共价键及分子间作用力

N2
(
1s
)
2
(
* 1s
)
2
(
2s
)
2
(
* 2s
)2
(π
2p )4 ( 2p )2
B.O = 1/2( 10 - 4 ) = 3
O2
KK
(
2s
)2
(
* 2s
)
2
(
2p
)
2
(π
2p
)
4
(π
* 2p
)
2
B.O =1/2 ( 8 - 4 ) = 2
2. 键能（bond energy）
1.σ键：
原子轨道沿核间联线方向进 行同号重叠(头碰头)。
例：HF
1H：1s1 9F： 1s22s22p5
+

++
+
最大重叠（头碰头） 非最大重叠
例: H2O 1H： 1s1 8O： 1s22s22p4
+ +

++
H

OH
例: Cl2 17Cl：[Ne]3s23p5
- ++ -
px
px
Cl-Cl
FF
[¨·S·] + 6¨[·F:] → F –\ S/ – F
¨¨
/\ FF
共价键特征
方向性:为满足最大重叠原理，成键时原 子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。
+ -+
+ -+
- ++
原子轨道的重叠
原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠，
原子间的概率原密子度轨才道会增的大重,叠形成化学键。
σ键 “头碰头” 沿键轴方向 圆柱形对称
大 大
较低，较稳定
π键 ““肩碰肩””
与轨道对称轴相互平行方向 两块冬瓜状，节面对称
小 小
较高，较活泼
构成分子的骨架
π键较易断开，化学活泼性
δ键：两个原子相匹配的d轨道以“面对 面”的方式重叠所形成的键
z
dxy
x
y
x
dxy y
3. 配位键（coordination bond）
（3低）因原状此子态，轨共道价最键大具程有度方地向重性叠。。
（最大重叠原理）
共价键特征
饱和性:原子有几个未成对的价电子, 一般
只能和几个自旋方向相反的电子配对成键。
例
N N
共22pp价键特N2征 :N≡N:
在特定的条件下，有的成对的价电子能 被拆开为单电子参与成键。
例S
3s 3p
3d
3s 3p
3d
四、键参数（bond parameter） 键级（bond order） 键能（bond energy） 键长（bond length） 键角（bond angle） 键的极性（bond angle）
1、键级: 键级越大，键的强度越大，分子越稳定（略）。
键级 B.O 1 (成键电子数 反键电子数） 2
键解离能（D）
在双原子分子中，于100kPa下将气态分子断裂成气态 原子所需要的能量。 D(H-Cl) = 432kJ·mol-1, D(Cl-Cl)=243kJ·mol-1
价键结构式
电子式 分子结构式
说明
为区别于正常共价键，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（A→B）。
配位键形成条件： 1. 成键原子一方有孤对电子(lone pair electron) 2. 另一方的价电子层有空轨道 。
配位键的形成方式虽和正常共价键不同，但形成以后，两 者是没有区别的。
一、H2分子的形成
---量子力学处理H2分子的结果
↑
↓
↓↓
H
H
百度文库
↓↑
H2
核间距 R0为74 pm。
共价键的本质——原子轨道重叠，核间电子概率密度大吸引原 子核而成键。
二、价键理论基本要点与共价键的特点
1、价键理论基本要点：
（1）两原子靠近时，自旋方向相反的未成 对的价电子可以配对，形成共价键
（2）自综旋方上向所相反述的，单电价子健配对理形论成共认价为键后共，价就不键能是再和 通其过他自原子旋中相的单反电的子配电对子。 配对和原子轨道的 最原大子重中单叠电而子数形决成定了的共，价键使的体数目系—达共价到键能的饱量和最性。
正常共价键-- 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。
配位共价键-- 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，简称配位键。
2s 2p
C
O
2s 2p
π配键→
σ键 ··
π键→
:C—O: ··
:C: O C = O
++ + +

++


px pY pz
:N N:
共价叁键： 键 +2π键
成键规律分析： 单键： 键
重键： 双键 键+π键 叁键 键+ 2π键
一般地， 键只能与键同时存在，在双键或 叁键中必须也只能有一个键。
重叠方式 重叠方向 重叠形状 重叠程度 键能 电子能量
σ键与π键的对比
共价键的本质与特点 化学键：
分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。
化学键理论：
金属键理论
【内容提要】
共价键理论
第一节 现代价键理论 第二节 杂化轨道理论 第三节 价层电子对互斥理论 第四节 分子轨道理论简介 第五节 分子间的作用力
第一节 现代价键理论
共价键的本质与特点 共价键的类型 杂化轨道
2.π键：
两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重
叠(肩并肩)。
zz
对xy平面具有反对称性
yy
即重叠部分对xy平面 x 的上、下两侧，形状
相同、符号相反。
例如：O2成键情况 8O：1s22s22p4
O
共价双键： 键 +π键
:
O
: :
:
问：N2中的N原子是怎样成键的？
7N： 1s22s22p3
当两原子轨道以对称性相同的部分(即”+” 与”+”、”-”与”-”)重叠。
+
原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠， 原子间的概率密度才会增大,形成化学键。
当两原子轨道以对称性不同的部分(即“+” 与“-”)重叠，原子间的概率密度几乎等 于零，难以成键。
三、共价键的类型
掌握
bond)，化学键的成键能量约为几十到几百千焦每摩； (2) 分子中的原子在空间的排列，即空间构型 (geometry
configuration)。
物质的 性质
取决于
分子的性质---由分子的内部结构决定 分子间的作用力
相邻的分子间还存在一种较 弱的相互作用，其作用能约 比化学键小一、二个数量级。
研究分子中的化学键及分子间的作用力对于 了解物质的性质和变化规律具有重要意义。
Chapter X
第八章 分子结构
Introduce
分子是由原子组合而成的，是保持物质基本化学性质的最 小微粒，并且又是参与化学反应的基本单元。
分子的化学组成
分子的性质 取决于 分子的结构 离 共 金 子价 属 键键 键
分子的结构通常包括两方面内容： (1) 分子中直接相邻的原子间的强相互作用即化学键 (chemical