第六章 分子结构与晶体结构分析PPT课件

无机化学
H2分子中两个H原子的1S轨道发生重叠，核间 形成一个电子出现的几率密度较大的区域。这
样，增强了核间电子云对两核的吸引，削弱了 两核间斥力， 体系能量降低，更稳定。
（核间电子在核间同时受两个核的吸引比单独 时受核的吸引要小，即位能低，∴能量低）。
1-1 共价键的形成
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1930年，鲍林用量子力学处理H2分子问 题所得结果推广到其他分子系统，发展 成为价键理论。
步知识； • 讨论分子间力和氢键对物质性质的影响。
分子结构包括
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分子的化学组成 分子的构型：即分子中原子的空间排布，键 长，键角和几何形状等。 分子中原子间的化学键
化学上把分子或晶体中相邻原子（或离子） 之间强烈的相互吸引作用称为化学键。
化学键：离子键、共价键、金属键。 晶 体：离子晶体、原子晶体、
特征称为共价键的饱和性。例如：
H Cl H O H
NN
1-3 共价键的特征
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•原子轨道中，除s轨道是球形对称没有方向性外， p，d，f原子轨道中的等价轨道，都具有一定的 空间伸展方向。
•方向性：在形成共价键时，只有当成键原子轨 道沿合适的方向相互靠近，才能达到最大程度 重叠，形成稳定的共价键。称为共价键的方向 性。例如： HCl形成
第六章 分子结构与晶体结构
第六章 分子结构与晶体结构
无机化学
第一节 共价键理论 第二节 杂化轨道理论与分子几何构型 第三节 分子间力与分子晶体 第四节 离子键与离子晶体 第五节 其他类型晶体
本章要求
无机化学
• 掌握两种类型的化学键； • 了解杂化轨道理论； • 了解现代价键理论和分子轨道理论的初
3pz
1s
+z
+
z
++
1-3 共价键的特征
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+
+
zz
pz
pz
—
++
—
Cl2形成
1-4 共价键的类型
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可以从不同角度对共价键进行分类。
（1）σ键和π键（根据原子轨道重叠方式不同而分类） （2）非极性共价键和极性共价键 （3）配位键
（1）σ键和π键
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•σ键：原子轨道沿两原子核的连线（键轴），以 “头碰头”方式重叠，重叠部分集中于两核之间， 通过并对称于键轴，这种键称为σ键。如：
（2）非极性共价键和极性共价键
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共价键极性的强弱，可由成键原子的电负性 的大小来表示。
极性共价键是非极性共价键和离子键的过渡键型。
（3）配位键（配位共价键）
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•形成条件：成键原子一方有孤对电子，另一方 有空轨道。
（3）配位键（配位共价键）
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此类共价键在无机化合物中是大量存在的，
如 NH4+ 、 SO42- 、 PO43- 、 ClO4- 等 离 子 中 都 有 配 位共价键。
NH
4
H
BF4
F
HNH
H
FBF
F
1-5 键参数
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• 表征共价键基本性质的物理量叫键参数。
• 键能（E）：共价键的强度 ；
• 键长（l）、键角（α）：共价键形成的 分子的空间构型（几何构型）。
价键理论（Valence Bond Theory）：又 称电子配对法，简称VB法。
1-2 价键理论要点
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① 要有自旋相反的未配对的电子 H↑+ H↓ → H↑↓H 表示：H:H或H-H
② 电子配对后不能再配对：即一个原子有几
个未成对电子，只能和同数目的自旋方向相 反的未成对电子成键。 如：N：2s22p3，N≡N 或NH3（电子配对原理）这就是共价键的饱和 性。 ③ 最大重叠原理：原子轨道的最大程度重叠 （重叠得越多，形成的共价键越牢固）
1-1 共价键的形成
当两个氢原子（各有一个 自旋方向相反的电子）相互靠 近，到一定距离时，会发生相 E 互作用。
每个H原子核不仅吸引自 0 己本身的1s电子还吸引另一个 H原子的1s电子，平衡之前， －D
d
引力＞排斥力，到平衡距离d， 能量最低：形成稳定的共价键。
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↑↑ ↑↓ R
1-1 共价键的形成
1-3 共价键的特征
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•共价键理论的基本要点，决定了共价键具有 的两种特性，即饱和性和方向性。
•饱和性：根据自旋方向相反的两个未成对电 子，可以配对形成一个共价键，推知一个原子
有几个未成对电子，就只能和同数目的自旋方
向相反的未成对电子配对成键，即原子所能形
成共价键的数目受未成对电子数所限制。这一
现代价键理论和分子轨道理论。
科塞尔(Kossel)
离子键理论
1-1 共价键的形成
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1 9 2 7 年 ， 海 特 勒 （ Heitler ） 和 伦 敦 （ London ）用量子力学处理H原子形成 H2分子的系统时，提出2种假设 ： （1）两个H原子中电子的自旋方向相 同—不能形成共价键 （2）两个H原子中电子的自旋方向相 反—可以形成共价键
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• s-s： σ键，如：H-H • s-p： σ键，如：H-Cl • p-p：σ键，如：Cl-Cl • 单键：σ键 • 双键：一个σ键，一个π键 • 叁键：一个σ键，两个π键
（1）σ键和π键
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类型
σ键
π键
原子轨道重叠方式 头碰头
肩并肩
存在情况
能单独存在 不能单独存在
牢固程度
牢固
差
ห้องสมุดไป่ตู้
（2）非极性共价键和极性共价键
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非极性共价键：由同种原子组成的共价键，由 于元素的电负性相同，电子云在两核之间均匀分 布。例：H2、O2、N2等 。 极性共价键：由不同种元素的原子形成的化学 键，由于元素的电负性不同，对电子的吸引能力 不同，在共价键的两端产生了正负极，这样的化 学键称为极性共价键。例：HCl、H2O、NH3等。
分子晶体、金属晶体
§1 共价键理论
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• 1916年，路易斯(Lewis G N)提出共 价键理论。
• 定义：原子间借用共用电子对结合的
化学键叫做共价键。
路易斯
• 靠共用电子对，形成化学键，得到稳 (共价键理论） 定电子层结构。
• 化学键—分子中的两个（或多个）原 子之间的相互作用。
• 对共价键的形成的认识，发展提出了
+
+
—
+
+
—
+
+
—
S-S
px-s
px-px
（1）σ键和π键
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•π键：原子轨道垂直于两核连线，以“肩并肩” 方式重叠，重叠部分在键轴的两侧并对称于与 键轴垂直的平面。这样形成的键称作π键。
+
+
—
—
pz-pz
π键轨道重叠程度比键小，键能也小，因此稳定性低， 活动性较高，是化学反应的积极参加者。
（1）σ键和π键