第5章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展簡史

一、古代希臘Democritus的原子理論

公元前五世紀，每一種物質(zhì)是由一種原子構(gòu)成的，原子是物質(zhì)最小的、不可再分的、永存不變的微粒。原子“atom”源于希臘語，原意是“不可再分的部分”2大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心二、道爾頓(J.Dalton)的原子理論1805年，英國化學(xué)家，Dalton提出了化學(xué)原子論。認為，每一種元素有一種原子；同種元素的原子質(zhì)量相同，不同種元素的原子質(zhì)量不同；物質(zhì)的最小單位是原子，原子不能再分；一種原子不會轉(zhuǎn)變成為另一種原子；化學(xué)反應(yīng)只是改變了原子的結(jié)合方式，是使反應(yīng)前的物質(zhì)變成了反應(yīng)后的物質(zhì)。3大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心三、湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子并測得了荷質(zhì)比，提出“葡萄干布丁”模型。四、盧瑟福(E.Rutherford)的行星式原子模型4大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.1原子結(jié)構(gòu)的近代概念微觀粒子的波粒二象性波動性——衍射、干涉、偏振…微粒性——光電效應(yīng)例：能量E光子=h

動量p=h/

E光子

,p—微粒性

,

—波動性通過h相聯(lián)系5大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心

1924年，年輕的法國物理學(xué)家LouisdeBroglie（德布羅意）提出實物粒子具有波粒二象性。他提出：電子、質(zhì)子、中子、原子、分子、離子等實物粒子的波長

=h/p=h/mv

3年之后，（1927年），C.J.Davisson（戴維遜）和L.S.Germer（革末）的電子衍射實驗證實了電子運動的波動性——電子衍射圖是電子“波”互相干涉的結(jié)果，證實了deBroglie的預(yù)言。實物粒子的波粒二象性6大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心

ABC電子衍射實驗電子的波動性是電子多次行為的統(tǒng)計結(jié)果，就電子的一次行為來說，并不能確定它將會出現(xiàn)的具體位置，因此電子是一種遵循一定統(tǒng)計規(guī)律的概率波7大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心既然原子核外的電子可以被當作一種波，就應(yīng)該有波動方程來描述電子的運動規(guī)律。物理學(xué)的研究表明，像電子這樣的微觀粒子的運動規(guī)律并不符合牛頓力學(xué)，而應(yīng)該用量子力學(xué)來描述在用量子力學(xué)描述原子核外電子的運動規(guī)律時，也不可能像牛頓力學(xué)描述宏觀物體那樣，明確指出物體某瞬間在什么位置，而只能描述某瞬間電子了某位置上出現(xiàn)的概率為多大。這個概率與描述電子運動情況的“波函數(shù)”（Ψ）的數(shù)值的平方有關(guān)8大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心波函數(shù)本身是描述原子核外電子運動狀態(tài)的函數(shù)。Schr?dinger波動方程是一個二階偏微分方程。對于簡單的氫原子，常用Schr?dinger方程描述m：電子質(zhì)量；E：電子總能量；V：電子的勢能9大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心10大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心3個量子數(shù)(n、l、m)和波函數(shù)

:薛定諤方程的數(shù)學(xué)解很多，但只有少數(shù)數(shù)學(xué)解是符合電子運動狀態(tài)的合理解。在求合理解的過程中，引入了3個參數(shù)（量子數(shù)）n、l、m

。于是波函數(shù)

（x,y,z）具有3個參數(shù)和3個自變量，寫為：

n,l,m（x,y,z）11大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心與電子能量有關(guān)，對于氫原子，電子能量唯一決定于n；不同的n值，對應(yīng)于不同的電子層：主量子數(shù)n：１２３４５…KLMNO…12大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心角量子數(shù)l：

l

的取值0，1，2，3……n-1

對應(yīng)著s,p,d,f…...

(亞層)

l

決定了波函數(shù)

的形狀。磁量子數(shù)m：

m可取0，±1,±2……±l

；

其值決定了波函數(shù)

的空間取向。n相同時，13大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心nlm軌道名稱軌道數(shù)12233344440010120123000，±100，±10，±1，±20，0，±10，±1，±20，±1，±2，±31s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心(4)自旋量子數(shù)ms

ms=1/2,表示同一軌道

(n,l,m)中電子的二種自旋狀態(tài)，通常用↑和↓表示電子的兩種自旋狀態(tài)，用↑↑表示自旋平行，用↑↓表示自旋反平行除上述確定軌道運動狀態(tài)的三個量子數(shù)以外，還要引入第四個量子數(shù)核外的電子運動的軌道用三個量子數(shù)表示，而電子的運動狀態(tài)則須用四個量子數(shù)來表示15大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心直角坐標(x,y,z)與球坐標(r,θ,φ)的轉(zhuǎn)換222zyxr++=cosrz=qsinsinry=φqcossinrx=φq()()φq,,

,,

rΨzyxΨ

()()φq,YrR

=2.波函數(shù)的角度分布圖16大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心R(r):波函數(shù)的徑向部分，Y(q,φ):波函數(shù)的角度部分41Y1s=p0/3012areaR1s-=0/301areaΨ1s

-=p=R1s·Y1s17大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心（1）波函數(shù)的角度分布圖作圖方法：

①原子核為原點，引出方向為（

,

）的向量；

②從原點起，沿此向量方向截取長度=|Y（

,

）|

的線段；

③所有這些向量的端點在空間組成一個立體曲面，就是波函數(shù)的角度分布圖。（2）意義：表示波函數(shù)角度部分隨

,

的變化，與r無關(guān)。（3）用途：用子判斷能否形成化學(xué)鍵及成鍵的方向（分子結(jié)構(gòu)理論：雜化軌道、分子軌道）。18大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心41Y1s=pyzxyzx19大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心+－30°60°θ20大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心21大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心d電子的角度分布圖22大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.1.2電子云與概率密度只能用“統(tǒng)計”的方法，來判斷電子在核外空間某一區(qū)域出現(xiàn)的多少，數(shù)學(xué)上稱為“幾率“波函數(shù)

的物理意義—描述核外電子在空間運動的狀態(tài)。

2

的物理意義——代表在核外空間處單位體積內(nèi)發(fā)現(xiàn)電子的幾率，即“概率密度”光的強度與振幅的平方成正比，所以電子波的波函數(shù)的平方（

2

）與電子出現(xiàn)的概率成正比。23大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心氫原子基態(tài)波函數(shù)的平方：電子云輪廓圖制作過程

以黑點的疏密表示概率密度分布的圖形叫電子云24大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心2、電子云角度分布圖波函數(shù)的角度部分的平方（Y2）隨

,

變化關(guān)系的圖形，它反映了電子出現(xiàn)在原子核外各個方向上的概率密度的分布規(guī)律。（1）s、p、d電子云角度分布圖的形式與波函數(shù)的角度分布圖相似，但更“瘦小”些（2）波函數(shù)中有正負，而電子云角度分布圖則無正負號。25大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心電子云角度分布圖26大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心27大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心3.電子云徑向分布圖表示電子在離核距離為r，厚度為dr的球殼中出現(xiàn)的概率，但這種圖形只能反映電子出現(xiàn)概率的大小與離核遠近的關(guān)系，不能反映概率與角度的關(guān)系。28大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心29大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心下列電子運動狀態(tài)是否正確？n=2，l=2，m=+2，ms=-1/2n=3，l=2，m=0，ms=-1/2n=3，l=0，m=-1，ms=+1/2n=2，l=1，m=0，ms=+1/2n=4，l=0，m=0，ms=-1/2n=4，l=0，m=0，ms=+1/230大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.2多電子原子的電子分布方式和周期系5.2.1多電子原子軌道的能級氫原子軌道的能量決定于主量子數(shù)n，但在多電子原子中，軌道能量決定于n和l（1）l相同時，n越大軌道能量越高如E1s<E2s<E3s（2）n相同時，l越大軌道能量越高如Ens<Enp<End（3）當n,l都不相同時,有時出現(xiàn)能級交錯如E4s<E3d，E5s<E4d

n+0.7ln和l相同的軌道叫等價軌道31大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.2.2核外電子分布原理和核外電子分布方式最低能量原理電子在核外排列應(yīng)盡先分布在低能級軌道上,使整個原子系統(tǒng)能量最低。

Pauli不相容原理每個原子軌道中最多容納兩個自旋方式相反的電子。

Hund

規(guī)則在n和l相同的軌道上分布的電子,將盡可能分占m值不同的軌道,且自旋平行。32大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心電子填入各亞層的順序33大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心半滿全滿規(guī)則：當軌道處于全滿、半滿、全空時，原子較穩(wěn)定。Z=26Fe：1s22s22p63s23p63d64s2N：1s22s22p334大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心核外電子分布方式和外層電子分布方式Mn2+1s22s22p63s23p63d5失電子時，先失4s，后失3d。n+0.4lCu+

1s22s22p63s23p63d1029Cu7N1s22s22p324Cr1s22s22p63s23p63d54s1

Cr3+1s22s22p63s23p63d325Mn1s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d104s12s22p33d54s1

3s23p63d33d54s23s23p63d53d104s13s23p63d1035大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心36大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.2.3原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的周期性規(guī)律1.元素周期律周期號數(shù)等于電子層數(shù)。主族元素以及第I、第II副族元素的族號數(shù)等于原子最外層電子數(shù)。第III至第VII副族元素的族號等于最外層電子數(shù)和次外層d電子數(shù)之和。第VIII族最外層電子數(shù)和次外層d電子數(shù)之和為8至10零族最外層為8（He為2）。37大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心五個區(qū)：s、p、d、ds、fⅠA0

s區(qū)d區(qū)

ds區(qū)p區(qū)ns2np1~6(n-1)d10ns1~2(n-1)d1~8ns2

(有例外)ⅠBⅡBⅢA…ⅦAⅡAns1ns2ⅢB…ⅦBⅧf區(qū)鑭系、錒系(n-2)f1-14ns2（有例外）鑭錒38大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心2.元素的氧化值同周期主族元素從左至右最高氧化值逐漸升高，并等于元素的最外層電子即族數(shù)。由于副族元素除可失去最外層s電子之外，還可以失去次外層的d電子，所以第III至第VII副族（d區(qū)）最高氧化值等于d和s電子數(shù)之和，也等于族數(shù)，第VIII族中只有釕（Ru）和鋨（Os）有+8的化合物。39大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心在ds區(qū)中，第II副族最高氧化值為+2，等于最外層電子數(shù)，而第I副族中的Cu,Ag,Au最高氧化值分別為+2，+1，+3。此外副族元素和p區(qū)元素大都有可變氧化值。族IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB元素ScTiVCrMnFeCoNiCuZn氧化值+3+3+4+3+4+5+2+3+6+2+4+6+7+2+3+1+2+240大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心3.電離能（I）M（g）-e→M+（g）

I1M+（g）-e→M2+（g）I2

一般I3>

I2

>

I1電離能衡量原子失電子能力同主族,價電子構(gòu)型同,r增大,引力減小,I

減小同周期,Z增加,引力增加,r減小,電離能增大副族元素I變化緩慢，因為增加的電子填入了次外層的（n-1）d軌道，最外層電子數(shù)相同41大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心元素第一電離能的周期性42大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心原子在分子中吸引電子的能力4.電負性電負性大，得電子能力強，非金屬性強。電負性可以綜合衡量各種元素的金屬性和非金屬性。同一周期從左到右電負性依次增大；同一主族從上到下電負性依次變小，一般金屬元素的電負性數(shù)值<2，非金屬>2F的電負性數(shù)值為3.98，非金屬性最強。43大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心44大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心主族元素：從左到右r

減??；從上到下r

增大。過渡元素：從左到右r

緩慢減?。?/p>

從上到下r略有增大。原子半徑（r）45大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心46大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.2.4原子光譜基態(tài):原子中所有電子都處于最低能量的軌道上激發(fā)態(tài):某些電子處于能量較高的軌道上基態(tài)只有一個，但激發(fā)態(tài)可以有多個能量不同的激發(fā)態(tài)，分別稱為第一、第二激發(fā)態(tài)處于低能量軌道上的電子，如果接受了適當?shù)哪芰?，就會躍遷到高能級，反之亦然。Δε=hv47大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心原子發(fā)射光譜對樣品加熱，基態(tài)原子吸收能量，躍遷到高能級，激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定，返回低能級時，原子以電磁波的形式向外發(fā)射電磁波。對此電磁波的頻率和強度進行分析，可定性。原子吸收光譜用待測元素為燈絲，制成光源。工作時，發(fā)射的光線中，必定有能量等于第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)能級差的特征光，讓此光照射待測樣品，可以測定此元素的含量。48大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.3化學(xué)鍵與分子間相互作用力5.3.1化學(xué)鍵分子中原子（或離子）之間的強作用力金屬鍵：自由電子與原子或正離子間的作用存在于金屬晶體內(nèi)部的化學(xué)鍵離子鍵：正負離子之間的靜電引力所形成的化學(xué)鍵49大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心典型離子鍵：正負離子的外層電子構(gòu)型一般都是8電子構(gòu)型。NaCl中Na+和Cl-的外層電子構(gòu)型是2s22p6和3s23p69-17電子構(gòu)型，如Fe3+(3s23p63d5),Cu2+(3s23p63d9)18電子構(gòu)型，如Zn2+(3s23p63d10),Cu+(3s23p63d10)由非8電子構(gòu)型的正離子與負離子形成的化學(xué)鍵不是典型的離子鍵，而是一類由離子鍵向共價鍵過渡的化學(xué)鍵。50大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心3、共價鍵同種非金屬元素或者電負性數(shù)值相差不大的不同種元素之間一般是以共價鍵結(jié)合的（1）現(xiàn)代價鍵理論(ValenceBondTheory)（2）分子軌道理論(MolecularOrbitalTheory)51大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心共價鍵的形成簡稱VB法52大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心H2分子排斥態(tài)R0<2a053大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心①組成分子的兩原子必須有未成對電子，且自旋反平行；②原子軌道相互重疊形成共價鍵時，原子軌道要對稱性匹配，并滿足最大重疊的條件；2.現(xiàn)代價鍵理論基本要點

3.共價鍵的特征（1）飽和性（2）方向性54大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心55大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心共價鍵的鍵型1.σ鍵：原子軌道沿核間聯(lián)線方向進行同號重疊(頭碰頭)。56大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心57大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心58大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心2.π鍵：兩原子軌道垂直核間聯(lián)線并相互平行進行同號重疊(肩并肩)。59大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心原子軌道重疊程度小于σ鍵，鍵能小，穩(wěn)定性低于σ鍵。π電子活性高，易反應(yīng)。π鍵特點共價單鍵一般是σ鍵，共價雙鍵或叁鍵中，除σ鍵外還有π鍵。π鍵不能單獨存在60大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心雙鍵：單鍵：H2，Cl2，H2O，HF,

-CH3一個σ鍵一個π鍵σ鍵烯烴叁鍵：N22s22p3

++++---+--+-一個σ鍵兩個π鍵61大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心（2）分子軌道理論強調(diào)分子的整體性主要觀點：當原子形成分子后，電子不再局限于個別原子的原子軌道，而是從屬于整個分子的分子軌道。成鍵三原則：①能量相近②對稱性匹配③最大重疊62大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心成鍵分子軌道：兩個原子軌道（即波函數(shù)）以相加的形式組合成反鍵分子軌道：兩個原子軌道（即波函數(shù)）以相減的形式組合成在成鍵分子軌道中，兩原子核間的電子云密度增大，軌道能量降低；在反鍵分子軌道中，兩原子核間的電子云密度減小，軌道能量升高；63大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心分子軌道中電子排布三原則：能量最低原理，保里不相容原理，洪特規(guī)則。1s1s成鍵分子軌道反鍵分子軌道64大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.3.2分子的極性和分子的空間構(gòu)型1.共價鍵參數(shù)(1)鍵長：分子中成鍵兩原子的兩核間的距離。鍵長與鍵強有關(guān)。鍵長越短，鍵能越大，65大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心180°BeCl2、HgCl2、CO2（2）鍵角分子中兩相鄰化學(xué)鍵之間夾角66大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心多原子分子，多次離解能的平均值=鍵能。（3）鍵能E

離解能D(A–B)----在100kPa和一定溫度下，將1mol理想氣態(tài)雙原子分子AB拆開，成為理想氣態(tài)原子，所需要的能量。雙原子分子,離解能D=鍵能E(A–B)Cl2（g）=2Cl（g）D(N2)=E(N2)D(O2)=E(O2)67大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心

D總=1171.5kJ·mol-1

NH3

D1=435.1kJ·mol-1NH2

D2=397.5kJ·mol-1NHD3=338.9kJ·mol-1鍵能指某種鍵的平均能量E（N-H）=D總/

3=390.5kJ·mol-168大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心例5.1用鍵能數(shù)據(jù)估算下列反應(yīng)的ΔrHm

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)解：H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)2H(g)+2Cl(g)(1)(2)(3)根據(jù)蓋斯定律可得：ΔrHm,3

=ΔrHm,1

+ΔrHm,2

=435+242-2×431=-185kJ·mol-1=E(H-H)+E(Cl-Cl)-2E(H-Cl)69大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心2.分子的極性和電偶極矩非極性分子：正﹑負電荷重心(中心)重合I2，CH4，CCl4，BF3，CO2，

BeCl2，CS2，苯非極性鍵組成的分子一定是非極性分子極性鍵組成多原子分子，中心對稱---非極性分子70大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心正﹑負電荷重心不重合極性分子：極性鍵組成的雙原子分子HF，HCl，極性鍵組成的多原子分子，無對稱中心。71大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心μ=q·l

（C·m）q：極上電荷（正或負電重心）偶極矩μ衡量分子極性μ=0時，非極性分子N2，CH4，BF3，CO2

μ>0時，極性分子，μ越大，分子極性越強。CO，HI，H2S，H2O偶極矩增大72大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心3.分子的空間構(gòu)型和雜化軌道理論分子的空間構(gòu)型：共價型分子中各原子在空間排列成的幾何形狀73大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心雜化軌道理論基本要點（1）同一原子中能量相近的原子軌道疊加混雜，形成成鍵能力更強的雜化軌道。（2）軌道雜化時，原來成對的電子可以被激發(fā)到空軌道上成單電子。（3）n

個原子軌道組合成n

個雜化軌道。74大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心(1)HgCl2分子最外層電子分布式：6s2，無未成對電子根據(jù)價鍵理論，不能與氯原子形成共價鍵75大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心Hg6s6p6s6p激發(fā)雜化軌道間夾角180°，直線型。76大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心（2）BF3分子平面正三角形120°77大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心(3)CH4分子鍵角109.5°，正四面體。CH4﹑CCl4﹑CF4SiF4﹑SiCl4…C78大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心不等性雜化：雜化軌道中所含成分不同、能量不同、含有孤對電子。等性雜化與不等性雜化等性雜化：雜化軌道性質(zhì)完全相同79大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心NH3鍵角107.3°不等性sp3雜化三角錐N1s22s22p380大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心81大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心H2O不等性sp3雜化鍵角104.5°V字型O：1s22s22p482大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心83大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心類型spsp2sp3sp3(不等性)參加雜化軌道1個s，1個p1個s，2個p1個s，3個p1個s，3個p雜化軌道數(shù)2344成鍵軌道夾角180°120°109°28′90°~109°28′空間構(gòu)型直線形平面三角形（正）四面體形三角錐形V字形實例BeCl2,HgCl2BF3,BCl3CH4,SiCl4NH3,PH3H2O,H2S中心原子BeHgBBCSiNPOS84大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心5.3.3分子間相互作用力1．色散力色散力大小與分子量有關(guān)。存在于一切分子之間非極性分子間只存在色散力分子量大，色散力大。色散力F2<Cl2<Br2<I2

I2與CCl485大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心非極性分子與極性分子間，除了色散力，還有誘導(dǎo)力。2．誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力大小與極性分子固有偶極有關(guān)。

I2與H2O86大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心3．取向力極性分子間，除了色散力、誘導(dǎo)力外，還有取向力。只存在于極性分子之間，取向力取決于分子固有偶極大小。HFH2ONH387大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心（3）距離增大分子間力減小。4.分子間力特點（1）永遠存在于分子間，以色散力為主。（2）分子間力主要為靜電引力，沒有飽和性和方向性。大小從0.2kJ·mol-1~50kJ·mol-188大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心

HCl<HBr<HI5.分子間力對物質(zhì)性質(zhì)影響（1）熔﹑沸點（2）溶解性------相似相溶原理

I2溶于CCl4非極性分子間色散力、非極性分子與極性分子間色散力、誘導(dǎo)力極性分子間色散力、誘導(dǎo)力和取向力89大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心2.氫鍵

HF

HClHBrHI

沸點/℃20.0-85.0-67.0-36.0氫鍵鍵能：拆開1molH···Y需要的能量1．氫鍵（F、O、N）X―H···YX、Y---電負性大、半徑小、含孤對電子F﹑O﹑NO…H20kJ·mol-1<<

O-H463kJ·mol-1

90大連輕工業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中心氫鍵的特點分子間氫鍵（1）方向性接近180°X―H

···Y（2）飽和性（3）強弱與電負性有關(guān)F―H···F>O―H···O