基础化学第十章共价键与分子间力
医用基础化学共价键和分子间作用力
共价键的概念和原理
概念
共价键是指通过共享电子，形成两个非金属原 子之间的化学键。它决定了分子的结构和性质。
原理
共价键的形成是原子为了完成最外层电子的稳 定，共同贡献电子形成的。它的长度和强度决 定于关联原子的尺寸和电负性之间的差异，越 小的差异和越小的原子，如氢，就越容易形成 共价键。
医用基础化学共价键和分 子间作用力
本演示将向您介绍医用基础化学中的共价键和分子间作用力，以及它们在药 物研发中的作用，是一次深入探讨化学原理的旅程。
化学的定义和重要性
1 定义
化学是一门研究物质结构、性质和变化的科学，不仅能帮助我们理解自然界中的现象， 还是研制医药和提高生活质量的重要基石。
2 重要性
3
微观世界的探索
最新技术和准确的分子计算方法，使我们可以深入探索分子的微观世界并开发具有高度 定制化的分子。
医用基础化学中的研究现状和未来发展趋 势
ห้องสมุดไป่ตู้
研究现状
随着药物研发中新的技术和方法的兴起，共价键和 分子间作用力的研究正在变得越来越重要。
未来趋势
新的计算机模拟和理论方法的发展，将加速我们对 分子之间细微交互的理解，这将有助于实现更好、 更安全和更高效的药物研发。
分子间作用力与生物学
从病毒的感染到人类DNA的复制，生物化学发现了 许多重要的分子间作用力。
共价键和分子间作用力在药物研发中的 作用
1
药效和毒性研究
药效和毒性，大多数药物的目标和副作用研究涉及到分子间相互作用力的调整和使用。
2
药物的发现与研发
通过这些知识，药物研发人员可以更好地设计药物分子，以便在人体内精确定位和交互， 提高药效并减少毒性。
人民卫生出版社第7版《基础化学》习题第十章
共价键与分子间力首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析[TOP]例10-1试用杂化轨道理论说明乙烯分子的形成及其构型。
分析根据杂化轨道理论，形成乙烯分子时，C原子的价层电子要杂化。
共价键形成时，σ键在成键两原子间能单独存在，且只存在一个； 键在成键两原子间不能单独存在，但可存在多个。
乙烯分子中C原子的4个价电子分别与其它原子形成三个σ键，C、C原子间的双键中有一个是π键。
三个σ键决定分子构型，因此C原子有三个原子轨道参与杂化，形成三个等性杂化轨道。
解乙烯分子C2H4中有2个C原子和4个H原子，每个基态C原子的价层电子组态为2s2 2p2，在形成乙烯分子的过程中，1个2s电子被激发到2p空轨道上，然后1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp2杂化轨道，彼此间夹角为120º。
每个C原子的2个sp2杂化轨道各与1个H原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键；2个C原子间各以1个sp2杂化轨道互相重叠，形成1个σ键。
由于2个C 原子的这6个sp2杂化轨道处于同一平面，未参与杂化的2p z轨道则垂直于该平面，“肩并肩” 重叠形成1个π键，构成C＝C双键。
乙烯分子中6个原子在一个平面上，分子呈平面构型。
例10-2 利用价层电子对互斥理论预测-I的空间构型。
3分析先确定中心原子的价电子对数，中心原子提供7个电子，配位提供1个电子，加上负离子的电荷数，得价层电子数的总和再除以2。
然后根据价层电子对构型和孤对电子决定-I的空间构型。
3解-I中有3个I原子，我们可将其中1个I作为中心原子，其余2个作为配位体。
中心原子I有73个价电子，2个配位I原子各提供1个电子，-I离子的负电荷数为1，所以中心原子的价电子对数为3(7+2+1)/2＝5 。
价层电子对构型为三角双锥，因配位原子数为2，说明价层电子对中有2对成键电子对和3对孤对电子，以3对孤对电子处在三角双锥的三角形平面上排斥能最小，所以-I为直线型。
第十章 共价键和分子间作用力
第十章共价键和分子间作用力本章教学要求掌握现代价键理论、杂化轨道理论熟悉共价键的本质、特征和类型，分子间作用力了解价层电子对互斥理论、分子轨道理论(chemical bond)。
化学键分为离子键(ionic bond)、共价键(covalent bond)和金属键(metallic bond)。
本章依据量子力学阐述共价键的现代理论，同时要介绍物质分子与分子之间比较弱的相互作用力，即分子间作用力(intermolecular force)，它包括范德华力(van der Waals force)和氢键(hydrogen bond)。
第一节现代价键理论1916年美国化学家路易斯(G.N. Lewis)*提出经典的共价键电子理论。
该理论认为两个或多个原子可以相互“共用”一对或多对电子，以便达到稀有气体原子最外层2或8电子层结构（路易斯结构），而生成稳定的分子。
例如：H·+ ·H →H∶H 或H－H分子中通过共用电子对连接的化学键称为共价键，也可用短横线表示。
该理论初步揭示了共价键与离子键的区别，能解释共价键的饱和性。
但不能解释一些分子的中心原子最外层电子数虽然少于或多于8仍能稳定存在的事实，如：也无法说明为什么共用互相排斥的两个带负电荷的电子能使原子成为稳定分子的本质原因。
直到量子力学建立以后，共价键的理论才开始发展。
一、氢分子的形成和共价键的本质* G.N. Lewis加州大学伯克利分校教授，Lewis提出共价键的电子理论对发展化学价理论奠定了基础；他还创造性地提出了酸碱电子理论。
他的研究生中先后有5人获得诺贝尔奖。
图氢分子是最简单的典型共价键分子。
1927年德国化学家海特勒（W. Heitler ）和伦敦（F. London ）把氢分子看成是两个核和两个电子组成的系统，用量子力学近似求解其薛定谔方程。
结果得到H 2分子形成的势能曲线，见图10-1。
当两个H 原子彼此远离时没有相互作用，它们的势能为零。
大学基础化学课件-第十章 共价键与分子间力
H2
H─H
O2
O─O
±
极性共价键(Nonpolar covalent bond )：成键原子的
电负性不相同，核间电子云密集区域偏向电负性较大 的一端，正负电荷重心不重合。
HCl H─Cl
＋
－
键极性判断(Bond polarity judgment )
一般电负性差值General electronegativity △X ＝0
成的同型共价键的键长越短，键越牢固。
键角 ——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（成键的两个原子为相同元
素原子），为非极性共价键；否则，为极性共价键。
非极性共价键(Nonpolar covalent bond )：成 键原子的电负性相同，核间电子云密集区域在 两核的中间位置，正负电荷重心重合。
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﹡
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
q.d
分子电偶极矩越大，分子的极性就越大；分子电偶极矩越 小，分子的极性就越小；分子电偶极矩为零的分子是非极性分 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。
共价键与分子间作用力
共价键与分子间作用力共价键和分子间作用力是化学中两个重要的概念，它们对物质的性质和行为起着决定性的作用。
本文将重点介绍共价键和分子间作用力的概念、类型、特点以及它们在化学反应和物质性质中的应用。
共价键是两个非金属原子间由电子对共享而形成的一种化学键。
在共价键中，原子不会失去或得到电子，而是共享电子，以满足各自的外层电子壳。
共价键的形成能力取决于原子的电负性差异。
电负性是一个原子吸引其共享电子的能力，与原子核的吸引力有关。
共价键分为偶极共价键和非极共价键两种类型。
偶极共价键是指共价键中的电子对更多地靠近一个原子，使其带有相对正电荷，另一个原子则带有相对负电荷。
非极共价键是指共价键两端的原子相对电荷均相等，电子对靠近两个原子中间。
具体来说，如果两个原子电负性相等，那么形成的是非极共价键；如果两个原子电负性差异较大，那么形成的是偶极共价键。
除了共价键，分子间作用力也是分子间相互作用的重要力量。
分子间作用力指的是靠近的两个分子之间的相互作用力。
它是由于分子间的静电相互作用、分子之间的取向相互作用和分子之间的诱导相互作用所导致的。
静电相互作用是一种非共价相互作用力，其中相互作用的分子带有正电荷或负电荷。
根据库仑定律，两个带电荷的物体之间的引力或斥力与它们之间的距离和电荷量成正比。
因此，静电相互作用力对于离子之间的相互作用是非常重要的。
取向相互作用是由于两个极性分子之间的分子极性导致的相互吸引。
极性分子的极性取决于分子中的原子电负性差异。
在这种情况下，正极和负极之间的相互作用力具有较大的分子之间作用力。
诱导相互作用是由于无极性分子中的电子云的瞬间分布的改变而引起的。
当一个原子或分子靠近另一个无极性原子或分子时，它的电子云会更集中地分布在远离相互作用区域的一侧。
这将导致另一个原子或分子的电子云在与之相对的另一侧更加分散。
因此，在周围电子云的引导下，两个无极性分子之间会发生诱导相互作用，由此产生相互作用力。
除了静电相互作用、取向相互作用和诱导相互作用外，范德华力也是一种分子间作用力。
基础化学：第十章-共价键与分子间力-1-检验
23
σ键与π键
键轴
+ -
键轴
++
σ键,重叠大,能量低 π键,重叠小,能量高
- - σ键一定存在，构成分子
骨架；而π键可有可无 24
4
2014/12/30
σ键与π键
1. 单键是否都是σ键？ 是
2√. 一般来说，π键只能与σ键同时存 在，在双键或叁键中必须也只能有 一个σ键。
σ键与π键 3 . O2成键情况如何？ 8O：1s22s22p4
E(H-H) = D(H-H) = 436 kJ·mol-1
29
30
5
2014/12/30
键能
z 多原子分子 键能(E) ≠ 解离能(D)
键长 z 键长 分子中两个原子核间平衡距离
① 键长越短，键越牢固 ② 单键键长 > 双键键长 > 三键键长
E(O-H) = 463 kJ·mol-1
键能越大，键越牢固 31
该文档是极速PDF编辑器生成，
2014/12/30 如果想去掉该提示,请访问并下载：
/
基础化学 第十章
共价键与分子间力
“核心问题”
“化学键的本质是全部化学的核心问题。” For the nature of chemical bond is the problem at the heart of all chemistry.
16
价键理论(VB Theory, 1931)
“我在1926年到欧洲时感到
相当震惊，因为我发现周围
的许多人都比我聪明。”
鲍林
鲍林 《鲍林-20世纪的科学怪杰》
Linus Pauling
美国化学家
现代化学键理论奠基人
基础化学中课本单词总结
基础化学中课本单词总结第一章绪论matter 实物field 场snbstance 物质SI 国际单位制significant figure 有效数字scientific notation 科学计数法dispersed medium 分散系dispersed phase 分散相dispersed medium 分散介质homogeneous dispersed system 均相分散系heterogeneous dispersed system 非均相分散系phase 相amount of substance 物质的量mole 摩尔Avogadro constant 基本单元mass 质量Avogadro constant 阿伏伽德罗常数molar mass 质量amount-of-subtance concentration （物质的量）浓度mass concentration 质量浓度mole fraction 摩尔分数molality 质量摩尔浓度solution 溶液element 元素compound 化合物cation 阳离子anion 阴离子negative ion 阴离子molecule 分子atom 原子electronic 电子property 性质inorganic 无机的componential 成份exact number 有效数字aqueous solution 水溶液instrument 仪器composition 组成mixture 混合物entity 实体第二章稀薄溶液的依数性colligative properties of dilute solution 稀薄溶液的依数性evaporation 蒸发condensation 凝结(saturated) vapor pressure （饱和）蒸气压Sublimation 升华Vapor pressure lowering 蒸气压下降Boiling pint depression 沸点升高diffuse 扩散semi-permeable membrance 半透膜osmosis 渗透作用osmosis pressure 渗透压力osmolarity 渗透浓度isotonic solution 等渗溶液hypertonic solution 高渗溶液hypotonic solution 低渗溶液solute 溶质solvent 溶剂nonvolatile 难挥发的hemoglobin 血红蛋白conductivity 导电性fluid 流体第三章电解质溶液Electrolyte 电解质degree of dissociation 解离度ion interaction theory 离子相互作用理论ion atmosphere 离子氛activity 活度activity coefficient 活度因子ionic strength 离子强度acid-base equilibria 酸碱平衡acid dissociation constant 酸解离常数base dissociation constant 碱解离常数dilution law 稀释定律common-ion effect 同离子效应salt effect 盐效应Bronsted-lowry theory 酸碱质子理论half reaction of acid-base 酸碱半反应conjugate acid 共轭酸conjugate base 共轭碱amphoteric substance 两性物质proton-transfer reactions质子传递反应proton self-transfer reaction 质子自递反应ion-product constant for water水的离子积polyprotic acids 多元酸polyacid bases多元碱electron theory of acid and base酸碱的电子理论solubility equilibrium 溶解平衡（precipitationequilibrium 沉淀平衡）solubility product costant 溶度积常数solubility 溶解度ion product 离子积fractional precipitate 分级沉淀polar 极性soluble 可溶的equilibrium constant 平衡常数proton 质子dissociate 解离equilibrium shift 平衡移动mass or material balance 物料守恒charge balance 电子守恒proton balance 质子守恒precise 准确的side-reaction 副反应第四章缓冲溶液Buffer solution 缓冲溶液Buffer action 缓冲作用Buffer system 缓冲系（buffer pair 缓冲对）Buffer-component ratio 缓冲比Buffer capacity 缓冲容量Buffer effective range 有效缓冲范围Plasma 血浆Ctotal 总浓度Dilution 稀释PBS 磷酸根的缓冲系（指磷酸二氢根和磷酸一氢根）第五章胶体colloid 胶体sol 溶胶macromolecular solution 高分子溶液associated colloid 缔合胶体degree of dispersion 分散度specific surface area 比表面surface energy 表面能Brownian movement 布朗运动diffusion 扩散sedimentation 沉降sedimentation equilibrium 沉降平衡electrophoresis 电泳electroosmosis 电渗diffused electric double layer 扩散双电层coagulation 聚沉polyelectrolyte 聚电解质isoelectric point 等电点salting out 盐析Donnan equilibrium 膜平衡（Donnan 平衡）surface active substance 表面活性物质surface tension 表面张力hydrophilic 亲水性hydrophobic 疏水性micelle 胶束critical micelle concentration CMC 临界胶束浓度emulsion 乳状胶emulsifying agent 乳化剂dispersion phase 分散相dispersion medium 分散介质radium 半径diameter 直径particle 粒子filtered 过滤scatter light 散色光（丁达尔效应）suspensions 悬浊液settle out 沉淀dialysis 透析optical 光学的第六章化学反应热及反应的方向的限度thermodynamics 热力学system 系统surrounding 环境opening system 开放系统closed system 封闭系统isolated system 隔离系统state 状态state function 状态函数extensive property 广度性质intensive property 强度性质process 过程isothermal process 等温过程isobar process 等压过程isovolumic process 等容过程adiabatic process 绝热过程cyclic process 循环过程heat 热work 功volume work 体积功reversible process 可逆过程irreversible process 不可逆过程thermodynamic number 热力学能（internal energy内能）the first low of thermodynamic 热力学第一定律enthalpy 焓stoichiometric number 化学计量数reactant 反应物product 产物extent of reaction 反应进度thermochemical equation 热化学方程式reaction 反应standard state 标准态aqueous solution 水溶液graphite 石墨diamond 金刚石standard molar enthalpy of formation 标准摩尔生成焓standard molar enthalpy of combustion 标准摩尔燃烧热spontaneous process 自发过程entropy 熵the third law of thermodynamics 热力学的三定律conventional entropy 规定熵standard molar entropy 标准摩尔熵principle of entropy increase 熵增加原理Gibbs free energy Gibbs 自由能standard molar Gibbs free energy of formation 标准摩尔生成Gibbs自由能standard equilibrium constant 标准平衡常数experimental equilibrium constant 实验平衡常数species 物种multiple equilibrium 多重平衡coupling reaction 耦合反应shift of chemical equilibrium 化学平衡移动第七章化学反应速率chemical kinetics 化学动力学rate of chemical reaction 化学反应速率average rate 平均速率instantaneous rate 瞬时速率reaction mechanism 反应机制elementary reaction 元反应complex reaction 复杂反应ratedetermining step 速率控制步骤molecularity of reaction 反应分子数law of mass action 质量作用定律rate law(rate equation) 速率方程rate constant 速率常数reaction order 反应级数first-order reaction 一级反应half-life 半衰期pseudo-first-order reaction 准一级反应second-order reaction 二级反应zero-order reaction 零级反应collision theory 碰撞理论effective collision 有效反应elastic collision 弹性形状activated molecule 活化分子activated energy 活化能transition state theory 过渡态理论activated complex 活化络合物energy barrier 能垒catalyst 催化剂catalysis 催化效应homogeneous catalysis 均相催化heterogeneous catalysis 多相催化active site 活性点enzyme 酶substrate 底物第八章氧化还原反应与电极电位oxidation-reduction reaction 氧化反应oxidation number 氧化值（氧化值）apparent charge number 表观荷电数oxidation reaction 氧化反应notation of cell 电池组成式reduction reaction 还原反应reduction agent 还原剂oxidizing agent 氧化剂redox half-reaction 氧化还原半反应oxidized species 氧化性物质reduced species 还原性物质redox electric couple 氧化还原电对salt bridge 盐桥primary cell 原电池half-cell 半电池electrode 电极anode 负极cathode 阳极cell reaction 电池反应electrode potential 电极电位standard hydrogen electrode,SHE标准氢电池electromotive force，emf电动势standard electrode potential 标准电极电位Faraday constant、法拉第常数Nernst equation Nernst方程reference electrode 参比电极indicator electrode 指导电极calomel electrode 甘汞电极saturated calomel electrode SEC饱和甘汞电极glass electrode 玻璃电极combination electrode 复合电极operational definition of pH pH操作定义第九章原子机构和元素周期律nuclear model 有核模型Planck constant 普朗克常数line spectrum 线状光谱stationary state 定态energy level 能级ground state 基态excited state 激发态transition 跃态principal quantum number 主量子数particle-wave duality 波粒二象性de Broglie relation de Broglie关系式probability wave 概率波uncertainty principle 测不准原理Schrödinger’s equation Schrödinger’s方程wave function 波函数probability density 概率密度electron cloud 电子云atomic orbital 原子轨道quantum number 量子数principal quantum number 主量子数（符号n）shell 电子层orbital angular momentum quantum number 轨道角动量量子数（符号l）subshell或sublevel 亚电子层magnetic quantum number 磁量子数(符号m) equivalent orbit 简并轨道（等价轨道）spin angular momentum quantum number 自旋角动量量子数（符号s）radial wave function 径向波函数angular wave function 角度波函数lobe 波瓣nodal plane 节面radial distribution function 径向波函数screening effect 屏蔽作用screening constant 屏蔽常数effective nuclear charge 有效核常数electronic configuration 电子组态Pauli exclusion principle Pauli不相容原理Building-up principle或Aufbau principle构造原理Hund’s rule Hund规则atomic core 原子芯valence electron 价电子valence electron 电子层（价层）period 周期group 族block 区transition element 过渡元素inner transition element 内过渡元素rare earth element 稀土元素atomic radius 原子半径covalent radius 共价半径van der waals radius van der waals半径metallic radius 金属半径ionic radius 离子半径electronegativity 电负性macroelement 常量元素microelement or trace clement 微量或痕量元素poisonous or harmful element 有毒或有害元素第十章共价键与分子间力Chemical bond 化学键Intermolecular force 分子间作用力Valence bond theory 简称VB 价键理论Molecular orbit theory 简称MO分子轨道理论ground state 基态repellent state 排斥态normal covalent bond 正常共价键coordinate covalent bond 配位共价键（coordinate bond 配位键）lone pair electron 孤对电子bond parameter 键参数dissociation energy 解离能bond length 键长bond angle 键角nonpolar covalent bond 非极性共价键polar covalent bond 极性共价键hybrid orbital theory 杂化轨道理论hybridization 杂化hybrid orbital 杂化轨道equivalent hybridization 等性杂化nonequivalent hybridization 不等性杂化valence shell pair repulsion theory 简称VSEPR 价层电子对互斥理论linear combination of atomic orbitals LOCAO 原子轨道波函数的线性组合bonding molecular orbital 成键分子轨道antibonding molecular orbital 反键分子轨道nonbonding orbital 非键轨道bond order 键级localized bond 定域键delocalized bond 离域键free radical 自由基或游离基active oxygen free radical 活性氧自由基triplet oxygen 三线态氧singlet oxygen 单线态氧disproportion 歧化nonpolar molecule 非极性分子polar molecule 极性分子electric dipole moment 电偶极矩permanent dipole 永久偶极orientation force 取向力induction force 诱导力dispersion force 色散力hydrogen bond 氢键sort out by泡芙小民，如有错误，欢迎指正1843493277@。
化学键的共价性与分子间力的教学案例
化学键的共价性与分子间力的教学案例一、引言在化学教学中，化学键的共价性与分子间力是常被讨论的重要概念。
理解这些概念对学生深入了解分子结构和化学反应机制至关重要。
本文将通过一些教学案例，旨在帮助学生理解化学键的共价性和分子间力的内涵以及其在现实生活中的应用。
二、实验案例一：共价键与极性分子的演示1. 实验目的通过演示实验让学生了解共价键的形成以及极性分子的特点。
2. 实验原理共价键是两个原子通过共用电子对而形成的化学键。
极性分子则是由于分子内部带正、负电荷的不均而导致分子两极分化。
实验中将使用氯化铁水溶液和氯化钠水溶液来演示。
3. 实验材料与步骤材料：氯化铁水溶液、氯化钠水溶液、滴管、实验皿。
步骤：a. 取两个滴管，分别滴加氯化铁溶液和氯化钠溶液到实验皿中。
b. 观察两个溶液的颜色变化以及是否发生沉淀。
c. 向学生解释产生这种颜色变化和沉淀的原因，即氯化铁和氯化钠分子之间的共价键和极性分子相互作用。
4. 实验结果与讨论观察到氯化铁和氯化钠溶液混合后，产生了深褐色的沉淀。
这是因为氯化铁和氯化钠分子之间的共价键和极性分子之间的相互作用导致了沉淀的形成。
5. 实验意义通过这个实验，学生能够直观地感受到共价键的形成以及极性分子的特点。
这样的实验案例有助于学生理解和记忆相关概念，提高他们对化学键和分子间力的认知。
三、案例二：分子间力在药物设计中的应用1. 案例描述介绍如何通过分子间力来设计新型药物。
2. 内容要点a. 分子间力在药物和受体之间的相互作用中起着重要作用。
b. 用分子间力来改变药物分子的空间构型和性质。
c. 分子间力可以影响药物的溶解度、活性和选择性。
3. 案例讲解通过举例介绍，比如如何利用分子间力来设计靶向癌症的药物。
在这个案例中，教师可以解释如何通过分子间力来改变药物分子的构象，并影响药物与受体之间的相互作用。
4. 案例意义通过此案例，学生不仅可以理解分子间力在现实应用中的重要性，还能够提高他们对分子结构与化学键的理解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
① 双原子分子的键能(E)就等于分子的解离能(D)。 • 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
• 一般地，p-p重叠形成σ键（记为σp-p）比 s-s重叠形成σ键（记为σs-s）牢固。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键：互相平行的py或pz轨道则以“肩并肩” 方式
进行重叠，的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反 对称。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键：例
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 π键特点：
H2 (g) → 2H(g) E(H—H) ＝ D(H—H) ＝ 436 kJ·mol-1
第一节 现代价键理论
1. 键能 ② 对于多原子分子，键能和解离能不同。例如，
H2O分子中有两个等价的O-H键， H2O(g)OH(g)+H(g) ΔH1=502kJ·mol-1 OH (g)O(g)+H(g) ΔH2=423.7kJ·mol-1
核双原子分子的分子轨道能级图，并能运用其 同核双原子分子磁性、稳定性。 5. 了解分子极性，熟悉分子间力类型、特点、产 生原因；氢键形成条件、特征、应用。
第一节 现代价键理论
• 化学键(chemical bond)：分子或晶体中相 邻两原子或离子间的强烈作用力，成键能 量约为几十到几百千焦每摩。 离子键 chemical bond 共价键(配位键) 金属键
E(O-H)= 463kJ·mol-1 ③ 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。
第一节 现代价键理论
一些双原子分子的键能和某些键的平均键能
triple bond>double bond>single bond
第十章 共价键与分子间力
Covalent Bond and Intermolecular Forces
内容提要
1. 现代价键理论 ① 氢分子的形成 ② 现代价键理论的要点 ③ 共价键的类型 ④ 键参数
2. 杂化轨道理论 ① 杂化轨道理论的要点 ② 轨道杂化类型及实例
3. 价层电子对互斥理论
内容提要
4. 分子轨道理论简介 ① 分子轨道理论的要点 ② 简单双原子分子的分子轨道能级图
5. 分子间的作用力 ① 分子的极性与分子的极化 ② van der Waals力 ③ 氢键
教学基本要求
1. 掌握现代价键理论要点和σ键、π健的特征。 2. 掌握杂化轨道理论基本要点，杂化类型，特征；
等性、不等性杂化概念及应用。 3. 熟悉用价层电子对互斥理论预测分子空间构型。 4. 了解分子轨道理论要点，熟悉第一、二周期同
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，解释共价键的本质
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，核间电子的概率密度几乎为零， 称为氢分子的排斥态(repulsion state)。
3. 原子轨道重叠愈多，核间电子云愈密集，共价 键愈牢固，称为原子轨道最大重叠原理。因此 原子轨道将沿最大程度方向重叠，决定了共价 键的方向性。
第一节 现代价键理论
第一节 现代价键理论
三．共价键的类型 σ键
• 按成键重叠方式： π键
正常共价键 • 按电子对来源：
配位共价键
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键：原子轨道沿键轴（成键核间连线，设为x轴）
以“头碰头” 方式进行重叠，重叠部分沿键轴 呈圆柱形对称分布，形成σ共价键。如s-s、spx 和px-px 轨道重叠。
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键：例
第一节 现代价键理论
1. σ键和π键 σ键特点：
• σ键的轨道重叠程度比π键的轨道重叠程 度大，因而σ键比π键牢固。
• σ键可单独存在于两原子间，是构成分子 的骨架，两原子间只可能有1个σ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。
第一节 现代价键理论
例: H+ + :NH3
H+
+
H N H + H NH3
H
CO
第一节 பைடு நூலகம்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/kJ·mol-1
H2
436
E/kJ·mol-1
HF
565
E/kJ·mol-1
C－H
413
E/kJ·mol-1
N－H
391
F2
165
HCl
431
C－F
460
N－N
159
Cl2
247
HBr
366
C－Cl
335
N＝N
418
Br2
• π键较易断开，化学活泼性强。 • 一般它是与σ键共存于具有双键或叁键的
分子中。
• 由于π键的存在，原子不可绕σ键转动。
第一节 现代价键理论
2. 常共价键和配位共价键
• 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，
• 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）。
• 共价键的本质是电性的，是两核间的电子云密 集区对两核的吸引力。
第一节 现代价键理论
第一节 现代价键理论
二． 现代价键理论（valence bond theory, VB法 ） 1. 两个原子自旋相反的单电子配对，原子轨道重
叠，核间电子云密集，系统能量降低，形成稳 定的共价键。
2. 原子中单电子才能配对。所以每个原子形成共 价键的数目等于单电子数目。这就是共价键的 饱和性。