化学6.1化学键与分子结构
化学中的化学键与分子结构
化学中的化学键与分子结构一、化学键的类型1.1 离子键：由正负离子间的电荷吸引形成的化学键，如NaCl、CaCO3等。
1.2 共价键：由共享电子对形成的化学键，如H2、O2、H2O等。
1.3 金属键：由金属原子间的电子云形成的化学键，如Cu、Fe等。
1.4 氢键：由氢原子与电负性较大的原子间的弱吸引力形成的化学键，如H2O 分子间的作用力。
二、分子结构的类型2.1 线性分子：分子结构呈线性排列，如CO2、CS2等。
2.2 三角形分子：分子结构呈三角形排列，如BF3等。
2.3 四面体分子：分子结构呈四面体排列，如CH4、SiH4等。
2.4 三角锥形分子：分子结构呈三角锥形排列，如NH3、PH3等。
2.5 八面体分子：分子结构呈八面体排列，如SO3、PF3等。
三、分子轨道理论3.1 分子轨道的概念：分子轨道是由原子轨道线性组合形成的新的量子力学状态。
3.2 分子轨道的分类：σ键轨道、π键轨道、反键轨道等。
3.3 分子轨道的填充原理：遵循泡利不相容原理、洪特规则等。
四、化学键的极性4.1 化学键极性的判断：根据原子间的电负性差异判断。
4.2 极性键：电负性差异较大的原子间形成的化学键，如HCl、H2O等。
4.3 非极性键：电负性差异较小的原子间形成的化学键，如H2、O2等。
五、分子极性5.1 分子极性的判断：根据分子的空间结构和键的极性判断。
5.2 极性分子：分子结构不对称，正负电荷中心不重合的分子，如HCl、H2O 等。
5.3 非极性分子：分子结构对称，正负电荷中心重合的分子，如O2、N2等。
六、化学键与分子结构的关系6.1 化学键的类型和数目决定了分子的结构类型。
6.2 化学键的极性决定了分子的极性。
6.3 分子结构的影响：如键角、键长、键能等。
七、晶体的类型与化学键7.1 离子晶体：由阴阳离子间的离子键形成的晶体，如NaCl、CaCO3等。
7.2 分子晶体：由分子间的范德华力或氢键形成的晶体，如冰、干冰等。
化学键与分子结构
PART 2
化学键的类型
化学键的类型
化学键主要分为 共价键、离子键 和金属键三种类
型
共价键
共价键是指两个或多 个原子通过共享电子 对形成的相互作用。 这种相互作用使得原 子能够稳定地结合在 一起，形成稳定的分 子。共价键的形成主 要是由于原子之间的 电子云重叠
化学键的类型
离子键
离子键是指由正离子 和负离子之间形成的 相互作用。正离子失 去电子，负离子得到 电子，从而形成稳定 的离子。离子键的形 成主要是由于静电相 互作用
化学键与分子结构
-
1 化学键的定义 3 分子结构与化学键的关系 5 化学键的断裂与形成 7 总结
2 化学键的类型 4 总结 6 化学键与生命活动
PART 1
化学键的子或晶体中原 子或离子之间的相互作用， 这种相互作用使得原子或离 子能够稳定地结合在一起
化学键的形成是化学反应的 基础，也是生命活动的基础
分子结构与化学键的关系
分子的物理性质
分子的物理性质如熔点、沸点、导电性和透 明度等主要由其化学键的类型和强度决定。 例如，共价化合物的熔点和沸点通常比离子 化合物要高，而金属化合物的导电性和透明 度则受到金属原子的种类和数量的影响
分子结构与化学键的关系
分子的化学性质
分子的化学性质如反应活性、氧化还原性质等主要由其 化学键的类型和强度决定。例如，共价化合物的反应活 性通常比离子化合物要低，而金属化合物的氧化还原性 质则受到金属原子的种类和数量的影响
化学键的类型
化学键的类型
金属键
金属键是指金属原子之间形成的相互作用。 金属原子最外层电子很容易失去，从而形成 自由电子。这些自由电子在金属原子之间流 动，形成了金属键。金属键的形成主要是由 于自由电子的流动
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是原子间的一种相互作用力，它使原子形成化学结合并形成分子。
分子结构是描述分子中原子之间连接关系的方式。
化学键和分子结构是化学研究中非常重要的概念，对于理解物质的性质和化学反应具有重要意义。
本文将介绍不同类型的化学键和分子结构的基本原理。
一、共价键共价键是最常见的化学键类型之一。
在共价键中，原子通过共享电子来实现化学结合。
共价键的形成源于原子的电子云之间的相互作用。
1. 单共价键单共价键是最简单的共价键形式。
它是一个电子对在两个原子之间的共享。
例如，氢气（H2）中的两个氢原子通过共享一个电子对形成单共价键。
在化学方程式中，这种键可以用一个连线“-”来表示。
2. 双共价键和三共价键双共价键和三共价键是由于电子双共享和三共享而形成的。
以氧气（O2）为例，两个氧原子彼此共享两对电子形成双共价键。
类似地，氮气（N2）中两个氮原子通过共享三对电子形成三共价键。
二、离子键离子键是由正负电荷之间的相互吸引力形成的化学键。
在离子键中，电子从一个原子转移到另一个原子，形成带电离子。
1. 阳离子和阴离子在离子键中，其中一个原子失去电子变成带正电的阳离子，另一个原子获得电子变成带负电的阴离子。
这种电子转移使两个原子之间形成强烈的吸引力，形成离子键。
2. 离子晶体离子键的典型例子是盐（NaCl）晶体。
在盐晶体中，钠离子和氯离子通过离子键紧密地结合在一起。
由于离子键的强力，盐晶体具有高熔点和良好的导电性。
三、金属键金属键是金属元素中特有的一种化学键。
金属键是由金属中自由移动的电子形成的。
1. 电子海模型金属键的一个重要概念是“电子海模型”。
在这个模型中，金属中的原子释放出部分外层电子形成电子海，而原子核则形成离子核。
这些自由移动的电子使金属中的原子之间形成强大的连接。
2. 金属的特性金属键的存在赋予金属独特的性质。
金属具有良好的导电性和热导性，以及可塑性和延展性。
这些性质是由金属键中的自由电子能够自由移动而产生的。
6化学键与分子结构
查到的键能数据一般是平均值 两原子间的键能还受键的数目影响
键的数目越多，键能越大 E(C≡C) ＞ E(C=C) ＞ E(C–C) 键能可以衡量键的强弱及分子的稳定性
晶体的熔点 /K NaI< NaBr< NaCl< NaF BaO< SrO< CaO <MgO
23
6.3 共价分子的空间构型
6.3.1 路易斯结构式
1916年美国化学家路易斯提出了经典的共价键理论。认为： 分子中两个原子以共用电子对吸引原子核，每个原子都达到 希有气体原子的8（或2）电子稳定结构。这种稳定结构是通 过原子间共用电子对实现的，称为共价键。
静电引力nNaCl
ne-
nCl(3s23p5 ) E348.7kJmol1 nCl (3s23p6 )
19
2. 离子键的本质
-----正、负离子之间的静电引力
● 由离子键结合形成的化合物叫做离子型化合物
静电引力
q q
F 4 d 2
电荷越高，距离越小，离 子间引力越强。
● 势能曲线
V
d＞d0时 离子间吸引 0 d＜d0时 排斥力急增
路易斯结构式：
用一条短线代表一对成键电子（即一个共价键）
用两个小圆点代表孤电子对
如：
H2O
。。
表示 为： H - O - H
。。
24
6.3.2 价层电子对互斥理论 VSEPR
价层电子对互斥理论（VSEPR：valence shell electron pair repulsion) 是1940年由西 奇威克(N. Sidgwich )和鲍威尔 (H. Powell)提 出的，能简单准确地解释和预测分子的几 何构型（ judging the configuration of the covalence molecular ）。
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指由原子之间的电子相互作用形成的强力，用于连接原子并形成分子的结构。
它决定了分子的性质、稳定性和反应性。
本文将介绍不同类型的化学键以及它们对分子结构的影响。
一、离子键离子键是指由正负电荷之间的电吸引力形成的，常见于金属和非金属之间的化合物。
金属原子会失去电子形成阳离子，而非金属原子会接受这些电子形成阴离子。
两种离子之间的电吸引力就形成了离子键。
离子键通常是非常强大的，使得离子化合物具有高熔点和高溶解度。
二、共价键共价键是由原子共享一个或多个电子而形成的。
它是分子中最常见的键。
共价键可以分为极性共价键和非极性共价键。
1. 极性共价键极性共价键是指电子不均匀地被共享，导致形成不均匀的电荷分布。
极性共价键通常由非金属原子之间形成，其中一个原子的电负性较高，吸引了共享电子对。
由于电荷分布的不均匀，极性共价键会导致分子局部带电。
2. 非极性共价键在非极性共价键中，共享电子对是均匀分布的，没有电荷分离。
这种键形成于相同或相似电负性的原子之间，如氢气分子（H2）或氧气分子（O2）。
非极性共价键通常较弱。
三、金属键金属键是金属原子之间形成的。
在金属晶体中，金属原子通过共享它们的外层电子来形成金属键。
这些电子在整个晶体中自由移动，形成所谓的电子海。
金属键是金属具有高导电性和高热传导性的关键原因。
四、氢键氢键是指由部分带正电的氢原子与带有负电荷的氮、氧或氟原子之间的作用力。
氢键在生物分子如DNA、蛋白质和多肽中起着重要作用。
氢键虽然较弱，但对分子的稳定性和特性产生显著影响。
总结起来，化学键的类型和分子结构密切相关。
离子键在金属和非金属之间形成，共价键有极性和非极性两种形式，金属键形成于金属晶体中，而氢键具有特殊的电荷吸引力。
通过理解不同类型的化学键，我们可以更好地理解分子的性质和行为，促进对化学和生物学等领域的深入研究。
阅读本文，希望读者对化学键与分子结构有更清晰的认识，进一步了解分子间的相互作用和性质变化机制，为科学研究提供更为坚实的基础。
化学键与分子结构详解PPT课件
✓ 指原子失去或得到电子后形成的带电离子的电子构型
✓ 简单负离子的最外电子层都是8个电子的稀有气体结构
✓ 正离子的电子构型主要有5种
P81
10
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简单阴离子的电子构型：ns2np6 8电子构型
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➢ 离子半径
✓ 它是根据离子晶体中正、负离子的核间距测出的，并 假定正、负离子的核间距为正、负离子的半径之和。
晶格能越大，离子晶体越稳定。
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离子的特征
➢ 离子电荷 ➢ 离子的电子层构型 ➢ 离子半径
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➢ 离子电荷
✓ 指原子形成离子化合物过程中失去或得到电子的数目 它是影响离子键强度的重要因素。
✓ 离子电荷越多，对相反电荷的离子的吸引力越强,形 成的离子化合物的熔点也越高
➢ 离子的电子构型
6.2 离子键理论
一、离子键的形成 二、离子键的特点 三、离子键的强度 四、离子的特征
5
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离子键的形成
➢离子键是由原子得失电子后，生成的正、负离 子之间靠静电作用而形成的化学键。
➢形成离子键的必要条件：
电离能低的活泼金属元素与电子亲合能高的活
泼
6
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离子键的特点
Hale Waihona Puke ➢ 离子键的本质是正、负离子之间的静电引力
✓ 离子半径的变化规律：
12
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✓ 离子半径大致有如下的变化规律：
a．主族元素自上而下电子层数依次增多，所以具有相同电荷数的 同族离子的半径依次增大。Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+
化学键与分子结构
化学键与分子结构在化学中，化学键是连接原子的力，是形成化合物和分子的基础。
分子结构是描述分子中原子之间的连接方式和空间排列的方法。
本文将探讨化学键的概念、种类以及对分子结构的影响。
一、化学键的概念化学键是指连接原子的力或电子云间的相互作用力。
它们决定了分子的性质、稳定性和反应活性。
根据原子之间的电荷分布，化学键可分为离子键、共价键和金属键。
1. 离子键离子键形成于金属和非金属元素之间，其中一个元素通过电子转移形成了带电离子，另一个元素通过捕获这些离子达到稳定的电子构型。
离子键通常具有高熔点和高沸点，且在固态中以晶体结构存在。
2. 共价键共价键是在非金属元素之间形成的化学键。
在共价键中，原子通过共享电子对来达到稳定的电子构型。
共价键可以进一步分为极性和非极性共价键。
非极性共价键中，原子之间的电子云对称地分布。
而在极性共价键中，原子之间的电子云不对称地分布，其中一个原子会更强烈地吸引电子。
3. 金属键金属键形成于金属元素中，金属中的原子形成了一个电子云海，其中的自由电子可以自由移动。
这种形成的金属键赋予了金属特殊的性质，如良好的导电性和导热性。
二、分子结构的影响分子结构是描述分子中原子之间的连接方式和空间排列的方法。
不同的化学键类型会导致不同的分子结构，进而影响分子的物理化学性质。
1. 分子形状不同的原子之间的化学键类型决定了分子的形状。
例如，在线性分子中，原子通过共价键连接成直线；而在三角形分子中，原子通过共价键连接成三角形。
分子的形状对于分子的化学性质和反应性起着重要作用。
2. 分子极性分子的极性取决于各个原子之间的电荷分布差异。
在极性共价键中，原子之间的电子云不对称分布会导致分子极性。
极性分子通常具有较高的溶解度和较强的相互作用力。
3. 分子大小分子的大小取决于原子之间的化学键类型和个数。
大分子通常由多个原子通过共价键连接而成，如聚合物。
而小分子则由较少的原子组成，如水分子。
分子大小对于分子的化学反应速率和传递性质产生影响。
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力，它决定了分子的结构和性质。
在化学中，常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。
一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。
共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，从而形成分子。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。
它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。
单键的键能较低，结构松散，所以分子在空间上具有较高的自由度。
2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。
它们相较于单键更强，键能更高，分子更加稳定。
双键结构比单键结构更为刚性，分子一般比较扁平。
3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。
它们是最强的共价键，键能最高，分子最为稳定。
由于三键的存在，许多分子呈线性结构。
二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。
离子键的强度通常比共价键更大，因此离子化合物具有高熔点和高沸点。
离子键的结构比共价键更加有序和紧密，离子排列规则。
三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。
在金属中，原子间的外层电子形成共同的电子云，这种共享形成一种特殊的金属键。
金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。
化学键的类型决定了分子的结构和性质。
共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性，而离子键使得分子有序排列，具有较高的熔点和沸点。
金属键使金属具有特殊的性质，如导电和热导。
总结起来，化学键的类型与分子结构有密切关系，不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。
深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。
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（3）共价键的特征 •
饱和性——一个电子与另一个自旋反向的电子配对后， 一个电子与另一个自旋反向的电子配对后， 饱和性 一个电子与另一个自旋反向的电子配对后 不能再与第三个电子配对成 • 方向性 沿轨道的伸展方向重叠 ,同号重叠 方向性——沿轨道的伸展方向重叠 同号重叠 例 H2S ： 16S： H： ： 3s2 3p4 1s1
r = 74pm (a0 = 53pm) Es = -458 kj·mol-1
★ 共价键——原子之间由 共价键——原子之间由 于成键电子的原子轨道发 生重叠而形成的化学键
E/kj.mol EA
ES
能量曲线 R/pm
（2）价键理论要点
具有自旋反向的未成对电子的原子接近时， 具有自旋反向的未成对电子的原子接近时， 可因原子轨道的重叠而形成共价键。 可因原子轨道的重叠而形成共价键。
6.2
共价键与分子结构
H2 Cl2 N2 HCl H2O -------1. Lewis 共价键概念 共价键概念—— 共用电子对 例 Cl2: Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 17 C2H2： ： C 1s2 2s2 2p2 6
Cl─ Cl
H-C ≡C-H F │ B ╱ ╲ F F
例 H
CH4 + 2O2 H C H H + 2O=O
=
CO2O H H 2×798kj × 4×465kj ×
键能 4×415kj 2×498kj × × 反应物 E = 1660kj + 996kj 1860kj = 2656kj
生成物 E = 1596kj + = 3456kj
定义： 定义：在298K和100kpa条件下，气态分子, 断开1mol化学键 所需的能量 键能是一个平均值 例 H2O：O-H的键能 O ╱ ╲ H H
H2O(g) = H (g) + OH (g) E = 502kj·mol-1 OH(g) = H（g）+ O (g) E = 426kj·mol-1 （ ） O-H： E = 465kj·mol-1 ： 应用键能可以估算化学反应的能量变化
BF3： ： 1s2 2s2 2p5 1s2 2s2 2p1 5B
9F
共价键理论
•
• • •
价键理论 杂化轨道理论 价层电子对互斥理论 分子轨道理论
6.2.1 价键理论
（1）氢分子共价键的形成 ）氢分子共价键的形成——共价键的本质 共价键的本质
两个氢原子的1s电子自旋方向相同 推斥态 推斥态) 两个氢原子的 电子自旋方向相同 (推斥态 两个氢原子的1s电子自旋方向相反（基态） 两个氢原子的 电子自旋方向相反（基态） 电子自旋方向相反
——电子配对原理 电子配对原理
一个电子与另一个自旋反向的电子配对成键后， 一个电子与另一个自旋反向的电子配对成键后， 不能再与第三个电子配对成键。 不能再与第三个电子配对成键。
例 ： H2 H H3 × ↑↓ ↑
原子轨道重叠程度越大， 共价键越牢固。 原子轨道重叠程度越大 ， 共价键越牢固 。
——原子轨道最大重叠原理 原子轨道最大重叠原理
反应总能量变化 = 3456kj – 2656kj =800kj
Na (X=1.01) 1s2 2s2 2p6 3s1 11
17Cl
(X=3.16)
离子键——正负离子间通过静电作用力 而形成的化学键。
2.
★
离子键的特征
离子键的本质是静电作用力， 离子键的本质是静电作用力，只 有电负性相差较 大的元素之间才能形成离子键。 大的元素之间才能形成离子键。
★ 离子键无方向性，无饱和性。 离子键无方向性，无饱和性。 ★ 离子键是极性键。 离子键是极性键。
第6章
化学键与分子结构
★ 化学键——分子或晶体中相邻原子或 离子间的强烈吸引作用力 ★ 化学键的基本类型： 离子建、共价键、金属键
1. 离子键的形成
NaCl分子：
6.1 离子键和离子结 构
Na+ 1s2 2s2 2p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Cl- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
↑↓ 3s ↑↓ 3px ↑ 3py ↑ 3pz
• 共价键的极性
共价键
极性共价键——成键原子的电负性不同 成键原子的电负性不同 极性共价键 HCl H2 非极性共价键——成键原子的电负性相同 成键原子的电负性相同 非极性共价键 H2 Cl2
（4）共价键的类型
1）σ键 ） 键
2）π键
（5） 共价键的键能