基础化学（第9版）
第一节 现代价键理论
HCl 分子形成时，图(a) 为最大重叠
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第一节 现代价键理论
三、共价键的类型
按成键重叠方式
σ键
π键 正常共价键
按电子对来源 配位共价键
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第一节 现代价键理论
1.
σ键和π键
重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，形成σ共价键。如s-s、s-px 和px-px 轨
在原子间形成共价键的过程中，产生杂化的中心原子并非先受激发产生电
子跃迁，然后再进行轨道杂化，而是激发、杂化及轨道重叠同时进行，分
步描述仅为便于理解。
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第三节 杂化轨道理论
二、杂化轨道类型及实例分析
sp型和spd型杂化
1. sp杂化
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第三节 杂化轨道理论
例：AB2 molecules: BeCl2 Be: 2s2
离域π键
离域键（delocalized bond）属多中心键。常称大π键（）。 形成离域π键的原子以杂化轨道形成σ键， 构成分子的基本骨架，它们都在同一平面 上，每个原子可提供1个垂直于平面的p轨 道且相互平行，保证了p轨道最大程度的重 叠。如O3
第四节
分子轨道理论简介
基础化学（第9版）
第四节 分子轨道理论简介
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第二节 价层电子对互斥理论
确定中心原子价层电子对的理想空间构型
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第二节 价层电子对互斥理论
确定分子或离子的空间构型
第三节
杂化轨道理论
基础化学（第9版）
第三节 杂化轨道理论
杂化轨道理论
实验测得CH4分子的空间构型为正四面体，4个C-H键的键角是109°28'。 按照价键理论，基态C原子的价层电子构型为2s22px12py12pz0，仅有2个未成对电
子为V形结构；CO2分子中的键角为180o，分子为直线形结构。 ② 一般而言，根据分子中的键角和键长可确定分子的空间构型。
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第一节 现代价键理论
4.
键的极性（polarity of covalent bond）——由成键原子的电负性不
同引起
① 当成键原子的电负性相同，原子核形成的正电荷重心和核间电子云的负电
2.
正常共价键和配位共价键
① 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。 ② 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（coordinate
covalent bond），简称 配位键（coordination bond）。
一、分子轨道理论的要点
理论要点
1. 原子在形成分子时，所有电子都有贡献，分子中的电子不再从属于某个
杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的
键较稳定。不同类型的杂化轨道之间的夹角不同，成键后所形成的分子就具有 不同的空间构型。
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第三节 杂化轨道理论
需要说明的是：
原子轨道的杂化只发生在分子的形成过程中，是原子的价层轨道在原子核
及键合原子的共同作用下发生的；
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第一节 现代价键理论
1.
键能（bond energy）——从能量因素来衡量共价键强度的物理量
在 100kPa和298.15K下，将1摩尔理想气态分子AB解离为理想气态的A、B原子所
① 双原子分子的键能(E)就等于分子的解离能(D)。
需要的能量，称为AB的解离能，单位为 kJ· mol-1。 例如，对于H2分子 H2 (g) → 2H(g)
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第三节 杂化轨道理论
sp型的三种杂化
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第三节 杂化轨道理论
spd型杂化
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第三节 杂化轨道理论
等性杂化和不等性杂化
NH3 H2O
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第三节 杂化轨道理论
1. 等性杂化
2. 不等性杂化： sp3杂化为例
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第三节 杂化轨道理论
价层电子对互斥理论
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第二节 价层电子对互斥理论
一、中心原子和配位原子
BeCl2 BF3 CH4 NF3 H2O
二、用价层电子对互斥理论（VSEPR）判断主族元素ABn型分子或
离子的空间构型
确定中心原子价层电子对数
1. 中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和除以2； 2. 作为配体，氧族元素的原子不提供电子； 3. 对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减 去正离子的电荷数； 4. 双键、叁键等多重键作为1对电子看待。
第十一章
共价键与分子间力
Covalent Bond and Intermolecular Forces
作者 : 杨金香、贺艳斌 单位 : 长治医学院
目录
第一节 现代价键理论 第二节 价层电子对互斥理论 第三节 杂化轨道理论 第四节 分子轨道理论简介
第五节 分子间力
重点难点 掌握
σ键和π键的特征；杂化轨道理论基本要点，sp型杂化特征,
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第三节 杂化轨道理论
2. sp2杂化
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第三节 杂化轨道理论
例：AB3 molecules: BF3 B: 2s22p1
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第三节 杂化轨道理论
3.
sp3杂化
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第三节 杂化轨道理论
例：AB4 molecules: CH4 C: 2s22p2
子，只能形成2个共价键，即“CH2”分子，且2个C-H键的键角应为90°。
如何解决这些矛盾？
Pauling L等人在价键理论基础上提出了杂化轨道理论（hybrid orbital theory）。
杂化轨道理论实质上仍属于现代价键理论，但在成键能力、分子的空间构型等 方面丰富和发展了价键理论。
① 键长愈短,键愈牢固； ② 相同两原子形成的键长：单键键长＞双键键长＞三键键长。 例： C—C键长为154 pm； C＝C键长为134 pm；C≡C键长为120 pm
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第一节 现代价键理论
3.
键角（bond angle）——分子中同一原子形成的两个化学键间的夹角
① 它是反映分子空间构型的一个重要参数。如H2O分子中的键角为104o45′，分
基础化学（第9版）
第一节 现代价键理论
两氢原子靠近，原子轨道重叠，核间电子云密度增大，系统能量降低，核间距达
74 pm(理论值87pm）时形成稳定共价键。
两个氢原子的电子自旋相反，轨道才能重叠成键，称为氢分子的基态(ground
state)。电子自旋方向相同时，轨道重叠部分的波函数ψ值相减，互相抵消，核间
2.20
Ag
1.93
Cd
1.69
In
1.73
Sn
1.96
Sb
2.05
Te
2.10
I
2.66
Xe
Cs
0.79
Ba
0.89
La
1.10
Hf
1.30
Ta
1.50
W
2.36
Re
1.90
Os
2.20
Ir
2.20
Pt
2.28
Au
2.54
Hg
2.00
Tl
2.04
Pb
2.33
Bi
2.02
Po
2.00
At
2.20
第二节
等性、不等性杂化概念及应用。
熟悉
用价层电子对互斥理论预测分子空间构型; 分子轨道理论要
点，第一、二周期同核双原子分子的分子轨道能级图，并能 用其解释同核双原子分子的磁性与稳定性；分子间力类型、
特点、产生原因；氢键形成条件、特征、应用。
了解 键参数，离域π键的产生条件，自由基的基本概念。
第一节
现代价键理论
③ 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。
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第一节 现代价键理论
例:
H+ + :NH3
[H
←
NH3 ]+
C
O
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第一节 现代价键理论
四、键参数
表征化学键性质的物理量称为键参数（bond parameter） 共价键的键参数主要有键能、键长、键角及键的极性。
E(O-H)= 463 kJ· mol-1 同一种共价键在不同的多原子分子中的键能虽有差别，但差别不大。我们可 用不同分子中同一种键能的平均值即平均键能作为该键的键能。一般键能愈 大，键愈牢固。
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第一节 现代价键理论
2.
键长（bond length） ——分子中两成键原子的核间平衡距离。
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第一节 现代价键理论
化学键(chemical bond)：是分子或晶体中相邻两原子或离子间的强烈
作用力。键能约为几十到几百千焦每摩尔。
离子键 chemical bond 共价键
正常共价键 配位共价键
金属键
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第一节 现代价键理论
一、氢分子的形成
1926年 Heitler 和 London 用量子力学研究氢分子的形成，解释了共价键的本质
第一节 现代价键理论
键型与成键原子电负性差值的关系
物质 电负性差值
NaCl 2.23
HF 1.80
HCl 0.98