第六章 分子的结构与性质
第六章 分子的结构与性质
有时不写σ1s和σ*1s轨道，而用符号KK表示 例2. N2分子（14个电子）的结构。
1．推测分子的存在和阐明分子的结构 (1)H2+分子离子与Li2分子 H2+分子轨道式：H2+*(σ1s)1]。由于有1个电子进入(σ1s)成键轨 道，体系能量降低了，因此从理论上推测H2+分子离子是可能 存在的。[H· H]+分子离子中的键称单电子σ键。同理： Li2*KK(σ2s)2]。体系能量也降低，推测Li2分子也是可能存在的。 Li：Li分子中的键称单(σ)键。 (2)Be2分子与Ne2分子 Be2分子有8个电子；Ne2分子有20个电子。假如这两种分子 都能存在，则：
• 6．1 键参数 • 凡能表征化学键性质的量都可称为键参数。 在此着重介绍键能、键长和键角。 • 6．1．1键能 • 键能粗略而言是指气体分子每断裂单位物 质的量的某键(6.022×1023个化学键)时的焓 变。 • 键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数， 键能越大，键越牢固。 • 对双原子分子来说，键能在数值上就等于 键解离能(D)。例如： •
第六章 分子的结构与性质
• 分子结构，通常包括两个方面： • (1)分子的空间构型 实验证实，分子按照 一定的规律结合成整体，使分子在空间呈现 出一定的几何构型。 • (2)化学键 化学上把分子或晶体内相邻原 子(或离子)间强烈的相互吸引作用称为化学 键。化学键分为离子键、共价键和金属键三 种基本类型。 • 此外，在分子之间还普遍存在着一种较弱 的相互吸引作用，通常称为分子间力或范德 华力。有时分子间或分子内的某些基团之间 还可能形成氢键。
• N原子的价层电子构型为2s22p3，成键时这4 个价电子轨道发生sp3杂化：
• 这种产生不完全等同轨道的杂化称为不等性 杂化。 • H20分子
七年级下科学第六章：物质的结构知识重点
第六章物质的结构【概念和规律】一、物质由微粒构成1、无论生物还是非生物，都是由分子、原子或离子构成。
2、对于由分子构成的物质来说，分子是保持物质的化学性质的最小微粒。
3、不同分子构成不同的物质。
4、在化学反应中，分子可以分解成原子。
5、有的分子由一个原子构成（稀有气体），有的分子由多个相同或不同的原子构成。
6、金属直接由原子构成。
7、1803年英国化学家道尔顿提出了原子论，1811年意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，1897年英国物理学家汤姆生发现了电子。
8、在一定条件下，原子可以失去或得到电子，成为带电荷的离子。
9、有的物质由离子构成，如氯化钠。
10、卢瑟福根据α粒子散射实验提出的原子有核模型认为：原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。
11、现代研究表明：原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
而且它们由更小的微粒夸克构成。
12、原子核中的质子数和核外的电子数相等，所以整个原子不带电。
13、实验表明：构成物质的微粒之间存在着空隙和相互作用，并处在永不停息的运动之中，而且微粒之间存在着相互作用的引力和斥力。
二、元素1、把物质中的同一种原子统称为元素。
元素：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
2、自然界中的所有物质都是由元素组成。
3、每种元素都有一个名称和符号，符号通常用拉丁文名称的第一个大写字母表示，若有重复，增加第二个小写字母。
4、目前人类发现的元素有112种，其中94种为天然元素，18种为人工合成元素。
5、元素的分布不均匀①宇宙中氢元素最丰富，其次是氦元素；②地壳中的元素含量依次为：氧元素、硅元素、铝元素；③地核中的元素含量依次为：铁元素、镍元素；④空气中的元素含量依次为：氮元素、氧元素。
678、在非金属元素中He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn称为稀有气体元素。
539、由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。
10、单质和化合物都有确定的组成，并可以用元素符号表示。
11、由同种单质或同种化合物组成的物质叫做纯净物。
分子的结构与性质
3.下列有机物CH3—C—O—CH—CHO含有一个手性碳原子(标有“*”的碳原子)，具有光学活性。当发生下列化学反应时，生成新的有机物无光学活性的是( ) A．与银氨溶液反应 B．与甲酸在一定条件下发生酯化反应 C．与金属钠发生反应 D．与H2发生加成反应
2．相似相溶规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。。
比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？
怎样理解汽油在水中的溶解度很小？
为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？
怎样理解低碳醇与水互溶，而高碳醇在水中的溶解度却很小？
分子的极性 极性分子正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子 非极性分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（ F合=0），∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子
180º
F1
F2
F合=0
O
O
C
H
O
BF3 有 120º 平面三角形 非极性
CH4 有 109.50 正四面体型 非极性
五原子
小结：
分子的极性与键的极性的关系：
分子
共价键 的极性
分子中正负电荷中心
分子的极性
举例
范德华力的本质
二、范德华力和氢键
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子还能够跟另外一个电负性大的原子Y之间产生静电引力的作用，成为氢键，表示为：X-H…Y（X、Y为N、O、F）。 氢键的特征
氢键既有方向性（X-H…Y尽可能在同一条直线上），又有饱和性（X-H只能和一个Y原子结合）。 氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。
无机化学 分子的结构和性质-6.3 分子的几何构型
键
电
子
对
离ClN
原124o
子
21'
较
远
，
键H电
子1对21o之H间
斥
力
较小，因11此1o18N' FC3分= O子中键角较小C些=。C 118o
Cl
H
H
②中心原子和配位原子的电负性大小也
: :
:
影响键角。例如：
N
H H 107o18'
F
H
N
102o
F
F
P H H H 93o18'
中心原子电负性大者，键角较大；配
A结构为稳定构型，分子为近似T型结构！
Ex 2: 推测I3－分子的几何构型?
解：中心I原子的VP=1/2(7+2＋1)=5; LP=1/2(8-2*1)=3
可推测分子内中心原子价层电子对理想 几何构型为三角双锥，键电子对和孤电 子对有三种排布方式。
I I
I
I
I
I
I
I
I
A
B
C
I3－可能
处于90o夹角位置的机会
2p
sp3杂化
109 28’ C
H
H
H
sp3
另外有些分子的成键，表面看与CH4分子的 成键毫无共同之处。如：NH3的成键似乎与 BF3 分 子 类 似 ， 中 心 原 子 也 将 采 取 sp2 杂 化 的方式成键 ，键角为120°。但实测结果 107°18´，与109°28 ´更接近些。H2O分 子的成键与BeCl2类似，中心原子采取sp杂 化，键角为180° ，实测结果为104°45 ´ ， 与109°28 ´接近。
电子对的
《分子的结构与性质》课件
分子的挑战与机遇
01
理论计算方法的改进
目前的理论计算方法仍面临一些挑战，如精度与计算效率的平衡、多尺
度模拟等，需要不断改进和优化。
02
实验技术的创新
实验技术是研究分子结构和性质的重要手段，需要不断探索和创新实验
方法，提高测量精度和灵敏度。
03
跨学科合作与人才培养
加强跨学科合作与人才培养是推动分子科学发展的关键，需要促进不同
分子的未来发展
新型分子材料的开发
随着材料科学的发展，未来将开发出更多具有优异性能的新型分 子材料，应用于能源、环保等领域。
分子机器与分子器件
随着纳米技术的发展，分子机器和分子器件将成为研究热点，有望 在信息技术、生物医学等领域发挥重要作用。
跨学科融合发展
分子科学与其他学科的交叉融合将进一步加深，如物理、化学、生 物学、医学等，为解决复杂问题提供更多思路和方法。
通过研究生物大分子的结构和性质，可以深入了解生 物体的代谢过程、基因表达、细胞信号转导等生命活 动。同时，了解分子的结构和性质也有助于发现新的 药物靶点，为疾病治疗提供新的思路和方法。例如， 针对某些蛋白质分子的结构和性质，可以设计出具有 特定功能的药物分子，用于治疗癌症、神经退行性疾 病等重大疾病。
01
分子由原子组成，原子通过 共价键或离子键结合形成分
子。
02
分子中的原子可以相同也可 以不同，相同原子的分子称 为单质，不同原子的分子称
为化合物。
03
分子中的原子之间存在化学 键，化学键的类型包括共价
键、离子键、金属键等。
分子的种类
根据分子中原子之间的结合方式 ，可以分为共价分子、离子分子
和金属分子。
VS
第六章 分子结构及性质
第六章分子结构及性质思考题解析1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素原子之间易形成离子键。
哪些元素原子之间易形成共价键？解：周期表中的ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA族元素原子之间由于电负性相差巨大，易形成离子键，而处于周期表中间的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。
2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。
（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。
（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
（3）sp2杂化轨道是有某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。
（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。
（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp3杂化，因此这些分子都是正四面体形。
（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。
（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。
解：（1）不正确。
这只能对双原子分子而言。
（2）不正确。
这只能对双原子分子而言。
（3）错。
sp2杂化轨道是由某个原子的n s轨道和两个n p轨道混合形成的。
（4）正确。
（5）错。
CCl4分子呈正四面体，而CHCl3和CH2Cl2分子呈变形四面体。
（6）错。
原子在基态时的成对电子，受激发后有可能拆开参与形成共价键。
（7）错。
如某些分子在成键时发生不等性杂化，则杂化轨道的几何构型与分子的几何构型就不一致。
3．试指出下列分子中哪些含有极性键？Br2CO2H2O H2S CH4解：CO2、H2O、H2S、CH4分子中含有极性键。
4．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论进行解释。
解：BF3分子在成键时发生sp2等性杂化，所以呈平面三角形，而NF3分子在成键时发生sp3不等性杂化，所以呈三角锥形。
5．CH4、H2O、NH3分子中键角最大的是哪个分子？键角最小的是哪个分子？为什么？解：CH4分子的键角最大，H2O分子的键角最小。
CH4分子呈正四面体形，键角为109°28′。
6 分子轨道理论课品
杂化轨道理论的要点 有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道。 杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强， 形成化学键的键能大，生成的分子稳定。 杂化轨道在空间有一定的几何构型。
+_ _+
杂化类型
sp杂化——１个s 轨道＋１个p 轨道
杂化轨 杂化轨 轨道 杂化轨 成键 分子 道数目 道含量 夹角 道构型 类型 构型
σ键、π键
σ键：原子轨道以“头碰头”的形式重 叠所形成的键
x σ s-s
x σ s-p
x
σ p-p 对键轴(x轴)具有圆柱形对称性
σ电子：形成σ键的电子
π键：原子轨道以“肩并肩”的形式重 叠所形成的键
zz
对xy平面具有反对称性
yy π pz-pz
即重叠部分对xy平面 x 的上、下两侧，形状
相同、符号相反
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。 化学键种类：共价键、离子键、金属键。
•共价键理论： •Lewis理论(1916年) •价键理论(1927年, 1930年) •杂化轨道理论(1931年) •价层电子对互斥理论(1940年) •分子轨道理论(20世纪20年代末)
一、离子键及离子化合物：
¨¨
/\ FF
3、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
_
+ +
+
_
+ 不能成键
_+ +
能成键
4、共价键的类型
按键是否有极性分：
极性共共价价键键强的极类性型键:如 H－Cl
共价键
弱极性键:如 H－I
非极性共价键:如 H－H、Cl－Cl
有机化学上第六章-立体化学
第三十四页，共63页。
注意
• 外消旋体与内消旋体都没有旋光性，但 它们有本质的不同：
• 外消旋体是等量左旋体和右旋体的混合 物，可拆分；
• 内消旋体是分子内有对称面的单一化合 物，不可拆分。
第三十五页，共63页。
(六) 手性中心的产生
• 〔2〕判断分子中有无对称面和对称中心 在立体化学中有重要意义。
第九页，共63页。
(三) 手性分子的性质——光学活性
光学活性：手性分子可以使平面偏振光发生偏转的性质〔旋光性〕
(1) 偏振光
• 光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。
• 普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动。
• 偏振光——只在一个平面上振动。
手性中心的产生与手性合成有密切关系。
(1) 第一个手性中心的产生 (自学)
产 生 第 一 手 性 碳
CH3CH2CH2CH3 Cl2
CH3*CHCH2CH3 +其 他 产 物 Cl
前 手 性 碳
外 消 旋 体
当产生第一个手性中心时，两个氢原子被取代的概率
均等，生成的对映体的量相等，产物没有旋光性，是一 个外消旋体。即从非手性反响物合成手性产物时常得到 外消旋体。
HO CH3 赤式
前后
H
H3C
Cl
HO
CH3
H
赤式 前后
前后碳旋转方向不同
前后碳旋转方向相同
“苏式〞、“赤式〞的概念在研究有机反响的立体化 学关系和反响机理时常会遇到。
第三十三页，共63页。
(2) 具有两个相同手性碳原子的对映异构
酒石酸分子中含有2个＊C，可能的异构体有：
无机化学第6章
与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性 （3）离子键没有饱和性
只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。
（4）键的离子性与元素的电负性有关
X > 1.7，发生电子转移，形成离子键； X < 1.7，不发生电子转移，形成共价键。
xA-xB 离子性百分率(%) 离子键中键的极性 0.2 01 0.4 04 元素电负性的关系 0.6 09 0.8 15 1.0 22 1.2 30 1.4 39 1.6 47 1.8 55 2.0 63 2.2 70 2.4 76 也可用 Hannay & Smyth 公式 2.6 82 2.8 86 来计算键的离子性。 3.0 89 离子性=[16(△x)+3.5 (△x)2]×100% 3.2 92
第一节 键参数
键参数
表征化学键性质的物理量
如 键能、键长、键角
6-1-1 键能
键能：气体分子每断开1mol某键时的焓变 如 HCl (g) 29815K H(g) + Cl(g)
标准态
6-1-1 键能 mol-1 E (H－Cl)= △H =431kJ· 键能可衡量化学键的牢固程度 键能越大，化学键越牢固
1
- ne-
静电引力 nNaCl
ne-
2 6 nCl(3s 2 3p 5 ) n Cl (3s 3p ) E 348.7kJmol1
形成化学键 -450 kJ· mol-1
形成条件 XA – XB > 2.0
1.离子键的形成
系统能量的变化 带有相反电荷的两个离子(例如A+和B-) 彼引接近的过程中, 系统能量的变化可 表示为两核之间距离的函数。
H2分子的形成
高中化学_分子的结构与性质
分子的结构与性质【知识动脉】知识框架厂产生原因：共价键的方向性r sp3决定因素：杂化轨道方式[sp2分子的空间构型sp空间构型的判断：VSEPF理论空间构型决定性质[等电子原理Q Y手性分子'配合物一、杂化轨道理论1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。
思考：甲烷分子的轨道是如何形成的呢？形成甲烷分子时，中心原子的2s和2p x, 2p y，2p z等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于S轨道，也不同于p轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2杂化和sp杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
思考：思考：怎样判断有几个轨道参与了杂化？［讨论总结］:三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为______ 。
的直线型杂化轨道，SF2杂化轨道为___________ °的平面三角形，SF3杂化轨道为__________ ° _____ '的正四面体构型。
小结：HCN中C原子以sp杂化，CHO中C原子以sp杂化；HCN中含有2个（T键和2n键；CHO中含有3^ 键和1个n 键【例1】（09江苏卷21 A部分）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。
生物质气（主要成分为CO CO、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为____ 。
甲醛分子的空间构型是 _______ ; 1mol甲醛分子中（T键的数目为_______ 。
2解析与评价：甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp杂化；分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢S键，1mol碳氧S键，故含有S键的数目为3N A答案：sp2平面型3N A【变式训练1】（09宁夏卷38）［化学一选修物质结构与性质］（15分）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。
无机化学第四版第六章思考题与习题答案
无机化学第四版第六章思考题与习题答案work Information Technology Company.2020YEAR第六章分子的结构与性质思考题1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素之间易形成离子键，哪些元素之间易形成共价键。
答：ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA元素之间由于电负性相差较大，易形成离子键，而处于周期表中部的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。
2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。
（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。
不一定，对双原子分子是正确的。
（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
不一定，对双原子分子是正确的。
（3）sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。
×由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。
（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。
√（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp2杂化，因此这些分子都呈四面体形。
×sp3，CCl4呈正四面体形；CHCl2和CH2Cl2呈变形四面体形。
（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。
×成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。
（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。
×不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。
3．试指出下列分子中那些含有极性键？Br2CO2H2O H2S CH44．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论加以解释。
BF3中的B原子采取SP2杂化，NF3分子的N原子采取不等性的SP3杂化。
5．CH4，H2O，NH3分子中键角最大的是哪个分子键角最小的是哪个分子为什么 CH4键角最大（109028，），C采取等性的SP3杂化，NH3（107018，）， H2O分子中的N、O采用不等性的SP3杂化，H2O分子中的O原子具有2对孤电子对，其键角最小（104045，）。
第六章 化学键和分子结构
第六章化学键和分子结构第一节离子键一、什么是化学键人们已经发现和合成了上千万种物质。
为什么仅仅一百零几种元素的原子能够形成这么多种形形色色的物质呢？原子是怎样互相结合的？为什么两个氢原子能自动结合成氢分子，而两个氦原子不能结合在一起？为什么原子间按一定数目比互相结合？原子结合成分子后，性质为什么与原来的差别很大？为了弄清以上的许多问题，首先，就要在原子结构知识基础上，进一步研究原子在形成分子时的相互作用。
原子既然可以结合成分子，原子之间必然存在着相互作用，这种相互作用不仅存在于直接相邻的原子之间，而且也存在于分子内的非直接相邻的原子之间。
前一种相互作用比较强烈，是使原子相互作用而联结成分子的主要因素，破坏它要消耗比较大的能量。
这种相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用，通常叫做化学键。
化学键的主要类型有离子键、共价键、金属键等，在这一章里，我们先学习离子键和共价键。
二、离子键我们已经知道，金属钠跟氯气能发生反应，生成氯化钠：2Na+Cl2＝2NaCl因为钠原子的电离能很小，容易失去电子，而氯原子很容易结合电子。
当钠跟氯气起反应时，钠原子的3s电子转移到氯原子的3p轨道上：钠原子失去1个3s电子，形成类似氖原子的稳定电子层结构，带上一个单位正电荷，成为钠离子(Na+)；氯原子得到1个电子，形成类似氩原子的稳定电子层结构，带上一个单位负由荷，成为氯离子(Cl-)。
钠离子和氯离子之间除了有静电相互吸引作用外，还有电子与电子、原子核与原子核之间的相互排斥作用。
当两种离子接近到某一定距离时，吸引和排斥作用达到了平衡，于是阴、阳离子之间就形成了稳定的化学键。
在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，为了简便起见，我们可以在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子。
这种式子叫做电子式。
例如·也可以用电子式来表示分子(或离子)的生成。
例如，氯化钠的生成可以用电子式表示如下：象氯化钠那样，阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。
第6章 分子的结构与性质
键长和键角是描述分子几何结构的两个要素。
分子或晶体中相邻原子（或离子）间强烈的相互 吸引作用称为化学键。
共价键—Ch6 离子键—Ch7 金属键—Ch7 配位键—Ch8
6.2 价键理论
6.2.1 共价键
2. 化学键：分子或晶体内部，原子（或离子）之间存 在着较强烈的相互作用力。化学上把分子或晶体中相 邻原子（或离子）间强烈的相互吸引作用称为化学键。
§6.1 化学键参数 §6.2 价键理论 §6.3 分子的几何构型 杂化轨道理论 *价层电子对互斥理论 §6.4 分子轨道理论 §6.5 分子间力和氢键
6.1键参数 凡能表征化学键性质的物理量统称为键参数。
化学键的强度： 键级 (B.O.) 键能 (E)
分子的空间构型： 键长 键角
化学键的极性： 键距 (键的偶极距 u = q l )
6.1.1 键能 E°
在标准条件下将1摩尔的气态AB分子中的化学键断 开，使每个AB分子离解成两个中性气态原子A + B时 所需的能量或者所释放的能量。
当两个自旋方向相反的电子相互靠近时，两个1s原 子轨道发生重叠(波函数相加)，核间形成一个电子概 率密度较大的区域， 两个H原于核都被电子概率密 度大的电子云吸引，系统能量降低，当核间距达到 平衡距离R0(74pm)时，系统能量达到最低点----基态。 如果两个H原子核再接近，原子核间斥力增大．使 系统的能量迅速升高，排斥作用又将H原子推回平 衡位置。
ns-np杂化，ns-np-nd杂化，(n-1)d-ns-np杂化 ② 杂化轨道成键能力大于未杂化轨道。
+
+–
无机化学知识点学习笔记 (6)
《无机化学》学习笔记六第六章分子的结构与性质1.能从价键理论理解共价键的形成、特性(方向性、饱和性)和类型(σ键、π键)。
2.熟悉杂化轨道理论，掌握分子几何构型与杂化轨道类型的对应关系。
3.了解键参数、离子键及键型过渡的概念。
4.初步熟悉分子轨道理论及应用。
5.熟悉分子间力、氢键、分子极化及其对物质性质的影响。
知识点：1.键长：分子内成键两原子核间的平衡距离。
2.键角:在分子中两个相邻化学键之间的夹角。
3.价键理论(电子配对法)要点：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；成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固——最大重叠原理。
4.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。
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。
5.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。
6.配位共价键：共用电子对由一个原子单方面提供所形成的共价键。
形成条件：一个原子价层有孤电子对(电子给予体)；另一个原子价层有空轨道(电子接受体)。
7.杂化轨道理论的要点：（1）原子成键时,参与成键的若干个能级相近的原子轨道相互“混杂”,组成一组新轨道(杂化轨道),这一过程叫原子轨道的“杂化”。
（2）有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂化轨道。
（3）杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强，形成化学键的键能大，生成的分子稳定。
（4）原子轨道杂化时，一般使成对电子激发到空轨道而成单个电子，其所需的能量完全由成键时放出的能量予以补偿。
（5）孤立原子轨道本身并不杂化，只有当原子相互结合的过程中需发生原子轨道的最大重叠，才会使原子内原来的轨道发生杂化以发挥更强的成键能力。
8.分子轨道的基本概念：（1）把分子作为一个整体，电子在整个分子中运动。
分子中的每个电子都处在一定的分子轨道上，具有一定的能量。
分子的结构和性质
第六章分子的结构和性质【自测题】一、是非题1．离子化合物中粒子间的化学键是离子键，是靠库仑引力结合在一起的。
形成共价键的两原子间结合力则不存在库仑引力。
2．晶格能、键能等都能代表离子化合物中离子间结合力大小，但通常人们都用晶格能的数据，因为稳定的离子化合物常温下都是固体。
3．两原子间可以形成多重键，但两个以上的原子间不可能形成多重键。
4．键的极性越大，键就越强。
5．NH3分子中键电离能的总和大于N2的电离解能，但NH3容易氧化，N2则很困难，这是因为衡量一个分子的反应性，主要是看打破第一个键所需的能量，而不是打破所有键所需的总能量。
6．偶极分子中一定有极性键存在，有极性键的分子不一定是偶极分子。
7．具有四面体构型的分子，其中心原子所采用的杂化轨道的类型是sp3，凡是中心原子采用sp3杂化的分子，其空间构型必定是四面休。
8．键合原子之间如果存在三键，则其成键轨道多是sp杂化轨道，反之以sp杂化轨道成键的分子，不一定具有三键。
9．分子间范德华力的大小与分子的大小有很大关系，在结构相似的情况下，分子越大，范德华力也越大。
二、选择题1．NaCl晶体中Na+和Cl–离子周围均是由6个相反离子按八面体形状排列的。
解释这样的结构，可以用。
A．杂化轨道B．键的极性C．离子的大小D．离子的电荷−CaCl2的反应之所以能进行，包括下列几方面原因，但最主要的原因2．Ca +Cl2−→是。
A．钙的解离能较小B．氯的电子亲合能较大C．CaCl2中的键能较大D．CaCl2的晶格能较大3．N2分子很稳定，因为N2分子中。
A．不存在反键轨道B．形成三重键C．分子比较小D．满足八隅体结构4．多原子分子中非中心原子最外层未成键电子对(孤对电子)的存在对键角。
A．有影响，使键角增大B．有影响，使键角减小C．有影响，使键角增大或减小D．大多数情况下影响很小5．第二周期元素双原子分子中有未成对电子的分子有。
A．O2、Be2两种B．C2、N2两种C．B2、O2两种D．Be2、C2两种6．下列四种卤化物中，离子特征百分数变大的顺序是。
无机化学第四版第六章思考题与习题答案
第六章分子的结构与性质思考题1．根据元素在周期表中的位置，试推测哪些元素之间易形成离子键，哪些元素之间易形成共价键。
答：ⅠA、ⅡA族与ⅥA、ⅦA元素之间由于电负性相差较大，易形成离子键，而处于周期表中部的主族元素原子之间由于电负性相差不大，易形成共价键。
2．下列说法中哪些是不正确的，并说明理由。
（1）键能越大，键越牢固，分子也越稳定。
不一定，对双原子分子是正确的。
（2）共价键的键长等于成键原子共价半径之和。
不一定，对双原子分子是正确的。
（3）sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。
×由一个ns轨道和两个np轨道杂化而成。
（4）中心原子中的几个原子轨道杂化时，必形成数目相同的杂化轨道。
√（5）在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都采用sp2杂化，因此这些分子都呈四面体形。
×sp3，CCl4呈正四面体形；CHCl2和CH2Cl2呈变形四面体形。
（6）原子在基态时没有未成对电子，就一定不能形成共价键。
×成对的电子可以被激发成单电子而参与成键。
（7）杂化轨道的几何构型决定了分子的几何构型。
×不等性的杂化轨道的几何构型与分子的几何构型不一致。
3．试指出下列分子中那些含有极性键？Br2CO2H2O H2S CH44．BF3分子具有平面三角形构型，而NF3分子却是三角锥构型，试用杂化轨道理论加以解释。
BF3中的B原子采取SP2杂化，NF3分子的N原子采取不等性的SP3杂化。
5．CH4，H2O，NH3分子中键角最大的是哪个分子? 键角最小的是哪个分子? 为什么?CH4键角最大（109028，），C采取等性的SP3杂化，NH3（107018，）， H2O分子中的N、O采用不等性的SP3杂化，H2O分子中的O原子具有2对孤电子对，其键角最小（104045，）。
6．解释下列各组物质分子中键角的变化（括号内为键角数值）。
（1） PF3(97.8°)，PCl3(100.3°)，PBr3(101.5°)中心原子相同，配体原子F、Cl、Br的电负性逐渐减小，键电子对的斥力逐渐增加，所以键角逐渐增加（2） H2O(104°45')，H2S(92°16')，H2Se(91°)配位原子相同，中心原子的电负性逐渐减小，键电子对的斥力逐渐减小，所以键角逐渐减小7．试用分子轨道法写出下列分子或粒子的分子轨道表示式，并指出其中有哪几种键？是顺磁性、还是反磁性的物质?O 2 O 22- N 2 N 22-O 2和N 2见教材，O 22-和N 22-的分子轨道分别为： O 22-()()()()()()()()()222222222112222222x y z y z s s s s p p p p p σσσσσππππ****⎡⎤⎢⎥⎣⎦具有1个双电子的σ键，是反磁性物质。
分子的结构与性质
第六章分子的结构与性质键参数凡能表征化学键性质的物理量都称为键参数。
一、键能（Eθ）键能——气体分子每断裂单位物质的量的某键时的焓变，二、键长（L b）分子内成键两原子核间的平衡距离——键长（L b），可用光谱测定。
三、键角分子中两个相邻化学键间的夹角称键角，见P155图，它可用分子光谱或X射线衍射法测得。
价键理论现代共价键理论有价键理论和分子轨道理论，着重讲价键理论。
（一）共价键1、共价键的形成共价键——原子间成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。
2、价键理论要点应用量子力学研究H2分子的结果，推广到其它分子体系，从而发展为价键理论（1）两原子接近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键。
（2）成键电子的原子轨道如能重叠越多，形成的共价键越牢固——最大重叠原理。
3、共价键的特征（1）饱和性据要点（1）可推知，一个原子有几个未成对电子，一般就只能和几个自旋方向相反的电子配对成键，如N≡N，说明一个原子形成共价键的能力是有限的，这就决定了共价键具有饱和性。
有些原子中本来为未成对电子，在特定条件（①原子外层有空轨道，②相化合的原子必须电负性大）下也可被拆开为单电子而参与成键，如SF6的形成。
此为激发成键。
（2）方向性据要点（2）可推知，成键电子的原子轨道只有沿轨道伸展方向进行重叠（S轨道除外），才会有最大重叠，所以有方向性，如H2O分子。
4、原子轨道的重叠只有当原子轨道对称性相同（原子轨道中“+”“-”符号表明对称性）的部分重叠，两原子间才会有概率密度（电子云）较大的区域，才能形成共价键，称对称性原则。
（原子轨道角度分布图中“+”“－”表示此图形的对称关系：符号相同，表示对称性相同；符号相反，表示对称性不同或反对称）（二）离子键离子键本质——阳、阴离子间静电引力而形成的化学键。
离子键可存在于气体分子（如Na+、Cl-离子型分子内），但大量存在于离子晶体中。
特征—无饱和性、无方向性。
（三）键型过渡极性键就是介于非极性键与离子键间的过渡键型。
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美国L. Pauling发展，1930年 提出杂化轨道法，建立了现 代价键理论。
W.Heitler
F.London
一、共价键的形成
L.Pauling
以H2为例
H2分子的形成
两个电子自旋方式相反的H，靠近、重叠，核间形成一个电 子概率密度较大的区域，系统能量降低，形成氢分子。
二、价键理论要点 ❖未成对的价电子自旋方向相反。 ❖原子轨道最大程度地重叠。
正八面体(90°, 180°)
❖ 确定孤对电子数和分子空间构型
➢LP=0 ，分子的空间构型=电子对的空间构型
1
BeH2 VP= 2 (2+2)=2
1
BF3 VP= 2 (3+3)=3
LP = 0 LP = 0
1
CH4 VP= 2 (4+4)=4 LP = 0
PC15
VP= 1 (5+5)=5
2
1
SF6 VP= 2 (6+6)=6
LP = 0 LP = 0
➢LP ≠0 ，电子对的空间构型使价层电子对斥力最小
总电子 电子对 成键 未成对 分子构型 对数 理想构型 电子对 电子对
实例
2
2
0
3
0
3
3
1
总电子 电子对 成键 未成对 分子构型 对数 理想构型 电子对 电子对
实例
4
0
4
3
1
2
2
总电子 电子对 成键 未成对 分子构型 对数 理想构型 电子对 电子对
SF6
sp3d2
小结
杂化类型与分子的几何构型
共用
电子
2
3
4
对数
5
6
结构
杂化 轨道 理想 夹角
直线型
平面 三角形
sp
sp2
正四 面体
sp3
三角 双锥
dsp3
正八 面体
d2sp3
6.3.2 价电子对互斥理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion，VSEPR）
越 大
2.8-2.1=0.7 H ᬬBr:
键 的 极
3.0-2.1=0.9 H ᬬCl:
性 越 强
4.0-2.1=1.9 H ᬬF:
极性键
4.0-0.9=3.1 Na ¨¨·F: Na+ F- 离子键
6.3.1 杂化轨道理论
一、价键理论的局限性
价键理论能较好地说明一些双原 子分子价键的形成。
实例
２
1 2
s、12p
180°
直线形
σ键
直线形 BeCl2、CO2
❖ sp2杂化—１个s 轨道＋2个p 轨道 例 BF3
2p
2s
2s
激发
2p sp2
杂化 3个 sp2 杂化轨道
F
120°
B
杂化轨道 杂化轨道 轨道夹 杂化轨道 成键
数目
含量
角
构型 类型
3
1 3
s、
23p
120° 正三角形
σ键
分子 构型
3d
方向性 为了实现最大重叠，决定了共价键的方向性。
+ -+
+ -+
- ++
四、原子轨道的重叠
原子轨道重叠必须满足3个条件：⑴能量近似原则； ⑵最大重叠原则；⑶对称性匹配原则。
对称性匹配原则 原子轨道波函数相同的部分才能发生有效重叠
对称性匹配时，原子间概率密度增大,形成化学键。
＋＋ s-s
py-py
杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变。
总之，杂化后的轨道 变了
轨道成分变了 轨道的能量变了 轨道的形状变了
结果当然是更有利于成键！
轨道为什么要进行杂化呢？
＋＋ ＋ －
＋－
注意
●原子轨道杂化是指同一个原子能量相近、类型不同的轨道
进行杂化，不同原子间的原子轨道不能进行杂化。
●原子轨道杂化只有在分子的形成过程中、原子间相互影响
HCl (g) 标准态 H(g) + Cl (g) E (H-Cl)=△H =431kJ·mol-1
键能越大，化学键越牢固
•双原子分子，键能=键的解离能(D)
H2
(g)
29815K 标准态
2H(g)
E (H-H)=D =436kJ·mol-1
• 多原子分子，键能=逐级离解能的平均值。
H-OH (g) → H (g) + OH (g) D (H-OH) = 498 kJ·mol-1
正三角形
C2H4的分子结构图
A
26
❖sp3杂化—１个s 轨道＋3个p 轨道 例 CH4
2p
2p
sp3
2s
2s
激发
杂化 四个 sp3 杂化轨道
H
109 28´
C
H
H
杂化轨 杂化轨道 道数目 含量
4
1 4
s、
3 4p
H
轨道夹角
杂化轨道构 型
成键类型
109 28´ 正四面体 σ键
分子 构型
正四面体
乙烷的空间构型
第六章 分子结构
6.1 键参数 6.2 共价键 6.3 分子的几何构型 6.4 分子轨道理论（MO） 6.5 分子间力和氢键
键参数：表征化学键性质的量。 键能、键级、键长、键角等。
6.1.1 键能 (Bond Energy, B.E.)
键能： 298.15K、标准态，气体分子每断开1mol某键时的焓变 298.15K
一、基本要点
N. Sidgwick
1940年提出，用 于讨论分子的几 何构型，但不涉 及成键过程和键 的稳定性。
✓分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数 目有关
VP = BP + LP 价层 成键 孤对 ✓ 价层电子对尽可能远离, 以使斥力最小
LP-LP > LP-BP > BP-BP ✓根据 VP 和 LP 的数目, 可以推测出分子的空间构型
dxy-px
px-s
对称性不匹配时，原子间概率密度几乎为零，难成键。
px-s px-px
py-py
dxy-px
6.2.2 共价键的类型
键的极性
极 性 共 非 极 性
共 价价 键键强 弱
极 极
性 性
共 共
价如键：H2O，HCl 价如键：H2S，HI
轨道重叠具有的对称性
一、键
σ键、π键、δ键
原子轨道以“头碰头”的形式重叠所形成的键。
电子给予体 O
2p
σ键
π配键→
··
:C—O:
π键→ · ·
价键结构式
:C: O
电子式
C=O
分子结构式
6.2.3 离子键及键型过渡 本质：阳、阴离子之间的静电引力
离子键 存在：离子晶体和少量气态分子中 特征：无方向性和饱和性
NaCl
CsCl
离子键中键的极性与元素电负性的关系
可用 Hannay & Smyth 公式来计 算键的离子性。 离子性(%)=[16(△x)+3.5 (△x)2]
OH(g) → H(g) + O(g) D (O-H) = 428 kJ·mol-1
E (O-H)=½{D (H-OH)+ D (O-H)}=463kJ·mol-1
同一种键在不同分子中，键能大小可能不同。
N2O4(g)中 N2H4(g)中
D (N-N) = 167 kJ·mol-1 D (N-N) = 247 kJ·mol-1
二、推测AXnEm分子的分子几何构型 ❖ 确定中心原子（A）价电子对数（VP）
BP=n（配位原子个数） LP= 12（A原子价电子总数-配原子单电子总数-离子电荷数） VP=BP+LP
例如 SO42-
BP=n=4 LP=12〔 6-2×4-(-2)〕=0 VP =BP+LP =4
例如 PO43-
BP=n=4 LP=12〔 5-2×4-(-3)〕=0 VP =BP+LP =4
实例
5
0
4
1
5
3
2
孤对电子优先代替 2
3
平伏位置上的原子
和相关键对电子
总电子 电子对 成键 未成对 分子构型 对数 理想构型 电子对 电子对
实例
6
0
SF6
6
5
1
第2对孤对电子优
先代替第1对孤对 4
2
电子反位的原子和
பைடு நூலகம்
相关键对电子
例 推断XeF2分子的几何构型 XeF2 BP=2 LP=3 VP=5 F
才会发生。孤立的原子不会发生杂化。
●轨道杂化、电子激发、重叠成键过程都是同时进行的。
A
22
三、杂化类型与分子的几何构型 ❖ sp杂化—１个s 轨道＋１个p 轨道
+
A
23
BeCl2分子结构
2p
2s
2s
激发
2p
2p
sp
杂化 2个 sp 杂化轨道
Cl
Be
Cl
Cl—Be—Cl 直线形
杂化轨道 杂化轨道 轨道夹 杂化轨道 成键 分子 数目 含量 角 构型 类型 构型
对键轴(x轴)具有圆柱形对称性
二、π键 原子轨道以“肩对肩”的形式重叠所形成的键。
zz yy
重叠部分位于xy平面的
上、下两侧，形状相同、
x
符号相反。
对xy平面具有反对称性
例 N2 价键结构式
·· :N—N:
··
分子结构式