分子结构-精选

共价键 H-F H-Cl H-Br H-I
键长（pm） 92 127 141 161
键能（kJ/mol） 566 431 366 299
键长
H-F H-Cl H-Br H-I
键能
H-F H-Cl H-Br H-I
分子的热稳定性 H-F H-Cl H-Br H-I
3.键角 分子中键与键的夹角称为键角（）。
3. 原子轨道的重叠
（1）能量近似原则 参与重叠的原子轨道的能量要相近。
（2）对称性匹配 对称性相同的原子轨道进行重叠，两原子间电
子的几率密度增大，才能形成共价键。
对称性不相同的原子轨道重叠时，两原子间电 子的几率密度降低，不能形成共价键。
有效的正重叠为：
“+”与“+”
(a)
++
s-s
(b)
_
++
EB = 436kJ·mol-1 EB = 942kJ·mol-1 EB = 431kJ·mol-1
多原子分子的键能是离解能的平均值。
例如： CH4(g)CH3(g)+H(g) CH3(g)CH2(g)+H(g) CH2(g)CH(g)+H(g) CH(g)C(g)+H(g) CH4(g)C(g)+4H(g)
双原子分子的形状总是直线型 ，键角为180º。
多原子分子原子在空间排列的情况不同，就 有不同的几何构型。
根据键长和键角的数据可以确定分子的几何构型。
一些分子的键长、键角和分子构型
分子式（键实长验/值pm）
键角/（。 ) （实验值）
分子构型
分子式（键实长验/值pm）键 （角 实/验（值。）) 分子构型
分子结构-精选
经典共价键理论（路易斯）：
原子之间通过共用电子对形成共价键， 以使每个原子的外层都达到稀有气体
——8电子的稳定构型（八隅体）。
H × Cl
H：1s1 Cl：3s23p5
F× B ×F
×
F
B：2s22p1
F：2s22p5
PCl5
P：2s22p3 Cl：3s23p5
2.1.1现代共价键理论
D1=435 kJ·mol-1 D2=460 kJ·mol-1 D3=427 kJ·mol-1 D4=339 kJ·mol-1 D总=1661 kJ·mol-1
EB(C-H) = D总/4 = 1661/4 = 415 kJ·mol-1
2.键长
分子内成键两原子核间的平均距离称为键长（l）。
两个确定的原子之间， 键长的数值大——形成的化学键比较弱； 键长的数值小——形成的化学键比较强。
.+
.+
y
.+
--
x
z
.+
--
x z y
.+
+
-
.
-
-
+
x
两原子之间形成的共价键：
两
形成共价单键—— 键
原
子
形成共价双键—— 一个 键,一个 键
之
间
形成共价叁键—— 一个 键,两个 键
键的重叠程度小于 键，故键不如键牢固。
N：2s22p3
N
N
N2 分 子 中 的 叁 键 示 意 图
2.1.4 键参数
+
x
_
+
x
+_
_
p z-p z
p x-p z
（3）轨道最大重叠原理 原子轨道最大程度进行重叠，以使能量最低。
例如，HCl分子中H原子的1s轨道与Cl原子的3px
轨道的重叠 ,其重叠有四种:
- . + +.
x （a）
+.
.- +.
x （c）
+.
.-
+
x
（d）
2.1.2 共价键的特征
价键理论 （VB法）
认为成键电子只能在以化学键 相连的两个原子之间的区域内
运动
（定域）
分子轨道理论 （MO）
认为成键电子在整个分子的 的区域内运动
（离域）
2.价键理论的基本要点
（1） 两原子接近时，自旋方向相反的未成对电 子可以形成共价键。
（2） 成键电子的原子轨道重叠的程度越大，形 成的共价键越稳定——原子轨道最大重叠 原理。
H2S 134
93.3
H 93.3。 H
S 134
（角型）
NH3 101
N 101
107 H
107。 H
H
（三角锥型）
H
CO2 116.2 180
180。
O116.2 C O CH4 109
形状不变,符号相反
+
节面
键轴
-
(b)
可以形成 键的重叠有：
以x轴作为 s-s
键轴
+. +.
x
px-s
- . + +.
x
px-px
. . -
++
-
x
以y轴作为 py-py
键轴
. . -
++
-
y
以z轴作为 pz-pz
键轴
. . -
++
-
z
可以形成键的重叠有 ： py-py
以
X 轴
pz-pz
为
键
轴 py-dxy
1.键能 在298.15K和100kPa下，断裂1mol键所需要
的能量，称为键能（EB）。
键能可衡量化学键强弱
键能越大 化学键越强
键能越小 化学键越弱
双原子分子的键能
为1mol理想气体分子离解成理想气态原子所 需要的能量（即离解能）。
例如： H2(g) 2H(g) N2(g) 2N(g) HCl(g) H(g)+Cl(g)
2.方向性
两成键原子互相靠近，其原子轨道只有最大 程度重叠，才能形成稳定的共价键。
2.1.3共价键的类型
当成键的两原子沿着键轴（两原子的核间连线）的方向靠近时
重叠 方式
形成的 共价键
成键的 电子
重叠部 分绕键 轴旋转
180º
“头”碰“头”
键
电子
形状不变,符号不变 ++ 键轴
“肩”并“肩”
键
电子
px-s
“”与“”的重叠 z
x
(d)
++
x __
x
p z-p z
p z-p z
z
(c)
_
++ _
x (e) _ + +
px-px
+_ _
x
d xz-p z
无效的负重叠为：
“+”与“”的重叠
零重叠
z
(f)
+_ +
x
(i) +
+
x
px-s
_
(g)
_ +_ +
x
p z-s
px-px z
z
(h)
_+
(j)
1.饱和性 一个原子有n个未成对的电子，就只能与n个自旋 方向相反的电子形成n个共价键。
若A、B两原子各 有一个未成对电子
可形成共价单键 （AB ）
如， H：1s1 Cl：3s23p5
只有一个未成对电子， 所以，H—Cl键是共价单键。
若A、B两原子各 有两个未成对电子
可形成共价双键 （A=B ）
如， O：2s22p4 有两个未成对电子，
所以，O2中存在一个共价双键。
若A、B两原子各 有三个未成对电子
可形成共价叁键 （A B ）
如， N：2s22p3 有三个未成对电子，
所以N2中存在一个共价叁键。
若A原子有n个未成 对电子, B原子有 1
个未成对的电子
形成ABn型分子
如， N：2s22p3 H：1s1
所以，1个N 原子可以和3个H 原子结合成 1个 NH3 分子，其中有3个NH 单键