有机化学:2 有机化合物的化学键

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分子的极性:可用偶极矩表示,等于各化学键键 矩的向量和
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(二)极化性
是指在外电场作用下,共价键极性发生变化的能力。
或者说极化性是指共价键对外电场的感受能力。

δ+ δ-
Br Br
Br Br E+
μ=0
μ>0
成键原子的电负性越小、半径越大,极化性越强。 键的可极化性对分子的反应性能起重要影响。如: 极性:C-F>C-Cl>C-Br>C-I 极化性:C-F<C-Cl<C-Br<C-I 化学键的活泼性:C-F<C-Cl<C-Br<C-I
形成共价键越牢固,分子也越稳定。 (4源自文库能量相近的原子轨道可进行杂化后形成杂化轨道后
成键。
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2 共价键的特征 (1) 饱和性:成键数=成单电子数 (2) 方向性:沿原子轨道最大重叠方向进行 3. 共价键的类型: 键 :头碰头方式重叠,轨道重叠部分沿键 轴呈圆柱形分布的。 键: 肩并肩方式重叠,轨道重叠部分通 过一个键轴的平面具有镜面反对称性。 π键特点:轨道重叠程度小,成键电子能量 较高,易活动,是化学反应的积极参与者 配位键是由一个原子提供电子对为两个原子 共用而形成的共价键。
电子在整个分子中的运动状态可用波函数表 示,称分子轨道。
分子轨道的求解很困难,一般用近似解法— —原子轨道线性组合法。即认为由成键原子的原子 轨道相互接近、相互作用,重新组合成整体分子轨 道。
组合时:轨道数目不变, 原子轨道数目等于 分子轨道数目。
轨道能量改变: 低于、高于、等于两原子 轨道能量(所有分子轨道能量代数和与所有原子轨道 能量代数和相等)。
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二、 键长 成键原子的原子核之间的平均距离。nm。 C C C C C C C H n m 0 .1 5 4 0 .1 3 4 0 .1 2 0 0 .1 0 9
三、键能 形成共价键过程中体系释放的能量或共价键断裂
过程中体系吸收的能量。 多原子分子中,相同的化学键键能相等。 σ键的键能大于π键。
C Cl C Br C I C C C C 339 285 218 611 837
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四、 键角
呈直线型。如乙炔
的C: 2s12p3
两个sp杂化轨道成两个σ键,两个p轨道成两
个π键。
见书:p16,图2-9和2-10
sp杂化轨道
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乙炔分
有机分子中O原子和N原子也常以杂化轨 道而成键。如O,形成两个单键时,为不 等性sp3杂化,形成双键时,以sp2轨道成 键。
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(二) 分子轨道理论(MO法)
分子轨道理论,电子离域。
常见原子轨道组合有:
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s-s组 合
s-px组合
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px-px组合
py-py组合 pz-pz组合
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注意:这里不能对s、px、py、pz绝对 化,如C的sp3杂化轨道与H的s轨道 的组合相当于s-px组合。
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第二节 共价键的属性
一、共价键的极性与极化性
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基本要点: ①成键时,原子中能量相近的原子轨道可以相
互混合,重新组成新的原子轨道(杂化轨 道) ②杂化轨道空间伸展方向会改变,轨道有更强 的方向性和更强的成键能力。 ③形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子 轨道数目。 ④不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不 同,由此决定了分子的空间几何构型不同。
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杂化轨道的类型
sp3 等性杂化:
一个s轨道和三个p轨道杂化,产生三个等同的
sp3杂化轨道,
sp3杂化轨道间夹角109º28’,
呈四面体结构。如甲烷的形成。C:2s22p2
2s12p3
四个sp3杂化轨道,形成四个σ键。
sp3杂化轨道
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sp2等性杂化:
一个s轨道和二个p轨道杂化,产生三个等同
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+
2
1
+
12
能 量
*=1-2 *
=1+2
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* (* ) ()
原子轨道组合成分子轨道必备条件:能 量相近、电子云最大重叠、对称性相同。
如氢原子与氯原子结合时,氢原子的1s 轨道与氯原子的3p轨道能量相近,而且只能与3p x 以波相相同时的组合才能形成最大重叠的组合, 成为有效的共价键,与其他轨道的组合由于重叠 程度过小无意义,与3px波相相反时的组合形成的 是反键轨道,能量高,不利于分子的稳定。
(一)极性 不同原子间形成的共价键,由于原子电负性的不同,
正负电荷重心不再重合,电负性大的一端显负电, 电负性小的一端显正电。即在键的两端出现了正 极和负极,这样的共价键具有极性,称极性共价 键,简称极性键。
相同原子形成共价键电荷均匀分布,是非极性 键。 键矩定义为:μ=q×d (D) 键的极性大小主要由成键原子间的电负性差值决定。 电负性差值越大,键的极性就越强。
第二章 有机化合物的化学键
▪ 第一节 共价键的形成 一、化学键的类型 二、共价键的形成
(一) 价键理论(VB法)
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1.理论要点: (1)两个原子相互接近时,自旋方向相反的单电子可以
配对形成共价键。 (2)电子配对时放出能量越多,形成的化学键越稳定。 (3)原子轨道重叠部分越大,两核间电子概率越大,所
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Cl: 3s2 3p5 3px1 3py2 3pz2

:头碰头方式重叠 精品课件
p-p
键: 肩并肩方式重叠 键
N: 2s2 2p3 2px1 2py1 2pz
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杂化轨道理论 杂化的概念 原子在形成分子时,由于原子间相互
作用的影响,若干不同类型能量相近的原 子轨道混合起来,重新组合成一组新轨道, 这种重新组合的过程称杂化。
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CH4 CH3 CH2 CH
CH3 + H CH2 + H CH + H C +H
Ed/kJ mol-1 435 443 443 339
C-H键键能 = 415kJ/mol 键能用于反映共价键的强度,键能愈大则键愈稳定。
CC CHCN COCF kJ/mol-1 347 415 305 360 485
的sp2杂化轨道,sp2杂化轨道间夹角120º,呈平
面三角形。如乙烯
形成,C: 2s12p3
三个sp2杂化轨道(三个σ键)和一个p轨道(一
个π键)。见书:p15,图2-6和2-7
sp 等性杂化
sp2杂化轨道
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乙烯
sp杂化
一个s 轨道和一个 p 轨道杂化形成二个等同
的 sp 杂化轨道sp - sp轨道间夹角180°,
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