒）和 F.Lodon （伦敦）
同时注意到唯独稀有气体，总是以单 原子存在于自然界。
受此启发，1916 年，德国，科塞尔 （ Kossel ），认识到惰气，有 ns2np6 的电子构型，提出原子形成 化合物的原因和动力。
原子间通过得失电子，或通过共用电 子对各原子达到饱和状态的惰气原 子结构。
第一节 离子键理论
所有物质都能以分子或晶体的形式 存在。分子或晶体中原子（或离子） 之间强烈的吸引作用叫做化学键。 化学键主要有：金属键，离子键， 共价键。本章着重共价键的形成和 分子的空间构型。
? 方向性：共价键是原子轨道重叠形成的，且原子 轨道重叠时要满足最大重叠条件，而原子轨道 （除了轨道外）均有角度分布，因此，共价键具 有方向性。
二．共价键的键型：
1. б 键：原子轨道沿着核间联线方向进行 同号重叠而形成的共价键。电子云在核 间联线形成圆柱成对称分布，如图所示：
二．共价键的键型：
2．л 键：两原子轨道重叠垂直核间联线并 相互平行而进行同号重叠所形成的共价 键。电子云在核间联线两侧。
二．共价键的键型：
2． л 键：
N2：以3对共用电子把两个N原子结合在一起，N原子的外层电
子构型为2s22p3：
，成键时用的是3个p轨道的未成
对电子，而3个p轨道相互重叠，故，N2的成键如图：
其中，2Px～2px形成б 键，2py～2py和2pz～2pz形成л 键。且此 三个л 键相互垂直。（相互原子形成的л 键比б 键弱）。
二．共价键的键型：
4.小结： 一般，单键，单键均为 б 键，因均需沿核
间联系重叠才能满足最大重叠条件；双 键中有一个 б 键，另一个为 л 键，三键 中有一个б 键，2个л 键。
三．杂化轨道与分子的空间构型：
1.分子的空间构型： –共价键分子中的各原子在空间排列所 构成的几何形状叫做分子的空间构型。 – 分子的空间构型直接关系到分子的极 性。分子的空间构型可用杂化轨道理 论和价层电子子对互斥理论来解释。
三．杂化轨道与分子的空间构型：
2.杂化轨道理论的要点：
例 如 ： C 原 子 的 外 层 电 子 分 布 为 2 s2p2。
即
，按价键理论：则 C原子只能
形成两个共价单键，且这两个键相互垂直（键
角900）。但实际， CH4，CCl4不但说明 C原子能 形成4个单键，且它们均为非极性原子，即 4个
单键完全等同，但空间成四面体分布。为了更
第四章
化学键与分子结构
在原子结构中，电子分布符合能量最 低原则。基态是原子最稳定状态。
但是自然界中却发现，绝大多数元素 不以原子形式存在，而以化合物形 式存在，并且的原子数总是符合一 定比例的结合 Na － Cl ， H2 － O ，
说明化合物中的元素之间，存在着内 在地关系；说明原子并非是最稳定 的状态。
设核间距离为d，在(c)中未重叠部分>（d）中未重叠部分， 所以（c）不满足最大重叠条件，（d）才满足最大重叠条 件，也就是说，沿着两核连线的重叠才满足最大重叠条件。
一.共价ห้องสมุดไป่ตู้的本质与特点
2．价键理论的要点与共价键的特点：
（2）共价键的特点：
? 饱和性：某种元素的原子，具有一定的共价数， 即共价键具有饱和性。