分子结构PPT课件

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2.1 共价键的本质
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2.1 共价键的本质
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2.1 共价键的本质
原子相互接近时轨道重叠，原子 间通过共用自旋相反的电子对使能量 降低而成键。
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2.2 共价键的特点
1、饱和性 2、方向性
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2.3 共价键的类型 σ键 原子轨道以“头碰头”方式重叠，
重叠部分沿键轴成圆柱形对称，轨道 重叠程度大，稳定性高。
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1.3 Lewis理论的缺陷
1、未能揭示共价键的本质。 2、八隅律规则不适合某些分子。如：BF3，SF6。
3 、 难 以 解 释 某 些 分 子 的 特 性 。 如 ： SO2 ， NO。
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1.4 Lewis共振式
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二、价键理论
1927 年 德 国 化 学 家 Heitler 和 London 首 先把量子力学应用到分子结构中，后来 Pauling等人又加以发展，建立了现代价键 理论，简称VB理论（又称电子配对理论）
价分子；
➢ 每一个共价分子都有一个稳定的Lewis结构式。
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1.1 Lewis结构式
八
稀有气体最外层电子构型（8e－）
隅 律
是一种稳定构型，其他原子倾向于共
规 用电子而使它们的最外层转化为稀有
则
气体的8电子稳定构型。
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1.2 Lewis结构式的画法
1、计算所有原子的价电子总数，对离子分别 加、减离子电荷数；
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2.3 共价键的类型 σ键
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2.3 共价键的类型 σ键
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2.3 共价键的类型
π键 原子轨道以“肩并肩”方式重叠，
重叠部分对于通过键轴的一个平面呈镜 面反对称性，轨道重叠程度相对较小， 稳定性较低，是化学反应的积极参与者。
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2.3 共价键的类型 π键
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2.3 共价键的类型 π键
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2.3 共价键的类型
δ键
原子轨道以“面并面”方式重叠
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2.4 价键法的缺陷
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价键理论虽然解释了许多分子（特别是
双原子分子）的形成，但对于一些多原子
分子的空间结构和性能却难以说明。
如：CH4分子的正四面体构型，价键理论 就无法解释。
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三、杂化轨道理论
在形成分子时，同一原子中不同类型、
1.2 Lewis结构式的画法
5、检查每个原子周围是否均有八个电子，如 果中心原子周围达不到八电子，尝试擦去与中 心原子相连原子的一对电子，将其作为电子对 （－），插入中心原子与其之间。直到所有原 子满足八隅律。
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例1. CH4
1、价电子总数：8 2、将原子间用短线连接起来：
3、价电子全部用完，经检查，各原子均满足 八隅律要求，上式即为CH4的Lewis结构式。
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4.4 各种分子类型的空间构型
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各种分子类型的空间构型
(1) 不同键型间的排斥力大小：三键—三键 > 三键—双 键 > 双键— 双键 > 双键—单键 > 单键—单键； (2) 孤电子对(lp)比成键电子对(bp)肥大，所以电子对 间排斥力： lp-lp >> lp-bp > bp-bp； (3) 电负性高的配体，吸引价电子能力强，价电子离中 心原子较远，占据空间角度相对较小。
H2O中O原子的sp3杂化
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3.3 不等性杂化
H2O中O原子的sp3杂化
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3.4 乙烯成键情况讨论
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3.4 乙炔成键情况讨论
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四、价层电子对互斥理论（VSEPR）
1940年斯治维克(Sidgwick)在总结了大
量已知共价分子构型的基础上提出来的。
其中心思想是：共价分子中各价层电子对
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3.1 杂化轨道理论基本要点
4、杂化后轨道在空间的分布使电子云更加集 中，在与其他原子成键时重叠程度更大、成键 能力更强，形成的分子更加稳定；
5、杂化轨道在空间的伸展满足相互间的排斥 力最小，使形成的分子轨道能量更低。
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3.2 常见的杂化类型
sp
BeF2
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3.2 常见的杂化类型
sp
能量相近的原子轨道混合起来，重新分配
能量和空间伸展方向，组成一组新的轨道
的过程称为杂化，新形成的轨道称为杂化
轨道。
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3.1 杂化轨道理论基本要点
1、孤立原子的轨道不发生杂化，只有在形成 分子时轨道的杂化才是可能的；
2、原子中不同类型的原子轨道只有能量相近 的才能杂化；
3、杂化前后轨道的数目不变；
2、写出分子中每个原子的元素符号，并且用 短线（－），代表一对电子，将原子连接起 来；
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1.2 Lewis结构式的画法
3、对除中心原子外的所有原子，加（• ） 到原子周围，每个（• ）代表一个电子， 使它满足八隅律的要求（另外注意，氢原 子只需要两个电子）。
4、把剩余的电子分配到中心原子上。
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3.2 常见的杂化类型
sp
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3.2 常见的杂化类型
sp2
BCl3
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3.2 常见的杂化类型
sp2
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3.2 常见的杂化类型
sp3
CH4
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3.2 常见的杂化类型
sp3
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3.2 常见的杂化类型
sp3d
PCl5
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3.2 常见的杂化类型
sp3d2
SF6
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3.3 不等性杂化
尽可能采取一种完全对称的空间排布，使
相互间的距离保持最远，排斥力最小。
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4.1 常见的价层电子对
孤对 电子
单键
双键
叁键
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4.2 各价层电子对空间构型
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4.3 分子几何构型的判断方法
确定中心原子的价电子对数：
中心原子的价电子数+配体提供的电子数
中心原子的价电子对数=
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(a) H、卤素作为配体只提供1个电子； (b)氧族元素作为配体不提供电子，作为中心原子提供6个电子； (c) 对于离子，应加上或减去离子所带电荷数；
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例2. CO2
1、价电子总数：16 2、将原子间用短线连接起来： 3、将剩余的价电子优先加（• ）到两端的 O原子上，使其满足八隅律的要求。
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例2. CO2
4、价电子已全部用完
5、中心C原子不满足八隅律要求，将两端氧 原子上的各一对电子擦去，将其作为共用电 子对用－插入到氧与碳原子之间。
第十五讲 分子结构
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内容提要
➢ Lewis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 ➢ 离域大Π键 ➢ 分子间作用力和氢键
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一、Lewis理论
➢ 分子中每个原子均应具有稳定的稀有气体原子
理 的外层电子构型； 论 ➢ 分子中原子间通过共用一对或多对电子形成化 要 点 学键，这种化学键称为共价键，形成的分子为共