无机化学第6章 化学键和分子结构aPPT课件
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21
BeCl2分子的形成
Be:
激发
杂化
2s 2p
2s 2p
sp 2p
成键 sp — p
22
sp杂化轨道 :
激 发
BeF2 的立体结构为线性
杂 化
23
（2）sp2杂化与平面三角形分子
由1个s轨道和2个p轨道杂化可以产生3个等同的sp2 杂化轨道，每个sp2杂化轨道中含有 s轨道成分和 p 轨道成分，三个杂化轨道之间的夹角为120，轨道 在空间成平面三角形分布。
C 2s2 2p2
px py Pz
..C
O ..
O 2s2 2p4
17
四、 共价键的参数（自学） 键能 键角 键长
定义、意义
18
五 分子的空间构型
(一)杂化轨道的理论
1、基本要点
（1）原子形成分子的过程中，为了增加原子轨道的 成键能力，原子倾向于将能量相近的、类型不同的价 电子轨道重新组合成一组新的轨道。这种原子轨道重 新组合的过程称为杂化，杂化后的原子轨道称杂化轨 道。
结论：共价键的本质在于成键电子所在的
原子轨道发生重叠。
条件是成键的两个原子必须具备自旋相反的未 成对电子。而且，两个原子轨道重叠得越多，所形
成的共价键越牢固。
8
二. 价键（VB）理论的要点
1. 原子必须具备自旋相反的未成对电子，才能配对成键。 一个原子有几个未成对电子，只能形成几个共价键，原
子所能形成的共价键的数目受到其未成对电子数的限制。
• 键原子轨道重叠程度小，电子云分布在键轴平面两侧，
原子核对其控制力小。所以键电子的流动性大，易受外 电场的影响，在化学反应中表现出较大的活泼性。在化合 物中，原子之间首先形成键，然后尽可能多地形成键以 使体系最稳定。所以，如果两原子形成共价单键，此键必 为键，若是多键，则有一个键，其余为键.
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3 配位键 共用电子对由一个原子单独提供而形成的共价键。 电子给予体：具备孤对电子 电子接受体：具备空轨道
第6章 分子结构
2008.09.01
教学课件
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第6章 主要内容
•原子之间的作用力——化学键 •分子中原子在空间的排列——分子构型 •分子之间的相互作用——分子间力 作业：P195-4,7,8,12
2
6.1 离子键（Ionic Bond)
• 一、离子键的定义： • 形成离子键的条件：一般认为，元素电负性
10
11
三. 共价键的类型
1. σ 键 重叠部分沿两核连线呈圆柱形对称.
12
2. π 键 重叠部分对通过两核连线的平面具有镜面反对称.
13
14
N2分子的成键情况
..N
.. N 2s2 2p3
N
N 2s2 2p3 15
键和键比较
• 键原子轨道的重叠程度大，电子云在两原子核之间，受
原子核的控制能力大，不易流动，在一般的化学反应中不 活泼。
相差大于1.7的典型的金属和非金属元素才能形 成离子键，电负性相差越大，键的离子性越强。
以离子键结合化合物称离子型化合物——离子晶体
3
离子键及其特点：
·
·· K·+ :Cl·
→
K+[:C··l:]－
··
··
定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。
特点：既没有方向性，也不具饱和性。
NaCl 晶体（6配位）
此即共价键的饱和性。
熟悉 H2、HCl、Cl2、N2、H2O、SF6 等分子的成键情况. 思考：为什么稀有气体（如He ）以单原子分子形式存在？
2. (1) 对称性匹配条件 原子轨道同号重叠 与电子的运动具有波动性有关
(2) 轨道最大重叠条件
两个原子轨道从角度分布 “凸出” 的方向重叠，此
即共价键的方向性。 9
当两个H原子含有自旋相同的未成对电子，它们互相靠近时， 两个原子轨道不能发生重叠，两核间电子云密度相对减小（几 乎为零），体系能量升高，高于两个孤立的 H 原子能量之和。
这两个 H 原子不能成键，此状态称为 H2 分子推斥态。
(Ψa - Ψb )2 = Ψa2 + Ψb2 - 2ΨaΨb
6
7
H2 分子基态中原子轨道发生重叠可由以下事实证明： H2 分子中核间平衡距离（此时体系的能量最低）为74pm， 而 H 原子的 Bohr 半径为 53pm，显然核间距离小于两个 H 原子半径之和。
24
BF3分子的形成
B:
激发
2s 2p
2s 2p
PF
成键
sp2 — p
杂化 sp2 2p
25
sp2杂化：乙烯
26
（3）sp3杂化与四面体分子
由1个s轨道和3个p轨道杂化可以产生4个等同的sp3杂 化轨道， 四个杂化轨道之间的夹角为109.28，轨道 在空间为四面体分布
27
CH4分子的形成 C:
2s 2p
激发 杂化
2s 2p
swenku.baidu.com3
sH
成键
sp3— s
28
（4）sp3不等性杂化与有关分子的构型
N: 不等性杂化 成键
2s 2p
sp3
sp3 — s
O: 不等性杂化 成键
2s 2p
sp3
4
二、离子的特征：
1、离子的电荷 2、离子的电子构型 （1）负离子 8e （2）正离子
2e构型： Li+、Be2+ 8e构型： Na3+、Al3+、Sc3+、Ti4+ 9-17e： d区元素离子 Fe2+ (3s23p63d6) 18e构型： ds区离子及p区重金属高价离子 18+2构型：p区低氧化态金属离子，（6s2稳定性）Pb2+ Bi3+
（2）杂化轨道的数目等于杂化前原子轨道的数目。 杂化轨道的总能量等于杂化前原子轨道的总能量。
（3））为了减少轨道之间的斥力，杂化轨道在空间 的分布采取最大的夹角。
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2、杂化轨道类型与分子的空间构型
（1）sp杂化与直线型分子 sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道杂化形成的杂化轨 道。1个s轨道和1个p轨道可形成2个sp杂化轨道，每个sp 杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分，两个sp杂化 轨道间的夹角为180，轨道在空间的伸展方向为直线型。
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6.2 价键理论 一、共价键的形成
当两个H原子含有自旋相反的未成对电子，它们互相靠近 时，两个原子轨道发生重叠，两核间电子云密度相对增大，体 系能量降低，低于两个孤立的 H 原子能量之和。这两个 H 原
子相互结合形成稳定的 共价键，此状态称为 H2 分子基态。
(Ψa + Ψb )2 = Ψa2 + Ψb2 + 2ΨaΨb
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BeCl2分子的形成
Be:
激发
杂化
2s 2p
2s 2p
sp 2p
成键 sp — p
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sp杂化轨道 :
激 发
BeF2 的立体结构为线性
杂 化
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（2）sp2杂化与平面三角形分子
由1个s轨道和2个p轨道杂化可以产生3个等同的sp2 杂化轨道，每个sp2杂化轨道中含有 s轨道成分和 p 轨道成分，三个杂化轨道之间的夹角为120，轨道 在空间成平面三角形分布。
C 2s2 2p2
px py Pz
..C
O ..
O 2s2 2p4
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四、 共价键的参数（自学） 键能 键角 键长
定义、意义
18
五 分子的空间构型
(一)杂化轨道的理论
1、基本要点
（1）原子形成分子的过程中，为了增加原子轨道的 成键能力，原子倾向于将能量相近的、类型不同的价 电子轨道重新组合成一组新的轨道。这种原子轨道重 新组合的过程称为杂化，杂化后的原子轨道称杂化轨 道。
结论：共价键的本质在于成键电子所在的
原子轨道发生重叠。
条件是成键的两个原子必须具备自旋相反的未 成对电子。而且，两个原子轨道重叠得越多，所形
成的共价键越牢固。
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二. 价键（VB）理论的要点
1. 原子必须具备自旋相反的未成对电子，才能配对成键。 一个原子有几个未成对电子，只能形成几个共价键，原
子所能形成的共价键的数目受到其未成对电子数的限制。
• 键原子轨道重叠程度小，电子云分布在键轴平面两侧，
原子核对其控制力小。所以键电子的流动性大，易受外 电场的影响，在化学反应中表现出较大的活泼性。在化合 物中，原子之间首先形成键，然后尽可能多地形成键以 使体系最稳定。所以，如果两原子形成共价单键，此键必 为键，若是多键，则有一个键，其余为键.
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3 配位键 共用电子对由一个原子单独提供而形成的共价键。 电子给予体：具备孤对电子 电子接受体：具备空轨道
第6章 分子结构
2008.09.01
教学课件
1
第6章 主要内容
•原子之间的作用力——化学键 •分子中原子在空间的排列——分子构型 •分子之间的相互作用——分子间力 作业：P195-4,7,8,12
2
6.1 离子键（Ionic Bond)
• 一、离子键的定义： • 形成离子键的条件：一般认为，元素电负性
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三. 共价键的类型
1. σ 键 重叠部分沿两核连线呈圆柱形对称.
12
2. π 键 重叠部分对通过两核连线的平面具有镜面反对称.
13
14
N2分子的成键情况
..N
.. N 2s2 2p3
N
N 2s2 2p3 15
键和键比较
• 键原子轨道的重叠程度大，电子云在两原子核之间，受
原子核的控制能力大，不易流动，在一般的化学反应中不 活泼。
相差大于1.7的典型的金属和非金属元素才能形 成离子键，电负性相差越大，键的离子性越强。
以离子键结合化合物称离子型化合物——离子晶体
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离子键及其特点：
·
·· K·+ :Cl·
→
K+[:C··l:]－
··
··
定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。
特点：既没有方向性，也不具饱和性。
NaCl 晶体（6配位）
此即共价键的饱和性。
熟悉 H2、HCl、Cl2、N2、H2O、SF6 等分子的成键情况. 思考：为什么稀有气体（如He ）以单原子分子形式存在？
2. (1) 对称性匹配条件 原子轨道同号重叠 与电子的运动具有波动性有关
(2) 轨道最大重叠条件
两个原子轨道从角度分布 “凸出” 的方向重叠，此
即共价键的方向性。 9
当两个H原子含有自旋相同的未成对电子，它们互相靠近时， 两个原子轨道不能发生重叠，两核间电子云密度相对减小（几 乎为零），体系能量升高，高于两个孤立的 H 原子能量之和。
这两个 H 原子不能成键，此状态称为 H2 分子推斥态。
(Ψa - Ψb )2 = Ψa2 + Ψb2 - 2ΨaΨb
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H2 分子基态中原子轨道发生重叠可由以下事实证明： H2 分子中核间平衡距离（此时体系的能量最低）为74pm， 而 H 原子的 Bohr 半径为 53pm，显然核间距离小于两个 H 原子半径之和。
24
BF3分子的形成
B:
激发
2s 2p
2s 2p
PF
成键
sp2 — p
杂化 sp2 2p
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sp2杂化：乙烯
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（3）sp3杂化与四面体分子
由1个s轨道和3个p轨道杂化可以产生4个等同的sp3杂 化轨道， 四个杂化轨道之间的夹角为109.28，轨道 在空间为四面体分布
27
CH4分子的形成 C:
2s 2p
激发 杂化
2s 2p
swenku.baidu.com3
sH
成键
sp3— s
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（4）sp3不等性杂化与有关分子的构型
N: 不等性杂化 成键
2s 2p
sp3
sp3 — s
O: 不等性杂化 成键
2s 2p
sp3
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二、离子的特征：
1、离子的电荷 2、离子的电子构型 （1）负离子 8e （2）正离子
2e构型： Li+、Be2+ 8e构型： Na3+、Al3+、Sc3+、Ti4+ 9-17e： d区元素离子 Fe2+ (3s23p63d6) 18e构型： ds区离子及p区重金属高价离子 18+2构型：p区低氧化态金属离子，（6s2稳定性）Pb2+ Bi3+
（2）杂化轨道的数目等于杂化前原子轨道的数目。 杂化轨道的总能量等于杂化前原子轨道的总能量。
（3））为了减少轨道之间的斥力，杂化轨道在空间 的分布采取最大的夹角。
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2、杂化轨道类型与分子的空间构型
（1）sp杂化与直线型分子 sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道杂化形成的杂化轨 道。1个s轨道和1个p轨道可形成2个sp杂化轨道，每个sp 杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分，两个sp杂化 轨道间的夹角为180，轨道在空间的伸展方向为直线型。
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6.2 价键理论 一、共价键的形成
当两个H原子含有自旋相反的未成对电子，它们互相靠近 时，两个原子轨道发生重叠，两核间电子云密度相对增大，体 系能量降低，低于两个孤立的 H 原子能量之和。这两个 H 原
子相互结合形成稳定的 共价键，此状态称为 H2 分子基态。
(Ψa + Ψb )2 = Ψa2 + Ψb2 + 2ΨaΨb