共价键及分子间作用力
叁键中必须也只能有一个键。
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重叠方式 重叠方向 重叠形状 重叠程度 键能 电子能量
σ键与π键的对比
σ键 “头碰头” 沿键轴方向 圆柱形对称
大 大
较低,较稳定
π键 ““肩碰肩””
与轨道对称轴相互平行方向 两块冬瓜状,节面对称
小 小
较高,较活泼
构成分子的骨架
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π键较易断开,化学活泼性
1、价键理论基本要点:
(1)两原子靠近时,自旋方向相反的未成 对的价电子可以配对,形成共价键
(2)自综旋方上向所相反述的,单电价子健配对理形论成共认价为键后共,价就不键能是再和 通其过他自原子旋中相的单反电的子配电对子。 配对和原子轨道的 最原大子重中单叠电而子数形决成定了的共,价键使的体数目系—达共价到键能的饱量和最性。
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三、共价键的类型
掌握
1.σ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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例:HF
1H:1s1 9F:1s22s22p5
+
++
+
最大重叠(头碰头) 非最大重叠
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例: H2O 1H: 1s1 8O: 1s22s22p4
+ +
++
H
OH
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1、键级: 键级越大,键的强度越大,分子越稳定(略)。
2s 2p
C
O
2s 2p
π配键→
σ键 ··
π键→
:C—O: ··
:C: O C = O
价键结构式
电子式 分子结构式
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说明
为区别于正常共价键,配位键用“→” 表示,箭头从提 供电子对的原子指向接受电子对的原子(A→B)。
配位键形成条件: 1. 成键原子一方有孤对电子(lone pair electron) 2. 另一方的价电子层有空轨道 。
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例: Cl2 17Cl:[Ne]3s23p5
- ++ -
px
px
Cl-Cl
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2.π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)。
zz
对xy平面具有反对称性
yy
即重叠部分对xy平面 x 的上、下两侧,形状
相同、符号相反。
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例如:O2成键情况 8O:1s22s22p4
bond),化学键的成键能量约为几十到几百千焦每摩; (2) 分子中的原子在空间的排列,即空间构型 (geometry
configuration)。
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物质的 性质 取决于
分子的性质---由分子的内部结构决定 分子间的作用力
相邻的分子间还存在一种较 弱的相互作用,其作用能约 比化学键小一、二个数量级。
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δ键:两个原子相匹配的d轨道以“面对 面”的方式重叠所形成的键
z
dxy
x
y
x
dxy y
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3. 配位键(coordination bond)
正常共价键-- 如果共价键是由成键两原子各提供1个电子配对 成键的,称为正常共价键。
配位共价键-- 如果共价键的形成是由成键两原子中的一个原子 单独提供电子对进入另一个原子的空轨道共用而 成键,这种共价键称为配位共价键,简称配位键。
Chapter X
第八章 分子结构
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Introduce
分子是由原子组合而成的,是保持物质基本化学性质的最 小微粒,并且又是参与化学反应的基本单元。
分子的化学组成
分子的性质 取决于 分子的结构 离 共 金 子价 属 键键 键
分子的结构通常包括两方面内容: (1) 分子中直接相邻的原子间的强相互作用即化学键 (chemical
研究分子中的化学键及分子间的作用力对于 了解物质的性质和变化规律具有重要意义。
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共价键的本质与特点 化学键:
分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。
化学键理论:
金属键理论
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【内容提要】
共价键理论
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 第四节 分子轨道理论简介 第五节 分子间的作用力
3d
3s 3p
3d
FF
[¨·S·] + 6¨[·F:] → F –\ S/ – F
¨
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¨
/\ FF
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共价键特征
方向性:为满足最大重叠原理,成键时原 子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。
+ -+
+ -+
- ++
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原子轨道的重叠
原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,
共价双键: 键 +π键
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:
:
:
:
O
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O
问:N2中的N原子是怎样成键的?
7N: 1s22s22p3
++ + +
++
px pY pz
:N N:
共价叁键: 键 +2π键
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成键规律分析: 单键: 键
重键: 双键 键+π键 叁键 键+ 2π键
一般地, 键只能与键同时存在,在双键或
原子间的概率原密子度轨才道会增的大重,叠形成化学键。
当两原子轨道以对称性相同的部分(即”+” 与”+”、”-”与”-”)重叠。
+
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原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠, 原子间的概率密度才会增大,形成化学键。
当两原子轨道以对称性不同的部分(即“+” 与“-”)重叠,原子间的概率密度几乎等 于零,难以成键。
(3低)因原状此子态,轨共道价最键大具程有度方地向重性叠。。
(最大重叠原理)
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共价键特征
饱和性:原子有几个未成对的价电子, 一般
只能和几个自旋方向相反的电子配对成键。
ห้องสมุดไป่ตู้
例
N N
共22pp价键特N2征 :N≡N:
在特定的条件下,有的成对的价电子能 被拆开为单电子参与成键。
例S
3s 3p
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第一节 现代价键理论
共价键的本质与特点 共价键的类型 杂化轨道
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一、H2分子的形成
---量子力学处理H2分子的结果
↑
↓
↓↓
H
H
↓↑
H2
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 子核而成键。
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二、价键理论基本要点与共价键的特点
配位键的形成方式虽和正常共价键不同,但形成以后,两 者是没有区别的。
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四、键参数(bond parameter) 键级(bond order) 键能(bond energy) 键长(bond length) 键角(bond angle) 键的极性(bond angle)
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