医用基础化学共价键和分子间作用力课件

第一节 现代价键理论(VB法)
(2) 共价键的方向性 原子轨道最大重叠原理：
成键时，两原子轨道重叠愈多，两核间电子云 愈密集，形成的共价键愈牢固，能量愈低。
方向性： 共价键的形成将尽可能沿着原子轨道最大程度
重叠的方向进行。
举例：HCl分子的形成。
第一节 现代价键理论(VB法)
共价键的方向性示意图(HCl分子的形成)
(a) 有效重叠
(b) 无效重叠 (c) 无效重叠
第一节 现代价键理论(VB法)
共价键的方向性示意图
第一节 现代价键理论(VB法)
3. 共价键的类型:
(1) 按原子轨道重叠方式不同，共价键分为
键 (sigma bond) : 两个原子的原子轨道(s-s、px-s、px-
px)沿着键轴方向以“头碰头”的方式重叠形成的
4. 共价键参数(了解)
键长：•分子中成键原子两核间的平均距离。 •两原子形成同型共价键的键长越短，键越稳定。
键角：•分子中同一个原子形成的相邻两个键间的夹角。 •如H2O分子中的键角为104º45′， CO2分子中 的键角为180º
键能：•共价键强弱的量度。 •一般键能越大，共价键强度越大。
共价键。(键轴指两原子核间连线方向，设为x轴。)
键(pi bond) : 是两个原子的原子轨道(py-py和pz-pz)沿键
轴方向以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。
第一节 现代价键理论(VB法)
s-s
键(s-s)、 (px -s) px -s
第一节 现代价键理论(VB法)
键( px - px)
二、VB法要点: 1. 共价键的形成:
一是原子在化合前有自旋方向相反的单电子；
前提条件
二是单电子所处的两原子轨道重叠。
[本质]自旋相反的单电子所处的两原子轨道重 叠、单电子两两配对，使电子云密集于两核之 间，系统能量降低，形成共价键。
第一节 现代价键理论(VB法)
2.共价键的饱和性和方向性
(1) 饱和性: 两原子自旋相反的单电子配对之后，不能再与第三
心重合的共价键。 同种原子形成的共价键。 例如H2、O2、N2等分子形成非极性共价键。
极性共价键: 键的正、负电荷重心不重合形成的共价键。
不同种的原子形成的共价键。 例如NH3分子中N－H键，H2O分子的O－H键等。
δ- δ+
电负性差值越大，极性越大 H－F > H－Cl
第一节 现代价键理论(VB法)
9.1.1 现代价键理论(VB法)
练习1：
试指出下列共价键中各有几个σ键和π键？ 1.C—C， 2.C C， 3.C C
解： 1.碳碳单键为σ键； 2.碳碳双键中1个为σ键，另外1个为π键； 3.碳碳叁键中1个为σ键，另外2个为π键。
第一节 现代价键理论(VB法)
3. 共价键的类型:
(2) 按成键原子形成共用电子对方式的不同分为
能否用价键理论说明CH4分子中共价键的形成 。
CH4分子中C原子的价层电子组态为2s22p2，
有2个单电子， 按价键理论，C原子只能形成2个共价键， 不能解释C原子如何形成4个共价单键，夹角为109o28′的事实。
四、杂化轨道理论
（一）、杂化轨道理论的要点： 1. 杂化(hybridization)：形成分子时，因原子之间相
第十章 共价键和分子间作用力
第一节 现代价键理论 第二节 杂化轨道理论 第三节 价层电子对互斥理论 (自学) 第四节 分子轨道理论简介 (自学) 第五节 分子间作用力
经典价键理论
共价键电子理论: 1916年美国化学家Lewis提出
[要点]认为两个或多个原子可以相互“共有”一对或多对 电子，以便达到稀有气体原子最外层2或8电子层结 构（或称为Lewis结构），而生成稳定的分子。
圆柱型对称
9.1.1 现代价键理论(VB法)
键:
py-py 或 pz-pz
镜面反对称
第一节 现代价键理论(VB法)
N2分子形成示意图
N2分子中，N原子的px、py、pz各有一个单电子， 2个N原子间除形成1个px-pxσ键外，还能形成pypy和pz-pz 2个相互垂直的π键。
第一节 现代价键理论(VB法)
共价键和分子间作用力
第十章 共价键和分子间作用力
化学键(chemical bond) [定义] 分子或晶体中相邻的两个或多个原 子之间强烈的相互作用力。 [种类] 离子键、共价键和金属键。
分子间作用力(intermolecular force)
[定义] 分子之间弱的相互作用力。 [包括] 范德华力(van der Waals force) 和氢键(hydrogen bond)等。
如 H·+ ·H → H∶H 或H－H 分子中的通过共用电子对连接的化学键称为共价键。 局限性:
第一节 现代价键理论(Valence bond theory)
一、氢分子的形成和共价键的本质
两H原子的1s轨 道重叠示意图
两原子轨道重叠、使电 子云密集于两核之间 两个氢原子接近时系统势能变化曲线
第一节 现代价键理论(VB法)
个原子的单电子配对成键，即一个原子有多少个未 成对单电子，就只能配对形成多少个共价键。 例如
He 原子没有单电子，2个He原子不能形成He2分子； Cl 原子有1个单电子，2个Cl原子形成共价单键的Cl2分子； O原子有2个单电子，与2个H原子形成2个共价键的H2O分子； N原子有3个单电子，2个N原子形成共价叁键的N2分子。
键和 键的比较:
共价键类型
σ键
π键
成键轨道 s-s、px-s、px-px
轨道重叠方式 “头碰头”
py-py、pz-pz “肩并肩”
轨道重叠部分 分布
存在情Leabharlann Baidu 稳定性
沿键轴呈圆柱型 对称分布
可单独存在 牢固
垂直于键轴呈 镜面反对称分布
不可单独存在 ， 只与σ键共存于 共价双键和叁键中 不牢固，易断裂
正常共价键：由成键两原子各提供1个电子配
对成键的共价键。
特殊共价键-- 配位键：成键电子由一个原子提供
• 形成条件：
成键原子一方有孤对电子;
另一方有空轨道。 H
• 举例：NH4+
H+←∶NH3
HNH
H
第一节 现代价键理论(VB法)
3. 共价键的类型:
(3)按共用电子对是否偏移分为
非极性共价键: 成键电子对等量共享，键的正、负电荷重