第二章有机化合物的化学键

甲烷C-H键键能（414kJ.mol-1)是上述解离能的平均值。 键能越大化学键越牢固
第二章有机化合物的化学键
一些共价键的键能
共价键 键能/kJ.mol-1 共价键
CC
347
C Cl
CH
414
C Br
键能/kJ.mol-1 339 285
CN
305
CI
218
CO
360
CF
485
CC
611
CC
837
Cl H
Cl μ=3.57x10-30（C.m)
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(5)分子的极性
双原子分子，键的极性就是分子的极性。
多原子分子偶极矩是各个共价键偶极矩的矢量和
Cl
Cl
Cl
HC H
H
HC Cl
H
Cl C Cl
Cl
μ=6.47x10-30（C.m) μ=3.28x10-30（C.m) μ=0（C.m)
一个sp 杂化轨道
二个sp 杂化轨道
未参与杂化的两个p轨道的对称轴互相垂直且都垂 直于sp杂化轨道对称轴所在直线。
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乙炔分子的σ键
乙炔分子中π键的形成
C≡C 键：1 s 键 （ sp2 – sp2） + 2 p 键 （p – p）
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（二）共价键的属性
（1）键长：
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(2）杂化轨道理论
（a）碳原子轨道的sp3杂化
跃迁
sp3杂化
2p 2s
2p 2s
sp3
每个sp3杂化轨道含1/4 s 成分和 3/4 p成分
键角为 109.5°
sp3杂化轨道形状
碳原子的sp3杂化轨道
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•σ键的形成及其特性
原子轨道沿键轴相互交盖，形成对键轴呈圆柱 形对称的轨道称为σ 轨道。σ轨道构成的共价键称为 σ键。
例如：甲烷分子中有四个C－Hσ键。 相类似，乙烷分子中有六个C－Hσ键和一个 C －Cσ键。
甲烷
乙烷
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（b）碳原子轨道的sp2杂化
1个s p 2 杂化轨道 = 1/3 s + 2/3 p
键角120°
余下一个未参与杂化的p轨道,垂
直于三个杂化轨道对称轴所在的
平面。
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第二章有机化合物的化学键
（一）诱导效应
1. 诱导效应: 由于成键原子电负性不同，而使整个 分子中电子云沿碳链向某一方向传递的现象，称 为诱导效应（inductive effect），用 I 表示。 这属于分子内原子间相互影响的电子效应
偶极矩为零的分子是非极性分子；偶极矩不为零的分 子是极性分子；偶极矩越大，分子极性越强。
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（6）极化性
键的极性是分子本身所固有的，而键的极化性是 指共价键在外电场的影响下，引起键内电子云密度 的重新分布，从而改变了键的极性，称这种现象为 键的极化性。
δ+
δ-
B r B rB r B rE+
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价键理论： （分子轨道理论，略） a.价键理论认为一个原子如果有几个未成对电子，
就可以与几个自旋相反的电子配对成键。例如： 甲烷 b.一个电子与另一个自旋相反的电子配对以后，就 不能再与第三个电子配对，称为共价键的饱和性 例如：H2 c.共价键具有方向性 电子配对也就是原子轨道的重叠 例如：HCl
化学环境不同的相同共价键的键能是有差异的！
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（4）键的极性：
当成键原子电负性不同时， 电负性大的原子带部分负 电荷（δ-）；电负性小的原子带有部分正电荷（δ+）。
键的极性强弱用偶极矩（μ）来衡量，它是正电中心或
负电中心上的电荷值与两电荷中心之间的距离的乘积：
μ=q×d
δ+
H
δ-
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（一）共价键：
（1）共价键的形成 （2）共价键的属性
（二）决定共价键中电子分布的因素：
（1）电子效应 ：诱导效应和共扼效应 （2）立体效应
（三）共振论
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第一节 共价键
（一）共价键的形成：
（1）价键理论： 共价键的定义：由原子各提供的电子形成电
子对，共享而成得化学键叫共价键
C H 4 C H 3
C H 3HE d ( C H 3H )= 4 2 3 k J .m o l - 1 C H 2HE d ( C H 2H )= 4 3 9 k J .m o l - 1
C H 2 C H HE d ( C H H )= 4 4 8 k J . m o l - 1
C H CHE d ( C H ) = 3 4 7 k J . m o l - 1
指成键原Leabharlann Baidu核之间的距离
一些共价键的键长
共价键 CC CH CN CO CF
键长/nm 共价键
0.154 0.109
C Cl C Br
0.147
CI
0.143 0.141
CC CC
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键长/nm 0.177 0.191 0.212 0.134 0.120
（2）键角： 指键与键之间的夹角。
sp2
平面三角形
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以乙烯分子为例：
乙烯分子中的σ键
乙烯分子中的π键
第二章有机化合物的化学键
C=C 键：1 s 键 （ sp2 – sp2） + 1 p 键（p – p）
第二章有机化合物的化学键
（c）碳原子轨道的 sp 杂化 1个sp 杂化轨道 = 1/2 s + 1/2p
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第二节 决定共价键中电子分布的因素
电子效应 主要因素 立体效应
（1）共用电子对沿共价键移动，通过键的 极性传递所表现的分子中原子之间的相互 影响称为电子效应。它主要包括诱导效应 和共轭效应。
（2） 立体效应说明了分子中原子或原子团 在空间的分布(空间位阻)对分子性质产生 的影响。
μ=0
μ>0
诱导偶极矩或瞬间偶极矩
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不同的共价键，对外界电场的影响有不同的感 受能力，这种感受能力叫做可极化性。 键的可极化性对分子的反应性能起着重要作用。
例如：C-X键的极性： C-F > C-Cl > C-Br > C-I
C-X键的可极化性： C-I > C- Br> C-Cl > C-F C-X键的化学活性：C-I > C- Br> C-Cl > C-F
H
HC H
109 .5 o
H
甲烷
H
106o
H
CH3
112o
C CH3
丙烷
109.5 o
戊烷
104o
O
乙醚
N
H
107o
H H
氨分子 第二章有机化合物的化学键
H
121o
118o C O
H
甲醛
（3）键能
指成键时体系放出的能量或断键时体系吸收 的能量。 双原子分子键能就是其离解能 多原子分子键能通常是键的离解能平均值。