共價鍵與分子間作用力

共價鍵與分子間作用力1第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月分子或晶體中相鄰原子間強烈的相互作用力稱為化學鍵。離子鍵共價鍵(配位鍵)金屬鍵化學鍵的概念2第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.1離子鍵一、形成與特點

靜電引力

q1，q2

分別為正負離子所帶電量，r為正負離子的核間距離。無方向性和飽和性與任何方向的電性不同的離子相吸引，所以無方向；且只要是正負離子之間，則彼此吸引，即無飽和性。3第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響離子鍵強弱及離子化合物性質(zhì)的因素電荷、半徑:化合物NaINaBrNaClNaFBaOCaOMgO熔點/K935102010741265217328433075電子構(gòu)型:NaCl易溶于水，CuCl難溶于水。4第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

§10.2共價鍵理論一經(jīng)典路易斯理論

1916年，美國科學家Lewis提出共價鍵理論。認為分子中的原子都有形成稀有氣體電子結(jié)構(gòu)的趨勢，求得本身的穩(wěn)定。而達到這種結(jié)構(gòu)，是通過共用最外層的單電子來實現(xiàn)。

例如

H+H=HH

通過共用一對電子，每個H均成為He的電子構(gòu)型，形成一個共價鍵。????5第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月但Lewis沒有說明這種鍵的實質(zhì)，所以適應性不強。在解釋BCl3，PCl5等其中的原子未全部達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的分子時，遇到困難。6第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二、現(xiàn)代價鍵理論

引言：氫分子的共價鍵

計算表明，若兩個1s電子以相同自旋的方式靠近，則

r越小，V越大。此時，不形成化學鍵。V0－Drro7第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

H2

中的化學鍵，可以認為是電子自旋相反配對，結(jié)果使體系的能量降低。從電子云的觀點考慮，可認為H的1s軌道在兩核間重疊，使電子在兩核間出現(xiàn)的幾率大，形成負電區(qū)。兩核吸引核間負電區(qū)，使2個H結(jié)合在一起。8第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月１、現(xiàn)代價鍵理論基本要點(1)具有自旋相反的未成對電子的兩原子相互接近時，原子軌道（電子云）重疊使核間電子云密度增大，體系能量降低，形成穩(wěn)定的共價鍵。(2)兩個成鍵原子的電子云重疊越多，核間電子云密度就越大，形成的共價鍵就越牢固?！榆壍雷畲笾丿B原理。9第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月共價鍵的特征

共價鍵的飽和性

（受自旋相反限制）一個原子上的一個電子只能與另一個原子上自旋方向相反的一個電子配對；一個原子中所含未成對電子數(shù)就是它可能形成共價鍵的數(shù)目。共價鍵的方向性（受最大重疊原理限制）共價鍵的方向性示意圖10第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月s-ss-pp-p1.σ鍵：原子軌道以“頭碰頭”的形式重疊形成的共價鍵。

共價鍵的類型（σ鍵、π鍵、配位鍵）11第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月σ鍵的電子云界面圖σ鍵的特點：

電子云重疊程度大，能量低。故σ鍵比較牢固，是首選成鍵方式。12第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月π鍵:原子軌道以“肩并肩”式重疊形成的共價鍵稱為π鍵。

π鍵特點：電子云重疊程度較小，較活潑，且π鍵一般不能單獨存在。13第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月7N2s22p32s2pN2分子的成鍵方式：14第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月鍵以“頭碰頭”式成鍵重疊程度大鍵較牢固沿鍵軸呈圓柱形對稱自由旋轉(zhuǎn)單獨存在鍵以“肩并肩”式成鍵重疊程度小鍵易斷開在通過鍵軸的平面上下對稱不能旋轉(zhuǎn)只能與鍵共存鍵和鍵的比較15第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月配位鍵共用電子對由某個原子單方提供，另一個原子提供空軌道。16第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月鍵參數(shù)（鍵能、鍵長、鍵角和鍵的極性等）

鍵能(bondenergy)在298K和標準壓力（100kPa）時，將lmol氣態(tài)分子AB拆開，成為氣態(tài)的A原子和B原子所需要的能量。用符號E表示，單位kJ·mol-1。

對雙原子分子：

E=DA-B對于多原子分子：鍵能越大，化學鍵越牢固，分子越穩(wěn)定；單鍵<雙鍵<叁鍵17第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月鍵長分子中兩個原子核間的平衡距離叫做鍵長。通常鍵長越短，鍵越牢固。鍵角在分子中同一原子形成的兩個化學鍵之間的夾角叫鍵角。18第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月鍵的極性非極性共價鍵：成鍵電子云無偏向、正負電荷重心重合的共價鍵。極性共價鍵：成鍵電子云有偏向、正負電荷重心不重合的共價鍵。成鍵原子間的電負性差值越大，鍵的極性就越大。離子鍵可以看成是極性鍵的極限。ClClCl—Cl非極性鍵ClHH—Cl極性鍵-ClNa+Na—Cl離子鍵19第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月8O2s22p42s2p6C2s22p22s2p問題H2O的鍵角為什么為104.5°？如何解釋CH4分子的空間構(gòu)型？20第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1.原子在形成分子的過程中,同一原子能量相近的不同類型的原子軌道改變了原有軌道的狀態(tài)(能量、形狀、方向),重新組合成新的軌道－雜化軌道(一頭大,一頭小)。雜化軌道具有更強的成鍵能力。2.有幾個原子軌道參加雜化,就能組合成幾個雜化軌道?；疽c三、雜化軌道理論21第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月+++-+-++-spspsp3.雜化軌道的空間取向是取盡可能大的鍵角,使相互的排斥作用達到最小，形成的鍵更穩(wěn)定。兩個雜化軌道：直線形三個雜化軌道：平面三角形四個雜化軌道：正四面體形……22第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月a)按參加雜化的軌道分類

s－p型

sp雜化、sp2雜化和sp3雜化；

s－p－d型sp3d雜化、sp3d2雜化等。雜化軌道的類型23第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

b)按雜化軌道能量是否一致分類等性雜化，如C的sp3雜化

4條sp3

雜化軌道能量一致。不等性雜化，如O的sp3雜化

4條sp3雜化軌道能量不相等。24第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月同一層上1個s軌道和l個p軌道間進行雜化，叫做sp雜化。其雜化所形成的軌道，叫做sp雜化軌道。（直線型）

sp雜化激發(fā)雜化+-+-+-BeClCl+-BeCl2的形成過程4Be2s225第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月sp2雜化

同一層上1個s軌道和2個p軌道間的雜化，叫做sp2雜化，其雜化所生成的雜化軌道，叫做sp2雜化軌道。（平面三角形）

激發(fā)雜化+-+-BFF+-+-+-+-FBFFFBF3的形成過程5B26第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月sp3雜化

同一層上1個s軌道和3個p軌道間的雜化，叫做sp3雜化。其雜化所生成的雜化軌道，叫做sp3雜化軌道。（四面體型）

激發(fā)雜化CHHHH109.5°CH4分子形成6C27第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月不等性的sp3雜化

雜化以后的幾個雜化軌道的能量不完全相等。

雜化OH104.5°HH2O呈V形結(jié)構(gòu)8O28第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月雜化NH107.3°HHNH3分子的空間構(gòu)型7N29第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月雜化軌道類型鍵角分子空間構(gòu)型實例等性雜化sp雜化180°直線型BeCl2、HgCl2sp2雜化120°平面正△BF3、BCl3sp3雜化109°28'正四面體CH4、CCl4sp3不等性雜化一對孤電子三角錐NH3、SbCl3兩對孤電子V型H2O、H2S雜化軌道類型與分子空間構(gòu)型的關系小結(jié)30第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月四、價層電子對互斥理論分子的幾何構(gòu)型取決於中心原子價電子層中電子對的相互排斥。2對：直線型；→sp雜化。3對：正三