化学键与分子间作用力ppt课件

据价键理论： O：2s22p4 H：1s1
N：2s22p3 H：1s1
OH H
实验结果： O H
107˚
H
H NH
H
H NH H
104˚40 ́
H NH H
1931年，鲍林在价键理论基础上提出了杂化轨道理论。
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1.杂化轨道理论基本要点
● 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价 电子轨道——杂化轨道
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②π键： 两原子轨道垂直核间联线并相互平行
进行同号重叠(肩并肩)。
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肩 并 肩
“头碰头”
σ键与π键形成示意图
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键型的稳定性： σ 键>π 键 为什么？
问题： 相邻两原子间只能形成 1 个σ键，但可形
成 2 个或 2 个以上的π键。
为什么？
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图2.8 N2分子轨道重叠图
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三、分子的空间构型与杂化轨道（hybrid orbital ）
成键能力
实例
BeX2、CO2、 HgCl2、C2H2
sp2 1个s，2个p
3
1/3s、2/3p
120° 平面三角形
依次增强→ BX3、CO32-、
C2H4
sp3 1个s，3个p
4 1/4s、3/4p
109°28′ 正四面体
CH4、CC3l84、 SiH4、SiCl4
(4) 不等性sp3杂化
NH 3
二、化学键的类型 离子键
共价键
1. 离子键: 由正、负离子之间的静电引力形成的化学键， 称为离子键。
离子键的特点
f q q ● 本质是静电引力（库仑引力）
l2
● 没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定）
即：正负离子近似看作点电荷，所以其作用不 存在方向问题；在空间条件许可的情况下，每 个离子可吸引尽可能多的相反离子。
典型的正、负离子外层电子构型：ns2np6 称8电子构型
如K+ 、Cl - : 3s23p6
F -、 Na+ ： 2s22p6
不典型的正离子外层电子构型还有： 9~17电子构型， 如Fe 3+:3s23p63d5 ，Cu 2+:3s23p63d9 18电子构型， 如Cu +:3s23p63d5 ，Zn 2+:3s23p63d10
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5.3.1 化学键(Chemical Bond) 不同的物质具有不同的外在性质
不同的外在性质反映了物质不同的内部结构
各自内部的结合力不同
一、 化学键的定义 (definition of chemical bond) 化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力。 125~900 kJ/mol
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金属键 存在于金属内部的化学键
ψ1与ψ2符号相同
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重叠
不能重叠
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匹配，最大重叠
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共价键的特点：
•饱和性: 每个原子的未成对电子数是一定的，所 以形成共用电子对的数目也就一定。
H Cl HOH NN
•方向性
指原子间总是尽 可能的沿着原子 轨道最大重叠的 方向成键。
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共价键的键型
①σ键： 原子轨道沿核间
联线方向进行同号重 叠(头碰头)。
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NaCl
CsCl
Arrangement of ions in crystalline sodium chloride and Cesium chloride
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● 键的极性与元素的电负性有关
电负性小 →活泼金属(如K、Na)易形成正离子，K+、 Na+
电负性大 →活泼非金属(如F、Cl)易形成负离子，F -、Cl -
（2）若电子总数大于轨道总数，一定有 Be B C
孤对电子存在，而形成不等性杂化
Al Si
如不等性sp3杂化的元素 ⅤA族
● 杂化前后轨道数目不变
● 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变
变了 总之，杂化后的轨道
Baidu Nhomakorabea
●轨道成分变了 ●轨道的能量变了
结果，当然是更有 利于成键啰！
●轨道的形状变了
2. 杂化形式 等性杂化 不等性杂化
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(1) sp杂化
2s
2p
Be：2s2
BH2的空间构型为直线形 H Be H
2s
2p 激发 2s 2p
HNH 107ο18'
2p
2s
sp3杂化
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H2O
2p
2s
HOH 104ο 30'
sp3杂化
s p3
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判断等性sp3杂化与不等性sp3杂化的依据：
（1）若参加杂化的原子轨道中电子总数小于或等于原子 轨道总数，则可形成等性杂化。
如ⅡA、ⅢA、 ⅣA族元素可分别形成等性sp、sp2、sp3杂化
sp sp杂化
Be采用sp杂化
生成BeH2
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两个sp杂化轨道
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(2) sp2杂化 BF3的空间构型 为平面三角形
F
B
F
F
B： 2s22p1
2p
2s
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2s
2p 激发 2s 2p
sp2 sp2杂化
BF3的形成
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三个sp2杂化轨道
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(3) sp3杂化 CH4的空间构 型为正四面体
C：2s22p2
● 能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何
形状？
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量子力学处理H2分子的结果 两个氢原子电
子自旋方式相反， 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。
核间距 R0为74 pm。 共价键的本质——原子轨道重叠，核间
电子概率密度大吸引原子核而成健。
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价键理论基本要点与共价键的特点 价键理论基本要点： •未成对价电子自旋方式相反； •原子轨道对称性匹配，且最大程度地重叠。
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2.共价键：两原子间通过共用电子对而形成的化学键。
电负性相同或相差不很大
共价键的本质？ (1) 原子轨道的重叠—价键理论 (superposition
of atomic orbital — valence bond theory)
● 电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在 什么关系？
● 怎样解释形成双键和叁键的原子间共享 2 对、 3 对电子？
5.3 化学键与分子间相互作用力 Chemical Bond & Intermolecular Force
5.3.1 化学键(Chemical Bond)
5.3.2 分子的极性与分子的空间构型 (Molecular Polarity and Geometry)
5.3.3 分子间相互作用力 (Intermolecular Force)
2p
2s
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2s
2p 激发 2s 2p
sp3杂化
sp3
CH
的形成
4
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四个sp3杂化轨道
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•等性spn杂化比较：
杂化轨道类型
参与杂化的原 子轨道
sp 1个s，1个p
杂化轨道的数目
杂化轨道的成分 s=1/(1+n) p=n/(1+n)
杂化轨道间的夹 角
空间构型
2
1/2s、1/2p
180° 直线型