范德华半径无机化学精品课程
高中化学--范德华力相关介绍
专题4.范德华力Van der Waals' force一、次级键secondary bond1.concept次级键，除了典型的强化学键(共价键、离子键和金属键)等，依靠氢键以及弱的共价键和范德华 作用力相结合的各种分子内和分子间作用力的总称；2.次级键可根据原子间的距离、核磁共振谱和光谱等实验数据来确定；化学反应过程中形成的过渡态正是以次级键为特征的中间体或活化络合体； 次级键在物质的结构和性质的研究以及生物体系和超分子化学中起重大作用；3.反映在分子结构上，当原子间距离小于或接近相应的离子半径、共价半径或金属半径之和时， 可以认为原子间形成了化学键；当不同分子中的原子间距离范德华半径之和时，可以认为分子间存在着范德华力； 当原子间距离介于化学键与范德华力范围之间时，可以认为原子间生成次级键；4.次级键普遍客观存在，且化学键、次级键和范德华力三者之间的界限是很难明确划分；5.次级键中有相当一部分是有氢原子参与的；氢键(hydrogen bond )是次级键的一个典型，也是最早发现和研究的次级键；二、范德华半径V an der Waals radius1.concept:非金属元素有一种半径，叫范德华半径；原子的范德华半径是指当分子中两个相邻但不成键的原子靠近至一定距离时，可设想原子本身 的排斥力范围为一刚性球体，这一球体的半径称为范德华半径；2.如图表示出2个Cl 2，在同一个Cl 2里，2个Cl 核间距的一半是共价半径共r ； 在不同的2个Cl 2间，2个Cl 的核间距的一半是范氏半径范r ，显而易见共r <范r ；3.区别与联系①一般来说，对于金属元素，只有共价半径和金属半径； ②非金属元素(稀有气体除外)有共价半径和范德华半径； ③稀有气体元素只有范德华半径；④高中教材上原子半径全部用的是共价半径，所以稀有气体元素与同周期其它元素没有可比性；三、偶极dipole1.concept ：偶极---表示分子的极性；2.偶极可以分为三类：①固有偶极：极性分子中由于组成元素不同，其吸引电子的能力各有差异(元素周期律)，这就使 得分子中有电子偏移的现象，这样就产生了极性，并且偶极持续存在，称为固有偶极；-+δδCl H —②诱导偶极：是指非极性分子在电场中或者有其他极性分子在较近距离的情况下，由于电子带 负电，核带正电，它们会发生偏移，这种现象称为诱导偶极；③瞬时偶极：一切分子中，不管是极性分子还是非极性分子，原子核时刻在震动，电子时刻在 运动、跃迁，在它们运动的时候，偶尔离开平衡位置而产生极性，只不过这个过程持续时间 很短，故称瞬时偶极；四、偶极矩dipole moment1.concept正、负电荷中心间的距离和电荷中心所带电量的乘积，它是一个矢量，方向规定为从正电中心 指向负电中心，用符号μ表示，单位为库伦·米(C·m )； ①当一个电量(C e 19106022.1-⨯=)的正、负电荷相距m 1010-，则其偶极矩为： m C ⋅⨯=-29106022.1μ；②在静电制中，上述偶极矩为deb esu cm 8.4108.418=⋅⨯=-μ；③德拜是偶极矩的另一种单位，两者之间的换算为：m C deb ⋅⨯=-3010336.31； 2.偶极矩的数学表达式为μ=qd ；3.应用：①衡量键的极性强弱⎪⎩⎪⎨⎧≠=越大，键的极性越强，极性共价键，非极性共价键μμμ00【键的偶极矩简称键矩】A -B 键矩/deb A -B 键矩/debA -B 键矩/deb H -C 0.4 C -C 0 N -F 0.17 H -N 1.31 C -N 0.22 C =C 0 H -O 1.51 C -O 0.74 C =N 0.9 H -S 0.68 C -S 0.9 C =O 2.3 H -Cl 1.08 C -F 1.41 C =S 2.6 H -Br 0.78 C -Cl 1.46 N =O 2.0 H -I 0.38 C -Br 1.38 P =O 2.7 H -P 0.36 N -O 0.3 S =O 3.0②判断多原子分子极性强弱⎪⎩⎪⎨⎧≠=越大，分子的极性越强，分子是极性分子，分子是非极性分子μμμ00分子 μ/(m C ⋅-3010))10/(10m r - )10/(30m C er ⋅- er /μ CO 0.39 1.1283 18.08 0.02 HF 6.37 0.9168 14.69 0.43 HCl 3.50 1.2744 20.42 0.18 HBr 2.64 1.4145 22.66 0.12 HI1.271.6090 25.780.05五、范德华力V an der Waals' force1.concept范德华力(又称分子作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用；范德华力偶极子电荷位移近邻原子相互作用电偶极矩的感应作用−−−−−→−→→)(dipoles 2.范德华力又可以分为三种作用力：诱导力、色散力和取向力；①色散力dispersion force 【非极性分子间形成】※色散力(也称“伦敦力”，London force )是指非极性分子相互靠拢时，它们的瞬时偶极矩之间 产生的很弱的吸引力，所有分子或原子间都存在；※是分子的瞬时偶极间的作用力，即由于电子的运动，瞬间电子的位置对原子核是不对称的， 也就是说正电荷重心和负电荷重心发生瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极；※色散力和相互作用分子的变形性有关，变形性越大(分子量愈大，变形性愈大)色散力越大； ※色散力和相互作用分子的电离势(即为电离能)有关，分子的电离势越低(分子内所含的电子数 愈多)，色散力越大；※色散力的相互作用随着61r 而变化；其公式为：I 1和I 2 分别是两个相互作用分子的电离能，α1和α2 是它们的极化率；206212121d )4(123E πεααr I I I I +-= ※色散力是菲列兹·伦敦(Fritz London )于1930年根据近代量子力学方法证明的，由于从量子 力学导出的理论公式与光色散公式相似，因此把这种作用称为色散力，又叫做伦敦力； ②诱导力induction force 【极性与非极性分子间或极性分子间形成】※诱导力在极性分子和非极性分子之间或极性分子和极性分子之间都存在诱导力； ※由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形(即电子云 被吸向极性分子偶极的正电的一极)，结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本 来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了 偶极；※这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极 性分子中原有的固有偶极；※诱导偶极和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力；※在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生 变形，产生诱导偶极；其结果使分子的偶极距增大，既具有取向力又具有诱导力； ※在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力； ※诱导力与极性分子偶极矩的平方成正比；※诱导力与被诱导分子的变形性成正比，通常分子中各原子核的外层电子壳越大(含重原子越多)它在外来静电力作用下越容易变形；相互作用随着61r而变化，诱导力与温度无关；其公式：α为极化率；620212)4(rE πεμα-=诱 ③取向力dipole-dipole force 【极性分子间形成】 ※取向力发生在极性分子与极性分子之间；※由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极；因此，当两个极性 分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动；这种 偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”；这时由于相反的极相距较 近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引 力达到相对平衡；这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力； ※取向力与分子的偶极矩平方(μ)成正比，即分子的极性越大，取向力越大； ※温度越高，极性分子运动越活跃，越不容易取向，取向力越弱；其公式为：0622214132E πεμμkTr -=取 μ1，μ2为两个分子的偶极矩；r 为分子质心间的距离，k 为Boltzmann 常数，T 为热力学温度， 负值表示能量降低； ④三种力的关系※极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在； ※极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力； ※非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力；※这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性； ※极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；※诱导力则与这两种因素都有关；但对大多数分子来说，色散力是主要的； ※只有偶极矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而诱导力通常是很小的； ※极化率α反映分子中的电子云是否容易变形；※虽然范德华力只有0.4~4.0kJ/mol ，但是在大量大分子间的相互作用则会变得十分稳固；。
范德华半径定义
范德华半径定义
《说说范德华半径》
嘿，今天咱来唠唠范德华半径哈。
你知道不，有一次我在家鼓捣那些小玩意儿的时候，就发现了一个特别好玩的事儿。
我拿着两个小球，就那种普通的塑料小球哈，我把它们慢慢靠近。
开始的时候呢，它们离得还挺远，没啥特别的感觉。
但随着我一点点让它们靠近，就感觉它们之间好像有一种无形的力量在互相排斥似的。
我就特别好奇呀，这是咋回事呢。
后来我一查才知道，原来这就和范德华半径有点关系嘞。
范德华半径呀，就像是每个原子或者分子周围的一个小圈圈，它们不想让别的东西随便闯进这个圈圈里。
就好像那两个小球，离得近了，它们的这个“小圈圈”就开始起作用啦，互相不让对方靠近。
你看，这么一个小小的现象，其实背后就藏着范德华半径的概念呢。
嘿嘿，是不是还挺有意思的呀。
原来生活中这些小细节都和科学知识有着千丝万缕的联系呀。
以后我可得多留意留意这些小事情，说不定还能发现更多有趣的科学奥秘呢！这范德华半径，还真是挺神奇的哈！。
无机化学-分子间作用力和氢键
He、Ne、Ar、Kr、Xe从左到右原子半径（分子半径）依次增大，变形 性增大，色散力增强，分子间结合力增大，故b. p. 依次增高。可见，范 德华力的大小与物质的m. p.，b. p.等物理性质有关。
同类分子型物质熔、沸点比较
熔点/K
沸点/K
F2
53.6
85
Cl2
(1) 与电负性大且 r 小的原子 ( F，O， N ) 相连的 H ； (2) 在附近有电负性大，r 小的原子 ( F，O，N ) 。
4、 氢键的特点
（a）氢键存在饱和性和方向性 ➢ 氢键的饱和性指的是每一个 X—H 只能与一个Y原子形成氢键。 只是因为H的体积较小，当形成 X—H…Y 氢键后，X和Y原子电 子云的斥力使得其它极性分子很难靠近。（H的配位数一般为2） ➢ 氢键的方向性指的是Y原子与X—H形成氢键后， X—H…Y 尽 量位于一条直线上，这样可使X和Y原子距离最远，斥力最小。
CH3CH2CH3 b.p. -44.5℃
CH3CH2CH2CH3 b.p. -0.5℃
CH3CH2CH2CH2CH3 b.p. 36℃
●正戊烷、异戊烷和新戊烷三种异构体的相对分子质量相同, 色 散力随分子结构密实程度的增大而减小,导致沸点按同一顺序下降
CH3CH2CH2CH2CH3 b.p.36 ℃
总作用力
8.5 8.75 26.00 23.11 21.14 29.60 47.31
对大多数分子来说，以色散力为主 (除极性很大且存在氢键的 分子，如H2O外)
色散力的大小既依赖于分子的大小，也依赖于分子的形状
●丙烷、正丁烷和正戊烷均为直链化合物(忽略分子形状的影响 ), 色散力随分子体积的增大而增大, 导致沸点按同一顺序升高
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物分子。
化学键
共价键
H2、HCl两分子虽然都是由共价键形成的分子，但这两个分子中的共价键是有
区别的。H2分子是由同种元素的原子形成的共价化合物，由于两个原子吸引电
子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，因此成键原子不显电性。这
样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。如Cl2、O2、N2等是由非极性键
空间绕原子核做高速运动。
原子的组成
原子核
原子核发现以后，科学家又进一步证明，原子核还可以再分，它是由更小的
微粒质子和中子组成。一个质子带一个单位正电荷，中子不带电，原子核所
带的正电荷数等于核内质子数。由于原子显中性，所以核电荷数等于质子数
，也等于核外电子数。既表示为：
核电荷数（Z）=质子数=核外电子数
+
- +
极性
分子
+非极性
分子
- +
固有偶极
-
+
诱导偶极
诱导力
分子的作用力
色散力
非极性分子的偶极矩为零，似乎不存在相互作用。事实上分子中的电子和原子核都处在不断运动
中，经常会发生正、负电荷重心的瞬间相互位移，从而产生偶极。这类偶极称为瞬时偶极。当两个
或多个非极性分子在一定条件下充分靠近时，就会由于瞬时偶极而发生异性相吸的作用。这种由瞬
1s2
2
3
Li
1s22s1
2
1
4
Be
1s22s2
2
2
5
B
1s22s22p1
2
3
6
C
1s22s22p2
大专无机化学课件-化学键与分子结构
第八课 化学键与分子结构
第六章 化学键与分子结构
112种原子(18种人造)，天然存在、数量 较多的只有几十种，组成了物质世界。
原子如何结合组成物质世界？ 原子间相互作用力称为化学键 原子间通过化学键形成分子，分子形成 物质世界
化学键的分类
强化学键： 离子键、共价键、金属键 共价键又分为：键、键、键、离域键、 配位键、 -配位键、 缺电子多中心键等 弱化学键（次级键）： 氢键、范德华力等
离子键理论不能说明相同 原子形成单质分子，也不能说 明电负性相近的原子如何形成 化合物分子。
· · · · O· O2，CO2： · C · · · ·
1916年，美国化学家G. N. Lewis提出了共价键理论 (经典 价键理论)。
分子中每个原子应该具有稳定的稀有气 体原子的电子层结构 (8电子结构)，该结构可 以通过原子间共享电子对 (一对或若干对) 的 方式来实现。
当电负性相差较大的金属原子和非金属 原子在一定的反应条件下相互接近时，由于 有达到稳定的电子结构的倾向而分别失去或 得到电子生成正离子和负离子。
· · · · Na·+ :Cl· Na+ + [:Cl:]－ · · · ·
正离子和负离子由于静电引力相互吸 引而形成离子晶体，在离子晶体中，正离子 和负离子形成离子键。
1925年获博士学位，1931年任化学 教授，由于他对化学键的研究以及用化 学键理论阐明复杂物质化学结构获得成 功，1954年获Nobel化学奖。
建立了现代价键理论、杂化轨道理论、 价层电子对互斥理论。 1932年，Hund和Mulliken从另一角度提 出了分子轨道理论。
三、现代价键理论
W. Heitler 和 F. London
原子的范德华半径
van der Waals Radii r w (nm) of the ElementsH He Li Be B C N O F Ne Pauling[ 0.11 0.14 0.1720.15 0.14 0.135 0.154 Bondi[2] 0.12 0.14 0.182 0.2130.170.1550.152 0.147 0.154 Bokii[3] 0.117 0.122 0.1790.1570.138 0.135 0.16 Allinger 0.162 0.153 0.255 0.2230.2150.2040.1930.182 0.171 0.16 Zefirov[ 0.116 0.22 0.190.180.1710.15 0.129 0.14 Batsanov 0.12 0.14 0.22 0.190.180.170.16 0.155 0.15 0.15 Our work 0.108 -0.134 0.175 0.2050.1470.1490.1410.14 0.139 -0.168Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Pauling[1] 0.190.1850.18 0.192Bondi[2] 0.227 0.173 0.251 0.210.180.180.1750.188 0.275Bokii[3] 0.190.180.18 0.192Allinger 0.27 0.243 0.236 0.2290.2220.2150.2070.199 0.309 0.281 Zefirov[ 0.23 0.2 0.2 0.1840.19 0.27 0.24 Batsanov 0.24 0.22 0.21 0.210.1950.180.18 0.19 0.28 0.24 Our work 0.184 0.205 0.211 0.2070.1920.1820.183-0.193 0.205 0.221Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Pauling[1]Bondi[2]Bokii[3]Allinger 0.261 0.239 0.229 0.2250.2240.2230.2230.222 0.226 0.229 Zefirov[ 0.22 0.19 0.19 Batsanov 0.23 0.215 0.205 0.2050.2050.2050.2 0.2 0.2 0.21 Our work 0.216 0.187 0.179 0.1890.1970.1940.1920.184 0.186 0.21Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Pauling[1] 0.2 0.2 0.195Bondi[2]Bokii[3] 0.2 0.2 0.1950.198Allinger 0.246 0.244 0.236 0.2290.2220.2150.3250.3 0.271 0.254 Zefirov[ 0.21 0.1970.28 0.26 0.23 Batsanov 0.21 0.21 0.205 0.190.190.2 0.29 0.255 0.24 0.23 Our work 0.208 0.215 0.206 0.1930.198-0.2120.2160.224 0.219 0.186Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Pauling[1]Bondi[2] 0.1630.1720.162 0.255 0.227 Bokii[3]Allinger 0.243 0.239 0.236 0.2340.2340.2370.2430.25 0.264 0.259 Zefirov[5] 0.2 0.21 0.22Batsanov 0.215 0.21 0.205 0.2050.2 0.2050.21 0.22 0.22 0.225 Our work 0.207 0.209 0.209 0.2070.1950.2020.2030.23 0.236 0.233Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pauling[ 0.22 0.22 0.215 0.218Bondi[2] 0.19 0.206 0.198 0.216Bokii[3] 0.22 0.22 0.215 0.218Allinger 0.252 0.244 0.236 0.2280.3440.3070.2780.274 0.273 0.273 Zefirov[5] 0.214 0.290.260.23Batsanov 0.22 0.21 0.21 0.220.3 0.270.25Our work 0.225 0.223 0.223 0.2210.2220.2510.24 0.235 0.239 0.229Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Pauling[1]Bondi[2]Bokii[3]Allinger 0.272 0.271 0.294 0.2710.270.2690.2670.267 0.267 0.279 Zefirov[5]Batsanov[6]Our work -0.236 0.229 0.233 0.2370.2210.2290.2160.235 0.227 0.242Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Pauling[1]Bondi[2] 0.175 0.166 0.17 Bokii[3]Allinger 0.265 0.253 0.243 0.2390.2370.2350.2360.239 0.243 0.253 Zefirov[5] 0.2 0.2 Batsanov[6] 0.225 0.22 0.210.2050.2 0.2 0.205 0.21 0.205 Our work 0.221 0.212 0.217 0.210.2170.2160.2020.209 0.217 0.209Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pauling[1]Bondi[2] 0.196 0.202 0.187Bokii[3] 0.169Allinger 0.259 0.274 0.266 0.2590.2510.2430.3640.327 0.308 0.274 Zefirov[ 0.22Batsanov 0.22 0.23 0.23 0.24 Our work 0.235 0.232 0.243 -0.229-0.236-0.243-0.256-0.243 0.26 0.237Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Pauling[1]Bondi[2]Bokii[3]Allinger 0.264 0.252 0.252 0.252Zefirov[5]Batsanov[6] 0.23Our work 0.243 0.24 0.221 -0.256-0.256-0.256-0.256-0.256 -0.256 -0.256References1 Pauling, L. The nature of the chemical bond.3rd Ed. NY: Cornell Univ,Press, 1960；Pauling, L. Pauling, P. Chemistry. San Francisco: W. H. Freeman Company, 19752 Bondi, A. J. Phys. Chem., 1964, 68: 4413 Bokii, G. B. Kristallokhimiya ( Crystal Chemistry ). Moscow: Nauka, 19714 Allinger, N. L. Zhou, X.; Bergsma, J. J. Mol. Struct., Theochem., 1994,312: 695 Zefirov, Yu V. Russ. J. Inorg. Chem., 2000, 45: 15526 Batsanov, S. S. Russ. J. Inorg. Chem., 1991, 36: 1694; Inorg. Mater.,2001, 37: 8717 胡盛志，周朝晖，蔡启瑞. 物理化学学报，2003，19：1073。
（完整版）无机化学（天津大学版）
（完整版）⽆机化学（天津⼤学版）第⼀章化学反应中的质量关系和能量关系[学习指导]1．“物质的量”（n）⽤于计量指定的微观基本单元或其特定组合的物理量，其单位名称为摩[尔]，单位符号为mol。
2.摩尔质量（M) M = m/n3.摩尔体积（V m）V m = V/n4.物质的量浓度（c B）c B = n B/V5.理想⽓体状态⽅程pV = nRT6.理想⽓体分压定律p= Σp B ；p B = (n B/n)p7.化学计量式和化学计量数O = ΣνB B ；νBB8.反应进度（ξ）表⽰化学反应进⾏程度的物理量，符号为ξ，单位为mol。
随着反应的进⾏，任⼀化学反应各反应物及产物的改变量：Δn B = νBξ9.状态函数状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，⽽与状态变化的途径⽆关。
10.热和功体系和环境之间因温差⽽传递的热量称为热。
除热以外，其它各种形式被传递的能量称为功。
11.热⼒学能（U）体系内部所含的总能量。
12.能量守恒定律孤⽴体系中能量是不会⾃⽣⾃灭的，它可以变换形式，但总值不变。
13.热⼒学第⼀定律封闭体系热⼒学能的变化：ΔU = Q + WQ > 0, W > 0, ΔU > 0；Q < 0, W< 0, ΔU < 0。
14.恒压反应热（Q p）和反应焓变（Δr H m）H(焓) ≡ U + pV, Q p= Δr H m15.赫斯定律Q p= ∑Q B, Δr H m= ∑Δr H m(B)B B16.标准状况：p = 101.325kPa, T = 273.15 K标准(状)态：pθ= 100kPa下⽓体：纯⽓体物质液体、固体：最稳定的纯液体、纯固体物质。
溶液中的溶质：摩尔浓度为1mol·L-1标准态下17.标准摩尔⽣成焓（）最稳定的单质─────—→单位物质的量的某物质=18.标准摩尔反应焓变（）⼀般反应cC + dD = yY + zZ=[y(Y) + z(Z)] - [c(C)+ d(D)]=Σνi(⽣成物) + Σνi(反应物)第⼆章化学反应的⽅向、速率和限度[学习指导]1.反应速率：单位体积内反应进⾏程度随时间的变化率，即：2.活化分⼦：具有等于或超过E c能量（分⼦发⽣有效碰撞所必须具备的最低能量）的分⼦。
区别金属原子半径、离子半径、共价半径和范德华半径和碳材料的分类及应用
区别金属原子半径、离子半径、共价半径和范德华半径根据量子力学，核外电子运动没有固定轨道，没有明确的界限，只有几率密度的分布。
通常把核到最外层电子的平均距离定义为原子半径。
现代的科学技术还无法精确测定一个单独原子的半径，只能用实验方法，如X射线衍射法，测定出晶体中相同原子核间距离，或用同核双原子分子键长，被2相除得出。
不同元素原子有不同的存在形式，就是同一元素的原子也可能形成不同化学键的分子和晶体。
因而不同元素的原子半径可能表现形式不同，就是同一元素的原子半径也可能有不同形式。
根据测定方法的不同，通常有3种原子半径：①金属半径：金属晶体中相邻两金属原子核间距离的一半，称做该元素原子的金属半径，如铜的金属半径r金＝127.8pm。
②共价半径：同种元素的两原子以共价键结合时，其共价键键长的一半称做该元素原子的共价半径，符号表示为pm 或Å，其数值与几重键结合有关，如碳原子的共价半径r共，单键时为77pm，双键时为67pm，三键时为60pm。
金属元素原子在一定条件下也可形成共价的双原子分子，金属元素原子也有共价半径，如铜的共价半径r共为117pm。
由于形成共价键时，总会发生原子轨道重叠，通常同一金属元素的金属半径比其单键共价半径要大10%～15%。
同周期元素的单键共价半径的变化规律为从左至右逐渐缩小，可认为是原子核对电子引力增大的缘故③范氏半径：(范德华氏半径的简称) 非金属元素和有些金属元素所形成的分子间或稀有气体单原子分子间靠分子间力(范德华力) 相互吸引，其不同分子中两个相同原子核间距离的一半，称做该元素原子的范氏半径，如氯原子的范氏半径r范为181pm。
如左图所示，表示了氯原子的共价半径和范氏半径。
原子半径数据只有相对的、近似的意义，而且同一元素的不同半径，数值不同(r范>r金>r共)，而且相差较大。
使用时不要同时用不同半径的数据。
在一般的资料里，金属元素有金属半径和共价半径的数据，非金属元素则有共价半径和范氏半径的数据，稀有气体只有范氏半径的数据。
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对于我们经常遇到的分子或离子[特别是以非金属原
子为中心的单核 (即单中心 ) 分子或离子 , 用这一理论模
型预言的立体结构很少与事实不符。
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VSEPR模型的要点: ● 用通式 AXnEm 来表示所有只含一个中心原 子的分子或离子的组成，式中A 表示中心原子, X表示配位原子(也叫端位原子),下标n表示配位 原子的个数, E表示中心原子上的孤对电子对,下 标 m是电子对数。已知分子或离子的组成和原 子的排列顺序时, m值可用下式确定: m=(A的族价-X的化合价×X的个数+/-离子的 电荷数)/2
O H3C C NH2 H3C C ONH2+
苯和乙酰胺的“共振杂化体”
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2-2 价层电子互斥模型（VSEPR）
分子的立体结构决定了分子许多重要性质，例如分 子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大 小、分子在晶体里的排列方式等等，而路易斯结构式未 能描述分子的立体结构。 ● 无机分子的立体结构通常是指其 s- 键的分子骨架在 空间的排布。这种分子骨架可以用现代实验手段测定。 ● 实验证实，属于同一通式的分子或离子,其结构可能 相似，也可能完全不同。 如 , H2S 和 H2O 属同一通式 H2A，结构很相似，都是角 型分子，仅夹角度数稍有差别，而CO32-离子和SO32-离子 属同一通式 AO32-, 结构却不同 : 前者是平面型 , 后者是立体 的三角锥型。
把弗兰克兰结构式中的“短棍”解释为两个原子各取 一 个 电 子 配 成 对 ， 即 ： “ —” 是 一 对 共 用 电 子 ， “ ”是2对共用电子，“ ” 是3对共用电子。 路易斯还认为，稀有气体最外层电子构型（8e- ）是 一种稳定构型，其他原子倾向于共用电子而使他
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的最外层转化为稀有气体的 8 电子稳定构型—8 隅律。 路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为 共价键。后人称这种观念为路易斯共价键理论
Cl Cl
32e-
28e-
24e-
32e-
SO2Cl2、HNO3、H2SO3、CO32-、SO42-的路易斯结构式
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●
泡林共振论 对于可以写出几个相对合理的路易斯结
构式的分子，泡林提出了共振论，认为分子的真实结构 是这些合理路易斯结构式的共振杂化体，每个结构式则 称为一种共振体，泡林还用符号“ ”，把分子的共 振体联系起来
第二章 分子结构
基本要求 ⒈掌握价层电子对互斥理论的基本内容及应用。 2.了解杂化轨道理论、共轭大π键和共价分子的性
质。 3.理解分子间力的概念，分清化学键和分子间力的 区别。 4.掌握氢键的特征和形成条件，以及对物质的物理 性质的影响。 5.了解现代价键理论和分子轨道理论的主要点。
● 通式 AXnEm 里的 ( n+m) 的数目称为价层电子
对数,令n+m=z,则可将通式AXnEm改写成另一种 通式AYz; VSEPR模型认为，分子中的价层电子 对总是尽可能地互斥，均匀地分布在分子中， 因此，z的数目决定了一个分子或离子中的价层 电子对在空间的分布(与分子立体构型不同),由此 可以画出VSEPR理想模型:
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2-1 路易斯结构式
●
弗兰克兰结构式 用元素符号加划短棍“－”的形式
来表明原子之间按“化合价”相互结合的结构式。原子 间用“－”相连表示互相作用了“1 价”，如水的结构 O H 表示互相用了“2价” 式为 H ，用
●
路易斯结构式 [Gilbert Newton Lewis,US(1875-1946)]
●
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H2O
H2S
SO32CO32-
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1. 价层电子互斥模型
吉列斯比(R.J.Gillespie)和尼霍尔姆(Nyholm)在50年
代提出了一种简单的模型用来判断某一个分子或离子
的立体结构 , 定名为价层电子对互斥模型 , 简称 VSEPR
模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion)。
添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构， 也叫电子结构式（electronic structure）
●
电子结构式
孤对电子 未用于形成共价键的非键合电子 , 在写结构 式时常用小黑点表示孤对电子，如：
H O H
H N H H
H O H H C C O H
N N
水、氨、乙酸和氮气的路易斯结构式
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E E E H N H N H H H H H H H H H C H C H H H H
●“分子立体构型”是指不包括孤对电子对的AXn中的
AY4 AXn
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O H O H
AYz中的z个价层电子对之间的斥力的大小有如下顺序: i. l-l>>l-b>b-b(l为孤对电子对;b为键合电子对) 由于键合电子对受到左右两端带正电原子核的吸引，而 孤对电子对只受到一端原子核吸引，相比之下，孤对电子 对较“胖”，占据较大的空间，而键合电子较“瘦”，占 据较小的空间。
分子的几何构型取决于中心 A 的价层中电子对的排斥 作用。分子的构型总是采取电子对排斥力最小的结构。
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例如: 分子 SO2 SO3 SO32- SO42- NO2+ m 1 0 1 0 0 注：有时,计算出来的m值不是整数,如NO2， m=0.5，这时应当作 m=1 来对待，因为，单电 子也要占据一个孤对电子轨道。
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z
2
3
4
5
6
模型 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥体 正八面体
Y Y Y Y A A Y A Y A Y A YY Y Y Y Y Y Y Y
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Y
Y
Y
Y
A 和 n 个 X( 配位原子 ) 在空间的排布，只有当 AXnEm 中的 m=0 时，即 AYZ=AXn 时， VSEPR 模型才是分子立体构型， 否则，得到 VSEPR 模型后要略去孤对电子对，才得到它 们的分子立体构型，如:H2O,NH3,CH4都是AY4,它们的分子 立体构型为： 分子 H2O NH3 CH4 构型 角形 三角锥体 正四面体
注意: 书写路易斯结构式应注意 : 结构式中的短横线 数与分子中的键合原子的化合价相符，价电子总数 等于分子中所有原子的价电子之和 例1. 画出SO2Cl2、HNO3、H2SO3、CO32-、SO42-的 路易斯结构式
O S
O
H O N
O O
24e-
H O H O S O O C
O O
O O S
O O