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共价键与分子间作用力

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Dn
键长
分子中两个原子核间的平衡距离叫做键长。 通常键长越短,键越牢固。
键角
在分子中同一原子形成的两个化学键之间的夹角叫 键角。
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键的极性
非极性共价键:成键电子云无偏向、正负电荷重 心重合的共价键。 极性共价键:成键电子云有偏向、正负电荷重心 不重合的共价键。 成键原子间的电负性差值越大,键的极性就越大。 离子键可以看成是极性键的极限。
状、方向),重新组合成新的轨道-杂化轨道(一头大,
一头小)。杂化轨道具有更强的成键能力。
2. 有几个原子轨道参加杂化,就能组合成几个杂化轨 道。
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3. 杂化轨道的空间取向是取尽可能大的键角,使相互
的排斥作用达到最小,形成的键更稳定。
+ s
+ + p
-
+
sp
-
+
-
+ sp
两个杂化轨道:直线形 三个杂化轨道:平面三角形 四个杂化轨道:正四面体形
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但 Lewis 没有说明这种键的实质,所以适应性 不强 。 在解释 BCl 3 , PCl 5 等其中的原子未全部 达到稀有气体结构的分子时,遇到困难。
Cl
Cl B Cl Cl
Cl P Cl Cl Cl
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二、现代价键理论
引言:氢分子的共价键
V
计算表明,若两个 1s 电子
以相同自旋的方式靠近,则 r 越小,V 越大。此时,不形 成化学键。
如 O 的 sp3 杂化
杂化
4条 层上1个s轨道和l个p轨道间进行杂化,叫 做sp杂化。其杂化所形成的轨道,叫做sp杂 化轨道。(直线型) 2 Be 2s 4
激发 杂化
Cl
Be
Cl
-
+
+
- -
+
+
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BeCl2的形成过程
sp2杂化
同一层上1个s轨道和2个p轨道间的杂化,叫做 sp2杂化,其杂化所生成的杂化轨道,叫做sp2 杂化轨道。(平面三角形)
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共价键的特征 共价键的饱和性 (受自旋相反限制) 一个原子上的一个电子只能与另一个原子上 自旋方向相反的一个电子配对;
一个原子中所含未成对电子数就是它可能形 成共价键的数目。 共价键的方向性(受最大重叠原理限制 )
共价键的方向性示意图
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共价键的类型(σ键、 π键、配位键) 1.σ键:原子轨道以“头碰头”的形式重
叠形成的共价键。 s-s s-p p-p
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σ键的电子云界面图
σ键的特点: 电子云重叠程度大,能量低。故σ 键比较牢固,是首选成键方式。
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π键:原子轨道以“肩并肩”式重叠形成的
共价键称为π键。
π键特点: 电子云重叠程度较小,较活泼, 且π键一般不能单独存在。
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N2分子的成键方式:
2p
7N
2s22p3
……
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杂化轨道的类型
a ) 按参加杂化的轨道分类 s-p型 s-p-d型 sp 杂化、sp2 杂化和 sp3 杂化 ; sp3 d 杂化、 sp3 d2 杂化等 。
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b ) 按杂化轨道能量是否一致分类
等性杂化, 如 C 的 sp3 杂化
激发 杂化
4 条 sp3 杂化轨道能量一致。
不等性杂化,
Cl Cl H Cl
Na+ -Cl
Cl—Cl 非极性键
H—Cl 极性键
Na—Cl 离子键
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问题
H2O的键角为什么为104.5° ?
22p4 O 2s 8
2s
2p
如何解释CH4分子的空间构型? 22p2 2p C 2s 6 2s
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三、杂化轨道理论 基本要点
1. 原子在形成分子的过程中,同一原子能量相近的不 同类型的原子轨道改变了原有轨道的状态(能量、形
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二、影响离子键强弱及离子化合物性质的因素
q1 q 2 F 2 r

电荷、半径:
BaO CaO MgO 3075 1020 1074 1265 2173 2843
化合物 NaI NaBr NaCl NaF 熔点/K 935
电子构型:
NaCl易溶于水,CuCl难溶于水。
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§10.2 共价键理论
一 经典路易斯理论
1916 年,美国科学家 Lewis 提出共价键理论。认 为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势,
求得本身的稳定。 而达到这种结构,是通过共用最外
层的单电子来实现。 例如
H• + • H = H • • H 通过共用一对电子,
每个 H 均成为 He 的电子构型,形成一个共价键。
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键参数(键能、键长、键角和键的极性等) 键能(bond energy) 在298K 和标准压力(100kPa)时,将lmol气 态分子AB拆开,成为气态的A原子和B原子所 需要的能量。用符号E表示,单位kJ· mol-1。 对双原子分子 : E= DA-B 对于多原子分子 : E n 键能越大,化学键越牢固,分子越稳定; 单键 < 双键 < 叁键
2s
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键和键 的比较
键以“头碰头”式成
键 重叠程度大 键较牢固 单独存在
沿键轴呈圆柱形对称
自由旋转
键以“肩并肩”式成键
重叠程度小 键易断开 只能与键共存
不能旋转
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在通过键轴的平面上下对称
配位键
共用电子对由某个原子单方提供,
另一个原子提供空轨道。
H
H N H
+ H
+
H H N H
+
H
化学键的概念
分子或晶体中相邻原子间强烈的相互作 用力称为化学键。 离子键 共价键(配位键) 金属键
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§10.1 离子键
一、形成与特点 静电引力
q1 q 2 F 2 r
q1 ,q2 分别为正负离子所带电量 , r 为正负离子的核间距离。
无方向性和饱和性
与任何方向的电性不同的离子相吸引,所以无方向; 且只要是正负离子之间,则彼此吸引,即无饱和性。
5B
激发
杂化
F
B
F B
F
F
F
F
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BF3的形成过程
sp3杂化
同一层上1个s轨道和3个p轨道间的杂化,叫做 sp3杂化。其杂化所生成的杂化轨道,叫做sp3 杂化轨道。(四面体型)
-D
0

ro r
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H2 中的化学键,可以认为是电子自旋相反配对,
结果使体系的能量降低 。
从电子云的观点考虑,可认为 H 的 1s 轨道在两核
间重叠,使电子在两核间出现的几率大,形成负电区。
两核吸引核间负电区,使 2 个 H 结合在一起。
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1、现代价键理论基本要点 (1)具有自旋相反的未成对电子的两原子相互 接近时,原子轨道(电子云)重叠使核间电子 云密度增大,体系能量降低,形成稳定的共价 键。 (2) 两个成键原子的电子云重叠越多,核间电 子云密度就越大,形成的共价键就越牢固。 ——原子轨道最大重叠原理。
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