第十章共价键与分子间力课件

——分子中同一原子形成两个化学键间的夹角。
键的极性 ——当成键原子的电负性相同时（成键的两个原子为同一原 子），为非极性共价键；否则，为极性共价键。
第二节
Hybrid
杂化轨道理论
Ｏrbital Ｔheory
一、杂化轨道的要点
1、在形成化学键的过程中，由于原子间的相互作用，同一原子中能量相近的 几个不同类型的原子轨道可以线形地组合起来，重新组成一组新的原子轨道，这 一重新组合过程称为轨道杂化，所组成的轨道称之为杂化轨道。
第十章
共价键与分子间力
第一节
现代价键理论
（Valence bond theory)
一、氢分子的形成
二、现代价键理论的要点： 1、2个带有自旋方向相反的电子的原子相互接近时，其轨道 可能发生有效重叠。即，自旋方向相反的单电子可以相互配对， 核间电子云密度增大，能形成稳定的共价键。 2、共价键具有饱和性，形成共价键的数目取决于单电子的数 目。 3、原子轨道的重叠类似于机械波叠加，相位相同时相加，相 位不同时相减。只有波函数同号（相位同号）的原子轨道才能有 效叠加。 4、原子轨道的重叠满足最大重叠原理，共价键具有方向性 （沿键轴的方向同号叠加）。
2、杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数目，即有几个轨道参加杂化， 就能形成几个杂化轨道。 3、原子轨道杂花后形成的各杂化轨道的形状与杂化前不同，其特点是一端特 别肥大，有利于实现最大重叠，从而成键能力增强。杂化轨道在空间的伸展方向 也与杂化前轨道的伸展方向不一致，杂化轨道间力图在空间取最大夹角，使相互 间排斥能最小，故形成的化学键较稳定。 4、如果参加杂化的各原子轨道都含有单电子或都是空轨道，杂化后形成的各 杂化轨道所含原来轨道成分的比例相等，能量完全相同，则这种杂化成为等性杂 化，在等性杂化中，杂化轨道的空间构型与其分子的空间构型相同。反之，有未 成键电子对的轨道参加杂化，形成的几各杂化轨道所含原来轨道成分的比例不等 而且能量不完全相同，这种杂化称之为不等性杂化。不等性杂化轨道的空间构型 与其分子的空间构型不同。
键——轨道以“肩并肩”的方式进行重叠，重叠部分 垂直于键轴并呈镜面反对称分布所形成的共价键。
+
+
-
-
键特点：易断开，化学活泼性强，不能单独存在于两个原 子之间，只能与σ键共存。
两个N原子形成N2分子的过程，两个N原子之间形成一个σ键和 两个键。
2、正常共价键和配位共价键
成键的两个原子各提供一个电子配对成键。
二、杂化轨道的类型与分子的空间构型。
SP杂化
+
-
180o
BeCl2
Be原子核外电子排布为：1s22s2
↓ ↑↓ ↓
-
+
+
-
SP2杂化
+ + +
+
-
B原子核外电子排布为：1s22s22p1
BF3
↓ ↑↓ ↓
↓
↓
+
+
SP3杂化
+ +
+
+
-
CH4
C原子核外电子排布为：1s22s22p2
↓ ↑↓
μ = q· d
怎样判断分子的极性？ 对于双原子分子？
对于多原子分子？
2、分子的极化
+ + - +
-
+ + -
+
因为电场的作用，使分子变形产生偶极或增大偶极矩的现 象，就称为分子的极化。
二、范德华力 1、取向力 ——发生在极性分子与极性分子之间。
+ +
2、诱导力 ——发生在极性分子与极性分子以及极性分子和非极性分子之间。
习题 一、选择题 1、CO分子中存在的化学键是（ ） A、Π键、ơ键 B、Π键、配位健 C、ơ键、Π键、配位健 D、ơ键、配位健 2、N2分子中存在的化学键是（ ） A、一个Π键、一个ơ键 B、一个ơ键 C、一个Π键、两个ơ键 D、两个Π键、一个ơ键 3、O2分子中存在的化学键是（ ） A、一个Π键、一个ơ键 B、一个ơ键 C、一个Π键、两个ơ键 D、两个Π键、一个ơ键 4、BF3分子的空间构型为（ ） A、直线型 B、平面正三角形 C、三角锥型 D、正四面体型 5、CO2分子的空间构型为（ ） A、直线型 B、平面正三角形 C、三角锥型 D、正四面体型
配位共价键——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。
Example
H H- N: H :C· H H- N+ H H :C O:
+ +
H+
NH4+ CO
·
·· ·O : ·
四、键参数
键能 ——分子的解离能。一般说来，键能越大，键逾牢固。 键长 ——分子中两成键原子的核间平衡距离。一般说来，键长越短， 键越牢固。 键角
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
+ -
3、色散力——发生在极性分子与极性分子、非极性分子与非 极性分子以及极性分子和非极性分子之间，由瞬间 偶极引起。
三、氢键
氢 键
X H Y
半径很小，电负性很大、外层有孤对电子的原子。 半径很小，电负性很大的原子。
氢键性质：
﹡ ﹡ ﹡
非化学键，属于一种特殊的分子间力﹡ 具有方向性和饱和性﹡ X、Y原子的半径愈小、电负性愈大，形成的氢键愈强﹡
+
+
+
-
+
-
+
+
-
一、氢分子的形成
二、现代价键理论的要点：
1、自旋方向相反的单电子
2、饱和性 3、同号的原子轨道叠加。 4、方向性
三、共价键的类型
1、σ 键和键 σ键——轨道沿键轴的方向以“头碰头”的方式进行重叠， 重叠部分沿键轴呈圆柱形对称所形成的共价键。
+
+
-
+
+
-
+
+
-
σ键特点：稳定、化学活泼性小，可独立地存在于两个原子之间。
一、杂化轨道的要点
1、同一原子中能量相近的几个不同类型的原子轨道可以 线形地组合起来
2、有几个轨道参加杂化，就能形成几个杂化轨道。 3、杂化轨道的特点是：一端特别肥大；杂化轨道间力图 在空间取最大夹角， 4、在等性杂化中，杂化轨道的空间构型与其分子的空间 构型相同。反之，不等性杂化轨道的空间构型与其分子的空 间构型不同。
↓ ↓
↓
↓
↓
+
+
思考题：
1、H2 C=CH2中碳原子的杂化类型？分子是如何形成的？
2、HC≡CH中碳原子的杂化类型？分子是如何形成的？
H2 C=CH2
C1 C2
H C C
+ +
H H
H
H C≡CH
C1子的极化
分子间的作用力
1、分子的极性 根据分子中正、负电荷中心是否重合，将分子分为极性 分子和非极性分子；极性分子极性的强弱用电偶极矩的大小 量度。