无机化学(人卫版)分子结构
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无机化学(人卫版)第二章分子结构
在对称性相同的条件下，只有能量相近的原子轨道才 能有效地组成分子轨道，能量差越小越好。 例 H、Cl、O、Na原子的有关原子轨道的能量分布 1S（H）= -1318KJ/mol 3P（Cl）= -1259KJ· -1 mol 3S（Na）= -502KJ· -1 2P（O）= -1322KJ· -1 mol mol
分子轨道与原子轨道的能量
反键分子轨道
成键分子轨道
原子轨道
分子轨道
原子轨道
原子轨道与分子轨道的形状
反键分子轨道 原子轨道 1s σ*1s 成键分子轨道 原子轨道 1s
σ1s
节面
原子轨道与 分子轨道的 能量。 原子轨 道与分 子轨道 的形状。
（2）能量相近原则Closer energy principle——
•杂化前后轨道数目不变。 •杂化轨道的形状和空间伸展方向发生变化， 在空间分布采取最大夹角。
二.杂化轨道类型与分子的空间构型
1.SP杂化
空间构型: 直线形
2P 2P 激发 2S 2S Be原子轨道
键角: 180°
2.SP2杂化
2P 2S 2P 2S
激发
杂化
B原子轨道
3个SP2杂化
轨道
空间构型：平面三角形 键角： 1200
有效重叠，对称性匹配
非有效重叠，对称性不匹配
根据对称原则，原子轨道线性组合有以下几种类型
①S—S重叠
②S—P重叠
③P—P重叠
a两个原子的Px轨道沿X轨道轴（键轴）以头碰头的 形式发生重叠 b当两个原子的P轨道（Py – Py、Pz – Pz）垂直于键 轴，以肩并肩的形式发生重叠—π分子轨道。 此外P—d和d—d以肩并肩的形式发生重叠形成π分 子轨道（多存在于配合物分子中）
分子轨道与原子轨道的能量
反键分子轨道
成键分子轨道
原子轨道
分子轨道
原子轨道
原子轨道与分子轨道的形状
反键分子轨道 原子轨道 1s σ*1s 成键分子轨道 原子轨道 1s
σ1s
节面
原子轨道与 分子轨道的 能量。 原子轨 道与分 子轨道 的形状。
（2）能量相近原则Closer energy principle——
•杂化前后轨道数目不变。 •杂化轨道的形状和空间伸展方向发生变化， 在空间分布采取最大夹角。
二.杂化轨道类型与分子的空间构型
1.SP杂化
空间构型: 直线形
2P 2P 激发 2S 2S Be原子轨道
键角: 180°
2.SP2杂化
2P 2S 2P 2S
激发
杂化
B原子轨道
3个SP2杂化
轨道
空间构型：平面三角形 键角： 1200
有效重叠，对称性匹配
非有效重叠，对称性不匹配
根据对称原则，原子轨道线性组合有以下几种类型
①S—S重叠
②S—P重叠
③P—P重叠
a两个原子的Px轨道沿X轨道轴（键轴）以头碰头的 形式发生重叠 b当两个原子的P轨道（Py – Py、Pz – Pz）垂直于键 轴，以肩并肩的形式发生重叠—π分子轨道。 此外P—d和d—d以肩并肩的形式发生重叠形成π分 子轨道（多存在于配合物分子中）
无机化学课件9-分子结构
分子轨道理论(20世纪20年代末)
§9.1 Lewis理论
电子配对理论——共用电子对成键。 • 八隅体规则
• Lewis结构式
H—H
: Cl : C
: Cl
Cl :
O = C= O
:N N:
: Cl :
违背八隅体规则的例子：BF3,PCl5,SF6等。
_ 109 28’ _ _ _ + +
+
轨道重叠
杂化轨道与其它原子轨道重叠 形成化学键时，要满足原子轨道最
H
大重叠原理。原子轨道重叠越多，
形成的化学键越稳定。由于杂化轨 道的电子云分布更集中，所以杂化 轨道成键能力比未杂化的各原子轨 道的成键能力强。化合物的空间构 型是由满足原子轨道最大重叠的方 向决定的。
NH3分子形成时的轨道杂化。
H2O：几何构型为V型。 键角为：104.5 © O： 2s22p4
2p 2s
sp3杂化
sp3不等性杂化
两个杂化轨道 能量较低，被两对 孤对电子占据。
小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型
杂化轨道类型 杂化轨道数 分子空间构型
直线形 三角形 四面体 三角锥 V型
sp
sp2
C
2
CO
2
O
2s 2p
2 4
2s 2p
HF
HBF4
BF3
价键理论的局限性
价键理论能较好地说明一些双原子分子价键的 形成 为解决价键理论的局限性，鲍林在价键理 不能很好地说明多原子分子的价键形成和几何 论中引入了杂化轨道的概念 构型
如 CH4 实际测定→
按价键理论
C 2s
无机化学 分子结构
实例
s,p
sp
2
HgCl2
s,p,p
sp2
3
BF3
重要的杂化轨道及其形状(2)
中心原子 中心原子 中心原子的 的轨道数 的杂化轨道 杂化轨道数 杂化轨道 形状 实例
s,p,p,p
sp3
4
CCl4 NH4+
s,p,p,p,d
sp3d
5
PCl5
Hale Waihona Puke （4）sp3 不等性杂化 (sp3 Uneven Hybridization)
共价键的形成条件为
◆ 键合双方各提供自旋方向相反的未成对电子（想一想自
旋方向 相同呢？） ◆ 键合双方原子轨道应尽可能最大程度地重叠
◆ 能量最低原理
价键理论基本要点
1. 电子配对原理
具有自旋相反的单电子的两个原子相互接 近时，单电子可以配对构成共价键。 如 H2： H 1s1 + H 1s1 →H-H HCl： H 1s1 + Cl 3s23p5 → H-Cl N2： N 2s22p3 + N 2s22p3 → N N
Question
写出氯酸根离子 ClO3- 的路易斯结构式.
Cl 原子的电负性小于 O 原子，意味着不存在 O－O 之间的键合. 合理的排布应该如下所示：
O Cl O O O Cl O O
ClO3-离子中价电子总数等于26(四个原子的价电子数相 加再加1), 扣除3个单键的6个电子，余下的20个电子以孤 对方式分配给四个原子, 使它们均满足八隅律的要求.
第二章 分子结构
(Structure of Molecule) 价键理论
价层电子对互斥理论
分子轨道理论
键参数
无机化学 第六章 分子结构
随堂练习：
2.请应用现代价键理论合理地解释乙炔的成键情况,有几个σ
键?几个π 键?
HC≡CH
乙炔
随堂练习：
3.试用杂化轨道理论解释下面问题： （1） NH3、H2O 的键角为什么比 CH4 小？CO2 的键角为何是
180°？乙烯为何取120 °的键角？
（2）在 sp2 和 sp 杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？ 各举一例！ 例如 SO2 和 CO
新轨道叫杂化轨道。
（线性组合）
（2）杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数（遵循原则）
二、杂化轨道理论
1.杂化轨道理论基本要点
（3）杂化轨道在空间的伸展方向是尽可能取最大夹角，一般取对称
形，这样排斥力最小，形成的分子体才系稳定（数学理想建模）
杂化轨道的数目 理想模型 空间的最佳排布
直线型 正三角型 正四面体
一、价键理论（电子配对理论）VB法 3.共价键的特征 a.饱和性
基态原子的未成对电子数是一定的,因此它能形成的共价 键数 也是一定的。 3p 例如：N : 1S22S22P3
N: 1s 2s
3个单电子
2Px
2Py 2Pz
NH3分子的成键过程
一、价键理论（电子配对理论）VB法 3.共价键的特征： b.方向性
bonds (C).The hybride orbital considered were sp,sp2,sp3.
Bonds where the electron density is symmetrical about the bond axis are called sigma (σ) bonds; bonds in which the electron density is not symmetrical about the bond axis are called pi(π)bonds .
人卫5版第五章酸碱平衡与沉淀溶解平衡无机09级资料
Kb称为碱度常数或碱解离常数，表示碱 在水中接受质子能力的大小。 Kb 越大， 碱性越强。
无机化学 Inorganic chemistry
第二节 酸碱平衡 一、水的质子自递平衡
（一）水的质子自递反应 （Autoprotolysis equilibrium）：
H+
H2O + H2O
OH- + H3O+
无机化学 Inorganic chemistry
在297K的纯水中： Kw= [H3O+][OH-] = 1.00×10-14 (适用于一切稀水溶液)
[H3O+] = [OH-]=√Kw = √1.00×10-14 = 1.00×10-7mol·L-1
无机化学 Inorganic chemistry
（二）水 溶 液 的 pH 中性溶液：
[H+] = [OH-] = 1.0×10-7mol·L-1 酸性溶液：
[H+] ＞ 1.0×10-7mol·L-1 ＞[OH-] 碱性溶液：
[H+] ＜ 1.0×10-7mol·L-1 ＜ [OH-]
无机化学 Inorganic chemistry
稀溶液中
pH = -lgαH+
无机化学 Inorganic chemistry
K = [OH-][H3O+] [H2O][H2O]
[OH-][H3O+] = K [H2O]2 = Kw
Kw称为水的质子自递平衡常数 （Autoprotolysis equilibrium constant） 或水的离子积（ionic product ）。
在仅相差一个质子的酸碱之间，存在一
种通过质子相互联系和转化的关系，这 种关系称为酸碱共轭关系。
无机化学 Inorganic chemistry
第二节 酸碱平衡 一、水的质子自递平衡
（一）水的质子自递反应 （Autoprotolysis equilibrium）：
H+
H2O + H2O
OH- + H3O+
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在297K的纯水中： Kw= [H3O+][OH-] = 1.00×10-14 (适用于一切稀水溶液)
[H3O+] = [OH-]=√Kw = √1.00×10-14 = 1.00×10-7mol·L-1
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（二）水 溶 液 的 pH 中性溶液：
[H+] = [OH-] = 1.0×10-7mol·L-1 酸性溶液：
[H+] ＞ 1.0×10-7mol·L-1 ＞[OH-] 碱性溶液：
[H+] ＜ 1.0×10-7mol·L-1 ＜ [OH-]
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稀溶液中
pH = -lgαH+
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K = [OH-][H3O+] [H2O][H2O]
[OH-][H3O+] = K [H2O]2 = Kw
Kw称为水的质子自递平衡常数 （Autoprotolysis equilibrium constant） 或水的离子积（ionic product ）。
在仅相差一个质子的酸碱之间，存在一
种通过质子相互联系和转化的关系，这 种关系称为酸碱共轭关系。
无机化学 分子结构
四、sp杂化 具有VSEPR模型的AY2通式的分子中的中心原子采 取sp杂化轨道构建分子的s骨架，例如CO2中的碳原子、 H-C≡N:中的碳原子、BeCl2分子中的铍原子等等。炔烃 中的—C≡C—的s-骨架也是由sp杂化轨道构建的。 当中心原子取sp杂化轨道形成直线形的s骨架时， 中心原子上有一对垂直于分子的s骨架的未参与杂化的 p轨道。例如乙炔分子：形成二个p键。
离域Π键是由三个或三个以上原子形成的p 键，而不同于两原子间的p键。在三个或三个 以上用s键联结起来的原子之间，如能满足下
列条件，则可以生成离域键： (1)这些原子都在同一平面上； (2)每一原子有一互相平行的p轨道; (3)p电子的数目小于p轨道数目的两倍。
O O O
O O O
丁二烯中的p-p大π键 丁二烯分子式为H2C=CH-CH=CH2。4个碳原子 均与3个原子相邻，故均取sp2杂化，这些杂化轨道相 互重叠，形成分子σ骨架，使所有原子处于同一平面。 每个碳原子还有一个未参与杂化p轨道，垂直于分子 平面，每个p轨道里有一个电子。故丁二烯分子里存 在一个“4轨道4电子”的p-p大π键。通常用Π a b为大 π键的符号，其中a表示平行p轨道的数目，b表示在平 行p轨道里的电子数。
I型
II 型
杂化轨道理论——价键理论(二)
一、要点 为了解释分子或离子的立体结构,泡林以量 子力学为基础提出了杂化轨道理论。 要点：在形成分子时，由于原子的相互影响， 能量相近的不同类型的原子轨道混合起来，重新 组成一组能量等同的新的杂化轨道。 1.杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道 的数目相等 2.杂化轨道又分为等性和不等性杂化两种 3.杂化轨道成键时要求轨道最大重叠，键与键之 间斥力最小。
实例 BtCl3 HgCl2
无机化学分子结构课件
根据物质的原子结构可以解释物质的一些宏观性质，如元 素金属性、非金属性及其递变规律。原子结构还无法解释物 质的同素异性、同分异构现象。这是因为物质的性质不仅与 原子的结构有关，还与物质的分子结构或晶体结构有关。
所谓分子结构，通常包括两个方面：
(1)分子的空间构型 实验证实，分子中的原子不是杂乱 无章地堆积在一起，而是按照一定的规律结合成整体的， 使分子在空间呈现出一定的几何形状(即几何构型)。
我国物理化学家唐敖庆等曾于1953年统一处理了s—p— d—f轨道杂化， 提出了杂化轨道的一般方法，进一步丰富 了杂化理论的内容。
1、轨道杂化理论的基本要点
轨道杂化理论认为，在同一个原子中能量相近的不同类 型的几个原子轨道(即波函数)可以相互叠加，而重新组成 同等数目的能量完全相同的杂化原子轨道。在原子形成分 子的过程中，通常存在着激发、杂化和轨道重叠等几个过 程，这就是轨道杂化理论的基本要点。
例如：
Hale Waihona Puke 在生成F3BNH3时，NH3分子中的N原予提供一对未成键的 电子，与B原子共用形成配位键，N原子为给予体，B原子 为接受体，F3BNH3的结构式表示为通常用“→”表示配位 键，箭头方向表示由给予体供给接受体电子对的方向，以区 别于正常共价键。
但应该注意，正常共价键和配位键的差别，仅仅表现在键 的形成过程中，虽然共用电子对的电子来源不同，但在键形 成后，二者并无任何差别。如在NH4+中的4个N—H键是完全 等同的。
因为共价键的本质是原子轨道的重叠和共用电子对的形 成，每个原子的未成对的单电子数是一定的，所以形成共 用电子对的数目也就一定。
例如，氯原子最外层有一个不成对电子，它与另一个 氯原子3p轨道上的一个电子配对形成双原子分子Cl2后， 每个氯原子即不再有未成对的电子了，若再有第三个氯 原子与Cl2靠近，不可能再形成键产生Cl3。
所谓分子结构，通常包括两个方面：
(1)分子的空间构型 实验证实，分子中的原子不是杂乱 无章地堆积在一起，而是按照一定的规律结合成整体的， 使分子在空间呈现出一定的几何形状(即几何构型)。
我国物理化学家唐敖庆等曾于1953年统一处理了s—p— d—f轨道杂化， 提出了杂化轨道的一般方法，进一步丰富 了杂化理论的内容。
1、轨道杂化理论的基本要点
轨道杂化理论认为，在同一个原子中能量相近的不同类 型的几个原子轨道(即波函数)可以相互叠加，而重新组成 同等数目的能量完全相同的杂化原子轨道。在原子形成分 子的过程中，通常存在着激发、杂化和轨道重叠等几个过 程，这就是轨道杂化理论的基本要点。
例如：
Hale Waihona Puke 在生成F3BNH3时，NH3分子中的N原予提供一对未成键的 电子，与B原子共用形成配位键，N原子为给予体，B原子 为接受体，F3BNH3的结构式表示为通常用“→”表示配位 键，箭头方向表示由给予体供给接受体电子对的方向，以区 别于正常共价键。
但应该注意，正常共价键和配位键的差别，仅仅表现在键 的形成过程中，虽然共用电子对的电子来源不同，但在键形 成后，二者并无任何差别。如在NH4+中的4个N—H键是完全 等同的。
因为共价键的本质是原子轨道的重叠和共用电子对的形 成，每个原子的未成对的单电子数是一定的，所以形成共 用电子对的数目也就一定。
例如，氯原子最外层有一个不成对电子，它与另一个 氯原子3p轨道上的一个电子配对形成双原子分子Cl2后， 每个氯原子即不再有未成对的电子了，若再有第三个氯 原子与Cl2靠近，不可能再形成键产生Cl3。
人卫5版第八章分子结构(无机09级)新PPT课件
（一）杂化轨道理论的基本要点：
1、杂化（hybridization）与杂化轨道 （hybrid orbital）
杂化：在成键过程中，同一原子几个 能量相近的不同类型的原子轨道进行 线性组合，重新分配能量和确定空间 方向,组成数目相等的新轨道的过程。
22
2、杂化轨道的取向、形状
杂化轨道之间相互排斥，力图在空间 取最大夹角；其形状一端“肥大”。 杂化轨道一端“肥大”，有利于实现 原子轨道的最大重叠。
:N:::N: :N N:
6
二、现代价键理论
（ 一
(valence bond theory ) ↑↑
）
共
价
键
↑↓
的
本
↑↓
质
两氢原子接近时的能量曲线 7
Heitler-London指出：
两个原子具有自旋相反的未成对电子时，
相互靠近时原子轨道发生重叠，单电子
在两核间自旋配对，使系统能量降低而
形成共价键。
x z
z
y
N
N
y
18
比较键与键
重叠 重叠 稳定性 存在
方式 程度
情况
键 头碰头 大
稳定 可单独 不易破坏 存在
不稳定，易 不能单 键 肩并肩 较小 断开，化学 独存在
活性较强
19
（四）键参数（bond parameter）
1、键能（bond energe）： 键能越大，键越牢固。
2、键长（bond length）：指分子中 成键两原子核间的平均距离。
原子间通过共用电子对形成的化学 键称作共价键（ covalent bond ）。
每个原子周围不参与成键的电子对， 称作孤对电子（lone pair electrons）
1、杂化（hybridization）与杂化轨道 （hybrid orbital）
杂化：在成键过程中，同一原子几个 能量相近的不同类型的原子轨道进行 线性组合，重新分配能量和确定空间 方向,组成数目相等的新轨道的过程。
22
2、杂化轨道的取向、形状
杂化轨道之间相互排斥，力图在空间 取最大夹角；其形状一端“肥大”。 杂化轨道一端“肥大”，有利于实现 原子轨道的最大重叠。
:N:::N: :N N:
6
二、现代价键理论
（ 一
(valence bond theory ) ↑↑
）
共
价
键
↑↓
的
本
↑↓
质
两氢原子接近时的能量曲线 7
Heitler-London指出：
两个原子具有自旋相反的未成对电子时，
相互靠近时原子轨道发生重叠，单电子
在两核间自旋配对，使系统能量降低而
形成共价键。
x z
z
y
N
N
y
18
比较键与键
重叠 重叠 稳定性 存在
方式 程度
情况
键 头碰头 大
稳定 可单独 不易破坏 存在
不稳定，易 不能单 键 肩并肩 较小 断开，化学 独存在
活性较强
19
（四）键参数（bond parameter）
1、键能（bond energe）： 键能越大，键越牢固。
2、键长（bond length）：指分子中 成键两原子核间的平均距离。
原子间通过共用电子对形成的化学 键称作共价键（ covalent bond ）。
每个原子周围不参与成键的电子对， 称作孤对电子（lone pair electrons）
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x
■特点：重叠程度小，易断开，与σ共存。
现代价键理论
■ 例：N2分子形成示意图
2s 2px 2py 2pz
π
— +
+
—
N
σ键 π键
π
π
N
Z
π
N
Y
N
2s 2px 2py 2pz
σ
σ键
π键
重叠方式
重叠部分 重叠程度
头碰头
肩并肩
沿键轴呈圆柱形 在节面上,象两块 对称分布 “冬瓜”形状 较大 较小
存在方式
子转移，变成正、负离子。 ②正、负离子间由于静电引力而相互吸引， 形成稳定的化学键，即离子键。
两原子的电负性相差大于1.7，方可形 成离子键。离子键的强度常用晶格能表 示。
10.1.2 晶格能
晶格能：是指气态正、负离子结合成 1mol晶体时所放出的能量，用U 表示，单 位kJ· -1。 mol 晶格能是负值，其代数值越小，晶体 越稳定。
10.2.2
1.基本要点：
杂化轨道理论
•成键时能级相近的价电子轨道混合杂 化，形成新的价电子轨道——杂化轨道。 •杂化前后轨道数目不变。 •轨道的形状和空间伸展方向发生变化，在 空间分布采取最大夹角。 •杂化轨道成键同样满足最大重叠原理。
2. 杂化轨道类型 2s ①sp杂化 Be：2s2 BeH2的空间构型为直线 2p激发 形
D1 499kJ mol1 D 2 429kJ mol1
-1
E(H - O) ( D1 D2) / 2 464kJ mol
②键长
分子中两原子核间的平衡距离称为键长。 键长越短，键越牢固，形成的分子越稳定。
如：H－F， H－Cl， H－Br，H－I 键长依 次递增，而键能依次递减；单键、双键及叁 键的键长依次缩短，键能依次增大，但与单 键并非两倍、叁倍的关系。
CH4为正四面体结构
在此基础 1931年 Pauling 等人 提出了杂化轨道理论
1928 年鲍林(Linus Pauling, 1901-1994) 把海特勒-伦敦方法应用于化学键。
1934年鲍林发表了关于化学键的工作 证明了这些键的稳定性。
美国化学家。因其在研究化学键性质的成就获 1954年度诺贝尔奖，1962年又因其在裁军方面 所付出的努力而获诺贝尔和平奖。
①键能 在标准状态下， 1mol气态AB分子拆 开成气态原子所需要的能量，叫AB的离解 能（D）。 对双原子分子而言，离解能就是键能。 D(H—Cl)=432kJ· -1, D(Cl—Cl)=243kJ· -1 mol mol 在多原子分子中，离解能和键能是不同的。 键能愈大，键愈牢固。
H 2 O(g) H(g) OH(g) HO(g) H(g) O(g)
杂化轨道理论
现代价键理论 说明了 共价键的形成
解释了 无法解释
共价键的方向性和饱和性 CH4结构
价键理论认为自旋方向相反的单电 子相互配对成键。 BeCl2、CH4无法解释。 Be：2s2
C：2s22p2
杂化轨道理论
价键理论 说明了 共价键的形成 解释了 无法解释
二
、杂化轨道理论
共价键的方向性和饱和性
10.1.3 离子键的特征
⑴离子键的本质是静电引力 ⑵离子键没有方向性 ⑶离子键没有饱和性 ⑷键的离子性与元素的电负性有关。 （100%的离子键是不存在的）
10.1. 4 离子的特征
（1）离子电荷（k+ ，F-） （2）离子的电子构型 2；8；18；18+2；9-17电子构型。 （3）离子半径 主族元素同一周期，随族数递增，正离子电荷 增大，半径减小。Na+>Mg 2+ > Al 3+；从上到 下，离子半径依次增大。
■ 定义：分子或晶体中相邻原子或
离子间的强烈吸引作用力
■
类型：
化学键
( chemical bond )
离子键
(ionic bond) ◆ ● ■
共价键
(covalent bond)
金属键
(metallic bond)
正、负离子间靠静电作用形成的化学键 原子间通过共用电子对形成的化学键 通过自由电子将金属原子和金属离子联
2.价键理论基本要点与共价键的特点
价键理论基本要点： •自旋方向相反的未成对价电子相互配对； •原子轨道重叠最大。 共价键的特点： •饱和性 H Cl H O H N N
•方向性
(2)原子轨道最大重叠原理 成键电子的电子云重叠的越多，核间电子云 密度越大，形成的共价键越牢固
3.共价键的类型
①σ键： 原子轨道沿核间 联线方向进行同号重 叠(头碰头)。
2p
H Be H
2p
sp
2s
2s
sp杂化
Be采用sp杂化 生成BeH2
两个sp杂化轨道
②sp2杂化
F
BF3的空间构型 为平面三角形
B
F
F
2p
B： 2s22p1
2s
2p
2s
激发
2p
2s
sp2
sp2杂化
BF3的形成
三个sp2杂化轨道
③ sp3杂化
CH4空间几何构 型: 正四面体
键角: 109°28
1.Born-Haber循环
1 K (s) + 2 Br2 (l)
△ fHm
KBr(s)
U △ rHm,6
1 升 Br2 (g) 华 △ rHm,1 2 1 能 键能 △ rHm,4 2
气化热 △ rHm,3
Br (g)
K(g)
△ rHm,2
电离能
△ rHm,5
电子亲和能
Br (g) + + K (g)
共价键是通过共用电子对结合而成的化学键。
现代价键理论
■ 1916年路易斯（Lewis)提出经典共价键理论
共价键是由成键原子双方提供电子组成 共用电子对所形成的。
成功
初步揭示共价键 与离子键的区别
缺陷
无法解释电子配对成键的原因 及共价键的方向性等
海特勒(Walter Heitler, 1904-1981) 美籍德国物理学家。海特勒(Walter Heitler, 1904-) 和伦敦(Fritz London， 1900-1954) 将海森堡德共振理论应用于氢分子的共价键。 结果证明了电子自旋函数的稳定性，并否定 了相同氦键的稳定性。
系在一起的作用力
化学键：
离子键
价键理论 共价键 分子轨道理论
金属键
§10.1
离子键
10.1.1 离子键理论的主要论点
10.1.2
晶格能
10.1.3 离子键的特征 10.1.4 离子键的特征
10.1.1 离子键理论的主要论点
①当活泼金属原子和活泼非金属原子相遇
时，由于电负性相差很大，发生原子间电
晶格能对离子晶体物理性质的影响： 离子电荷数大,离子半径小的离子晶体晶 格能大,相应表现为熔点高、硬度大等性能。
NaCl 型 离子晶体 NaF NaCl NaBr NaI MgO CaO SrO BaO Z1 1 1 1 1 2 2 2 2 Z2 1 1 1 1 2 2 2 2 r+ /pm 95 95 95 95 65 99 113 135 rU /pm /kJ²mol-1 136 920 181 770 195 733 216 683 140 4147 140 3557 140 3360 140 3091 熔点 /o C 992 801 747 662 2800 2576 2430 1923 硬度 3.2 2.5 <2.5 <2.5 5.5 4.5 3.5 3.3
**
sp3d2杂化
H3COH 为sp3不等性 CH2O 为sp2 不等性
小结:杂化轨道的类型与分子的空间构型 杂化轨道类型 参加杂化的轨道 杂化轨道数
成键轨道夹角 分子空间构型
s+p s+(2)p s+(3)p 2 3 4
不等性
s+(3)p 4
三角锥 V型
直线形 三角形 四面体
实例
中心原子
共价键 H－F H－Cl H－Br H－I F－F Cl－Cl Br－Br I－I
键长 键 能 共价键 l/pm E/(kJ²mol-1) 92 570 H－H 127 432 C－C 141 366 C－C － 161 298 C－C － － 141 159 N－N 199 243 N－N － － 228 193 C－H 267 151 O－H
伦敦(Fritz London， 1900-1954) 美籍波兰物理学家。
1.量子力学处理H2分子的结果 两个氢原子电 子自旋方向相反， 靠近、重叠，核间 形成一个电子概率 密度较大的区域。 系统能量降低，形 成氢分子。 核间距 R0为74 pm。 共价键的本质——原子轨道重叠，核间 电子概率密度大吸引原子核而成健。
NH3 BeCl2 BF3 CH 4 HgCl2 BCl3 SiCl 4 PH3 Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si N,P Hg(ⅡB) (ⅣA)
H 2O H 2S
O,S
(ⅥA)
(ⅤA)
主族 S—P型为主， S—P—d型为辅
SP杂化 1个S轨道和1个P轨道间的杂化 （n相同）,直线型 SP2杂化 1个S轨道和2个P轨道间的杂化 （n相同）,正三角形 SP3杂化 1个S轨道和3个P轨道间的杂化 （n相同）,正四面体 SP3d2 1个n S轨道，3个n P轨道，2个nd轨道, 正八面体 d2SP3 1个n S轨道，3个n P轨道，2个(n-1)d轨道, 正八面体 SP3d 1个n S轨道，3个n P轨道，1个nd轨道, 三角双锥体 dSP2 1个n S轨道，2个n P轨道，1个(n-1)d轨道, 正四边形 过渡元素S—P—d型为主，S—P型为为辅（以及s-p- d - f ）