分子结构和分子间力、氢键
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选修3第二章第三节分子间作用力和氢键
氢键使HF、NH3极易溶于水中
NH3溶于水溶 液呈碱性，使 H-O键断裂产 生OH-
小结
范德华力 氢键
分子间或分子内氢
共价键
相邻原子之间
作用微粒 强弱
对物质性 质的影响
分子之间
弱
较强 对某些物质的溶解 性、熔沸点都产生 影响
很强
范德华力 越大，物 质熔沸点 越高
物质的稳定性 即化学性质
思考与交流
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) OH l2F2 C.CH3CH2OH B.CH3—CH—COOH CH2—OH D.CH—OH CH2—OH
练习：
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) OH l2F2 C.CH3CH2OH B.CH3—CH—COOH CH2—OH D.CH—OH CH2—OH
含氧酸的强度取决于中心原子的电 负性、原子半径、氧化数。 当中心原子的电负性大、原子半 径小、氧化数高时，使O-H键减弱，酸 性增强。
练习：比较下列含氧酸酸性的强弱 H2SiO4 H3PO4 H2SO4
HClO HBrO
HIO
HClO3
HClO4
无机含氧酸强度的变化规律
同周期的含氧酸，自左至右，随中心原子 原子序数增大 ，酸性增强。 同一族的含氧酸，自上而下，随中心原子 原子序数增大 ，酸性减弱。 同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于 低价 。
2．下列化合物中含有2个“手性”碳原子的是 ( ) Cl OH H A.OHC—CH—CH2OH B. OHC—CH—C—Cl OH Cl H Br C.HOOC—CH—C—C—Cl Br Br CH3 D.CH3—CH—C—CH3 CH3
2．
OH
Cl
H
无机化学-分子间作用力和氢键
分子间作用力对物质物理化学性质的影响
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
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
分子结构及分子间氢键
分子结构及分子间氢键分子结构及分子间氢键是化学领域中的一个重要概念。
在化学中，分子是由原子组成的，原子通过共享或转移电子而相互连接。
当原子以特定的方式组合在一起时，它们形成了分子。
分子的结构可以通过原子之间的键来描述，而分子间氢键是其中一种重要的键类型。
分子结构是分子中原子的排列方式和连接方式。
它可以通过分子的分子式来表示。
分子式是用化学符号表示分子中每个原子的种类和数量的简明公式。
例如，水分子的分子式是H2O，表示它包含2个氢原子和1个氧原子。
在分子结构中，原子通过共价键或离子键相互连接。
共价键是通过共享电子来连接原子的键。
它是一种强的化学键，需要一定能量才能打破。
离子键是由正离子和负离子之间的电荷吸引力形成的，它有时也被称为电价键。
与共价键和离子键相比，氢键的结构和性质要简单得多。
氢键是由一个氢原子与一个电负性较高的原子（如氮、氧或氟）之间的相互作用形成的。
氢键主要是电荷间的吸引力，而不是共享或转移电子。
氢键的形成需要满足一些条件。
首先，氢原子必须与一个较电负的原子相连，这个较电负的原子通常是氮、氧或氟。
其次，这个较电负的原子必须有一个孤对电子，它可以吸引氢原子的正电荷。
最后，氢键的形成还需要分子中的两个原子之间的距离和角度适当。
氢键的稳定性和强度较弱，但在生物分子的结构中起到了重要作用。
例如，在DNA分子中，氢键帮助保持双螺旋结构的稳定性。
在蛋白质折叠和构象中，氢键也起到了关键作用。
总结起来，分子结构及分子间氢键是化学中的重要概念。
分子结构描述了分子中原子的排列方式和连接方式，可以通过分子式来表示。
分子间氢键是一种特殊的键类型，由氢原子和电负性较高的原子之间的相互作用形成。
氢键在生物分子的结构中起到了重要作用，帮助维持分子的稳定性和功能。
与水有关的科学原理
与水有关的科学原理
1. 水的分子结构：水的分子由两个氢原子和一个氧原子组成，呈现出较强的极性，因此具有明显的分子间相互作用力，特别是氢键。
2. 表面张力：水的分子间力使水在表面形成一层膜状结构，使水在液体与气体交界处表现出较高的张力，这种现象称为表面张力。
3. 水的密度：水的密度随温度变化而发生变化，当水的温度降低时，其密度逐渐增大，直到达到4摄氏度时，水的密度最大。
4. 水的蒸发和沸点：水的蒸发是指水分子由液体状态转变为气体状态，而沸点是指液体状态下的水达到一定温度时，在大气压下迅速沸腾产生气体。
5. 水的比热容：水具有较高的比热容，即吸热能力较大，需要较多的热量才能使水的温度发生变化。
这使得水能够在吸收和释放大量能量时起到稳定温度的作用。
6. 水的凝固和融化：水的凝固是指水从液体状态转变为固态冰，而融化是指固态冰转变为液体状态的过程。
7. 水的溶解性：水是一种极好的溶剂，可以溶解许多物质。
这是因为水的极性使之能够与其他带电或极性的分子相互作用，从而使溶质分子与溶剂分子形成溶
液。
8. 水的冰的浮力：水的固态冰比液态水密度小，因此冰会浮在液态水表面。
这是因为水的分子结构在冰态时由于氢键的形成而形成规则的晶体结构，使冰具有较大的体积。
9. 水的气化和冷凝：水的气化是指水由液体状态转变为气体状态的过程，而冷凝则是指气态水蒸气转变为液体状态的过程。
10. 水的溶解度：水的溶解性取决于不同物质在水中的溶解度，即在一定条件下，物质在水中溶解的最大量。
一些物质如盐和糖具有较高的溶解度，而其他物质则具有较低的溶解度。
第二章分子结构和分子间力、氢键
通式：X—H…Y X, Y = F, O, N (电负性大、半径小、含 孤对电子)
键能：< 40 kJ· mol-1
2019年4月8日3 时28分
二、氢键的特点 1、有方向性 2、有饱和性 3、氢键的强弱与电负性有关 氢键不仅存在于同种分子间，还可存在于不同分子间
2019年4月8日3 时28分
三、 氢键对化合物性质的影响
小结
sp杂化: 2个 sp杂化轨道
2杂化： 3个sp2杂化轨道 sp sp等性杂化
空间构型 直线形
实例 BeCl2
平面三角形 BF3
sp3杂化： 4个sp3杂化轨道 正四面体
s-p型
CH4
空间构型 含一孤电子对 三角锥 sp3不等性杂化 4个sp3杂化轨道
含二孤电子对 V字型
2019年4月8日3 时28分
结论：具有自旋相反的单电子的原子轨道相互靠拢能 2019年4月8日3 重叠形成稳定的共价键
时28分
2-1-2 价键理论的基本要点
①当自旋方向相反的未成对电子相互靠近时，两核间的 电子云密度增大，可以配对形成稳定的共价键。 例：A原子与B原子各有1个电子，且自旋相反，则可配 对形成稳定的共价单键 。A︰B 实例：HCl 若两个原子各有两个或三个单电子，则自旋相反的单电 子可以配对，形成共价双键和叁键。 A ∷B 和 A≡B 实例：O2 和 N2
2019年4月8日3 时28分
小 结
分子间力的本质是静电引力，包括取向力、诱导力、色散力。 极性分子和极性分子之间：取向力、诱导力、色散力。 极性分子和非极性分子之间： 诱导力、色散力。 非极性分子和非极性分子之间： 色散力。
2019年4月8日3 时28分
2019年4月8日3 时28分
键能：< 40 kJ· mol-1
2019年4月8日3 时28分
二、氢键的特点 1、有方向性 2、有饱和性 3、氢键的强弱与电负性有关 氢键不仅存在于同种分子间，还可存在于不同分子间
2019年4月8日3 时28分
三、 氢键对化合物性质的影响
小结
sp杂化: 2个 sp杂化轨道
2杂化： 3个sp2杂化轨道 sp sp等性杂化
空间构型 直线形
实例 BeCl2
平面三角形 BF3
sp3杂化： 4个sp3杂化轨道 正四面体
s-p型
CH4
空间构型 含一孤电子对 三角锥 sp3不等性杂化 4个sp3杂化轨道
含二孤电子对 V字型
2019年4月8日3 时28分
结论：具有自旋相反的单电子的原子轨道相互靠拢能 2019年4月8日3 重叠形成稳定的共价键
时28分
2-1-2 价键理论的基本要点
①当自旋方向相反的未成对电子相互靠近时，两核间的 电子云密度增大，可以配对形成稳定的共价键。 例：A原子与B原子各有1个电子，且自旋相反，则可配 对形成稳定的共价单键 。A︰B 实例：HCl 若两个原子各有两个或三个单电子，则自旋相反的单电 子可以配对，形成共价双键和叁键。 A ∷B 和 A≡B 实例：O2 和 N2
2019年4月8日3 时28分
小 结
分子间力的本质是静电引力，包括取向力、诱导力、色散力。 极性分子和极性分子之间：取向力、诱导力、色散力。 极性分子和非极性分子之间： 诱导力、色散力。 非极性分子和非极性分子之间： 色散力。
2019年4月8日3 时28分
2019年4月8日3 时28分
分子间作用力、氢键、不同类型的晶体
晶体的类型
离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
根据晶体构成 微粒和相互作 用不同分为四 种类型：
1、离子晶体
氯化钠晶体和晶体模型
氯 化 钠
Cl-
Na+
1、离子晶体
• 定义：
离子化合物中的阴、阳离子间按一定方式 有规则地排列而成的晶体叫做离子晶体。
构成微粒 阴、阳离子 作用力
离子键
形成离子晶体的物质： 离子化合物（NaCl、Na2O、BaSO4、铵盐等） 物理性质： 具有 的熔沸点，有 的硬度， 固态时 导电，在熔融状态或水溶液中 导电， 有些离子晶体 于水，有些 溶于水。
【问题探究1】
①在NaCl晶体中每个Na+同时吸 ６ 引着＿个Cl ，每个Cl 同时吸引 着＿个 ６ Na+。
【问题探究2】
②在NaCl晶体中是否存在单 个的NaCl分子? 不存在
符号“NaCl”表示什么含义？
归纳 离子晶体一般熔沸点 较高、硬度较大，不 导电，但在熔融状态 时能导电。
2、分子晶体
原子晶 晶体类型 离子晶体 分子晶体 体 熔沸点 硬 度 较高 较硬
金属晶体
很低
一般很软
很高 很硬
有高有低 有硬有软
晶体不导 晶体不导 导电情况 电、熔化 电、熔化 不导电 能导电 微粒种类 离子 分子 微粒间的 作用力 离子键
一般 不导电 大多良好
原子 共价键
分子间 作用力
总结：1、物质熔沸点高低的比较
化学键
原子间 或离子间
作用力大 作用力小
影响化学性质和 物理性质
范德华力
分子之间
影响物理性质 （熔沸点等）
分子之间无化学键
一些氢化物的沸点
分子结构-4
邻位硝基苯酚，其熔点45℃ (分子内氢键)
间位硝基苯酚，其熔点为96℃ (分子间氢键)
H O O N O
O 2N
分子间氢键
OH
m.p. 113 － 114 ℃
有分子内氢键 m. p. 44 － 45 ℃
氢键对生物体内的蛋白质和脱氧核糖核酸 （DNA）的性质起着重要作用。
H N C
δ
_
O 氢键
δ+
H
在某一瞬间，分子的正电荷重心和负电荷重心会发 生不重合现象，这时所产生的偶极叫做瞬间偶极。
2.7.2 分子间的力( 范德华力） 三种：取向力、诱导力、色散力 1. 取向力（orientation force)
靠永久偶极而产生的相互作用力。
取向力发生在极性和极性分子之间
存在于已取向的极性 分子间的静电引力，称为 取向力（或定向力）。 本质：静电引力 大小： f or 6 Tr
分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分子 的B作用而形成的氢键。
分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分 子的B作用而形成的氢键。
冰的结构
分子内氢键为一个分子的A—H与其内部的B作 用而形成的氢键。
分子内氢键不可能在一条直线上
5. 氢键对物质物理化学性质的影响
分子间氢键使化合物熔沸点升高
分子内氢键使化合物的熔点、沸点降低
2.7 分子间作用力和氢键
2.7.1 分子的极性 1. 共价键的极性 在共价键中，若成键的两个原子的电负 性差值为零，则正负电荷重心重合，称为非 极性键。 N2 H2 Cl2 若两原子电负性差值不等于零，则正负 电荷重心不相重合，称为极性键。 HCl 两原子电负性差值越大，键的极性就越大。
2. 分子的极性 若分子中正电荷重心和负电荷重心重合， 则称为非极性分子，若二者不重合，则称为 极性分子(Polar molecules) 。NC NhomakorabeaO
间位硝基苯酚，其熔点为96℃ (分子间氢键)
H O O N O
O 2N
分子间氢键
OH
m.p. 113 － 114 ℃
有分子内氢键 m. p. 44 － 45 ℃
氢键对生物体内的蛋白质和脱氧核糖核酸 （DNA）的性质起着重要作用。
H N C
δ
_
O 氢键
δ+
H
在某一瞬间，分子的正电荷重心和负电荷重心会发 生不重合现象，这时所产生的偶极叫做瞬间偶极。
2.7.2 分子间的力( 范德华力） 三种：取向力、诱导力、色散力 1. 取向力（orientation force)
靠永久偶极而产生的相互作用力。
取向力发生在极性和极性分子之间
存在于已取向的极性 分子间的静电引力，称为 取向力（或定向力）。 本质：静电引力 大小： f or 6 Tr
分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分子 的B作用而形成的氢键。
分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分 子的B作用而形成的氢键。
冰的结构
分子内氢键为一个分子的A—H与其内部的B作 用而形成的氢键。
分子内氢键不可能在一条直线上
5. 氢键对物质物理化学性质的影响
分子间氢键使化合物熔沸点升高
分子内氢键使化合物的熔点、沸点降低
2.7 分子间作用力和氢键
2.7.1 分子的极性 1. 共价键的极性 在共价键中，若成键的两个原子的电负 性差值为零，则正负电荷重心重合，称为非 极性键。 N2 H2 Cl2 若两原子电负性差值不等于零，则正负 电荷重心不相重合，称为极性键。 HCl 两原子电负性差值越大，键的极性就越大。
2. 分子的极性 若分子中正电荷重心和负电荷重心重合， 则称为非极性分子，若二者不重合，则称为 极性分子(Polar molecules) 。NC NhomakorabeaO
分子间力和氢键
（CCl4）溶剂中，而难溶于水。
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§1–6 分子间力和氢键
三、氢键
第一章 物质结构基础
【实例分析】如表1-6所示，多数卤素氢化物的熔、沸点 随相对分子质量增大而升高，但HF的熔、沸点却反常高。
表1-6 卤化氢的熔、沸点
卤化氢 熔点/K 沸点/K
HF 190 293
HCl 159 188
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§1–6 分子间力和氢键
（3）色散力 见图1-19。
± ±
第一章 物质结构基础
由瞬时偶极之间的作用而产生的分子间力。
+－
+－
图1-19 非极性分子相互作用示意图
色散力是普遍存在于各类分子之间的一种分子间力， 除强极性的水分子之间以取向力为主外，其余分子均以色 散力为主。
2．分子间力对物质性质的影响
AB3
五原子分子 AB4 AB3C
三角锥形
正四面体 四面体
极性
非极性 极性
NH3，NF3，PCl3，PH3
CH4，CCl4，SiH4，SnCl4 CH3Cl，CHCl3
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§1–6 分子间力和氢键
第一章 物质结构基础
分子的极性可用偶极矩衡量。偶极分子正电荷重心的 电量（q）与正、负电荷重心距离（d）的乘积，称为偶极 矩（μ）。即
这种已经和电负性很大的原子形成共价键的H原子，
又与另一电负性很大，且含有孤对电子的原子之间较强的 静电吸引作用，称为氢键。 氢键形成示意：X－H…Y。X、Y可以相同，也可不同。
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§1–6 分子间力和氢键
如图1-21所示
H H O H F
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§1–6 分子间力和氢键
三、氢键
第一章 物质结构基础
【实例分析】如表1-6所示，多数卤素氢化物的熔、沸点 随相对分子质量增大而升高，但HF的熔、沸点却反常高。
表1-6 卤化氢的熔、沸点
卤化氢 熔点/K 沸点/K
HF 190 293
HCl 159 188
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§1–6 分子间力和氢键
（3）色散力 见图1-19。
± ±
第一章 物质结构基础
由瞬时偶极之间的作用而产生的分子间力。
+－
+－
图1-19 非极性分子相互作用示意图
色散力是普遍存在于各类分子之间的一种分子间力， 除强极性的水分子之间以取向力为主外，其余分子均以色 散力为主。
2．分子间力对物质性质的影响
AB3
五原子分子 AB4 AB3C
三角锥形
正四面体 四面体
极性
非极性 极性
NH3，NF3，PCl3，PH3
CH4，CCl4，SiH4，SnCl4 CH3Cl，CHCl3
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§1–6 分子间力和氢键
第一章 物质结构基础
分子的极性可用偶极矩衡量。偶极分子正电荷重心的 电量（q）与正、负电荷重心距离（d）的乘积，称为偶极 矩（μ）。即
这种已经和电负性很大的原子形成共价键的H原子，
又与另一电负性很大，且含有孤对电子的原子之间较强的 静电吸引作用，称为氢键。 氢键形成示意：X－H…Y。X、Y可以相同，也可不同。
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§1–6 分子间力和氢键
如图1-21所示
H H O H F
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1、共价键的特性是什么？ 2、共价键的类型有哪些,共价键的极性如何 判断？ 3、判断下列分子属于哪种杂化类型？ （1）BeCl2 （2）BCl3 （3）PCl3
（4）SiCl4
学习目标
1、掌握分子的极性
2、理解分子间力与氢键
四、分子间作用力
布置任务： 任务一：判断BeCl2、BCl3、SiCl4 、H2S、PH3分子的 极性，并解释原因？ 任务二：单质碘难溶于水，易溶于四氯化碳，为什么 ？
180 120 10928' 90 10928' 成键轨道夹角
2
4
s+(3)p 4
NH3 H 2O BeCl 2 BF3 CH 4 实例 HgCl 2 BCl 3 SiCl 4 PH3 H 2S Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si N,P O,S 中心原子 Hg(ⅡB) (ⅣA) (ⅤA) (ⅥA)
ro
r
H2 中的化学键，可以认为是电子自旋相反成对，结果使体
系的能量降低 。 从电子云的观点考虑，可认为 H 的 1s
轨道在两核间重叠，使电子在两核间出现 的几率大，形成负电区。两核吸引核间负 电区，使 2 个 H 结合在一起。
小结： 两个氢原子电子自 旋方式相反，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键。
原子之间是共价键。电子式为：
任务一：解释Ca(OH)2和H2O分子中的化学键种类
以及成键过程。 任务二：判断键的极性和分子中共价键的种类： H2O、HF、CH2=CH2
共用电子对是由一个原子或离子单方面提 供而与另一个原子或离子（不需要提供电 子）共用。这样的共价键叫做配位键。
（6）键参数 ①键能
1、基本要点 P32
成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新
的成键能力更强的价电子轨道-杂化轨道。
原子轨道杂化时，使成对电子激发到空轨道而成
单个电子，其所需的能量完全由成键时放出的能
量予以补偿。
一定数目的原子轨道杂化后可得数目相同，能量 相等的各杂化轨道，但伸展方向，形状发生改变。
2、杂化轨道的类型 ⑴ sp杂化 Be：2s2
单元二 物质结构基础
高分子材料化学基础
1、同一周期、同一主族原子半径、电离能、电负
复习提问：
性的变化规律？
2、已知下列元素的价电子构型为
3s2,4s24p1,3s23p3，判断它们属于第几周期，第
几族？最高化合价是多少？
3、第二周期各元素的电负性大小次序错误的是 （ ） A、C＜O B、O＜F C、N＜F D、F＜He
H H N H
为
107°18’， NH3分子的构型
为三角锥型。 又如 CO2 ， O=C=O
的键角为 180°，则
CO2
分子为直线形 。
又例：
Cl
111 18'
o
124 21'
o
H
121o
H
C=O
Cl
C = C 118o H H
: P
:
N
: H
N
107 18'H H
o
F
F F
102o
H H H
93o18'
1、NCl3分子的构型是三角锥形，是由（ ）杂化引起的。 A、sp3杂化 B、不等性sp3杂化 C、sp杂化 D、 sp2杂化 2、判断下列分子以属于何种杂化？ 分 子 键 角 NH4+ H2 S NH3 107 CO2 180 C2 H4 120
109．5 104．5
总结
布置作业：
复习提问：
AB ( g ) —— A ( g ) + B ( g ) H = EAB
AB分子的键离解能 D(A-B):在常温常压下，断裂1mol键 所需的能量称为键能E。
例：
H2(g) →2H(g) DH-H=E H-H =4300kJ · -1 mol
D(H—Cl)=432kJ· -1, mol D(Cl—Cl)=243kJ· -1 mol
原子轨道重叠部分沿着键轴呈圆柱对称； 成键时，原子轨道发生最大重叠。
+ +
—
+
+
S-S
—
px-s
+ +
—
px-px
π键：
两原子轨道垂直 核间联线并相互 平行进行同号重 叠(肩并肩)
例如两个
px
x
x
+
+
z
px 沿
z
轴方向重叠的情况
原子轨道平行或“肩并肩”重叠； 重叠部分对通过一个键轴的平面具有镜面反对称性； 轨道重叠程度比键小，键能也小，因此稳定性低， 活泼性较高，是化学反应的积极参加者。
2p
C：2s22p2
2s
2p
2s
激发
2p
2s
SP3杂化（以甲烷的分子结构为例）
激发
Sp3杂化 与H的1s轨道重叠 形成4个σ键
CH4分子形成过程
一个s轨道和三个p轨道 杂化,产生四个等同的sp3
杂化轨道, sp3杂化轨道
间夹角109.5º ，呈正四面 体形。
⑷
不等性sp3杂化
以H2O为例：
O最外层电子为2s22p4
电子式： 结构式：H-H
分子式
电子式
结构式
Eg写出甲烷、乙烯、乙炔的结构式
2、价键理论
（1）量子力学处理H2分子的结果 两个氢原子电子自旋方式相反，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。
两个H原子接近 V 0
－D
横坐标 纵坐标
H 原子间的距离， 体系的势能 V，
由表数据可见，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。 一般键长越小，键越强。
③ 键角
键角是分子中键与键之间的夹角 键角和键长是反映分子空间构型的重要参数，它们 均可通过实验测知。 例如： NH3 ， H－N－H 键角
N2 分子中两个原子各有三 个单电子，分别占据px、py、
πx N
pz轨道，沿z轴成键时，pz
与pz“ 头碰头” 形成一 个键。则px和 px，py和py “ 肩并肩 ” 形成两个键。
N
πy
N2 分子的1个键，2个键
（5）非极性键和极性键 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，成键的原子不显 电性。这样的共价键叫做非极性共价键， 简称非极性键。如H-H键、Cl-Cl键就是非 极性键。 形成条件：同种非金属原子形成共价键
2p
2s
如果两个p电子直接与H的s电子成键的话，那么
水的键角应该为90度，但是经过实验测得水分
子的键角为104.5度，接近SP3杂化的键角。---
也存在矛盾。
杂化理论：O原子的2s和2p采取sp3杂化，O原子最外层有 6个电子，四个杂化轨道中有两个被两对孤电子对占据， 其余两个轨道被两个单电子占据，与两个H形成两个共价 键。
反之，直线形分子的杂化类型为sp杂化。
⑵ sp2杂化
BF3的空间构型为平面 三角形
B： 2s22p1
F
B
F
F
2s
2p
2p
2s
激发
2p
2s
sp2杂化
一个s轨道和二个p轨道杂化,产生三个等同的
sp2杂化轨道, sp2杂化轨道间夹角120º ，呈平
面三角形。
⑶ sp3杂化
CH4的空间构型为正四 面体型
+
+
Cl2形成
+
pz
z
z pz
+
—
+
+
—
P30 H2、N2的形成
（4）共价键的键型
σ键：原子轨道沿核间连线（键轴）方向
进行同号重叠(头碰头)。
HCl 分子中的 3p 和 1s 的成键 + +
键轴:成键的两个原子核间的连线。
按成键轨道与键轴之间的关系，共价键的键型主要分为两种。
键
以“头碰头”的方式重叠；
（2）价键理论基本要点 P29
•自旋方式相反的未成对价电子互相配对可以形成 共价键； •原子轨道最大程度地重叠。
（3）共价键的特性
①饱和性是指：每个原子成键的总数或以单键
连接的原子数目是一定的。例HCl、H2O
HCl的形成:
②具有方向性：成键原子轨道必须最大限度重叠
3pz 1s
+
+
z HCl
三、杂化轨道理论
杂化：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类
型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新的轨
道而改变了原有轨道的状态，这种轨道重新组合的过程叫 做杂化。 杂化轨道：通过杂化所形成的新轨道就称为杂化轨道。
任务三：用杂化理论解释下列分子的空间构 型：HgCl2—直线型，AlCl3---平面三角型， CCl4---正四面体型
不同种类的原子吸引电子的能力不同，共 用电子对必然偏向于吸引电子能力强的一 方，因此吸引电子能力较强的原子就带部 分负电荷，吸引电子能力较弱的原子就带 部分正电荷。这样的共价键叫做极性共价 键，简称极性键。例如，H-Cl 形成条件：不同非金属原子形成共价键
在NaOH中，Na+和OH-之间是离子键，而OH-中H、O
（4）SiCl4
学习目标
1、掌握分子的极性
2、理解分子间力与氢键
四、分子间作用力
布置任务： 任务一：判断BeCl2、BCl3、SiCl4 、H2S、PH3分子的 极性，并解释原因？ 任务二：单质碘难溶于水，易溶于四氯化碳，为什么 ？
180 120 10928' 90 10928' 成键轨道夹角
2
4
s+(3)p 4
NH3 H 2O BeCl 2 BF3 CH 4 实例 HgCl 2 BCl 3 SiCl 4 PH3 H 2S Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si N,P O,S 中心原子 Hg(ⅡB) (ⅣA) (ⅤA) (ⅥA)
ro
r
H2 中的化学键，可以认为是电子自旋相反成对，结果使体
系的能量降低 。 从电子云的观点考虑，可认为 H 的 1s
轨道在两核间重叠，使电子在两核间出现 的几率大，形成负电区。两核吸引核间负 电区，使 2 个 H 结合在一起。
小结： 两个氢原子电子自 旋方式相反，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键。
原子之间是共价键。电子式为：
任务一：解释Ca(OH)2和H2O分子中的化学键种类
以及成键过程。 任务二：判断键的极性和分子中共价键的种类： H2O、HF、CH2=CH2
共用电子对是由一个原子或离子单方面提 供而与另一个原子或离子（不需要提供电 子）共用。这样的共价键叫做配位键。
（6）键参数 ①键能
1、基本要点 P32
成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新
的成键能力更强的价电子轨道-杂化轨道。
原子轨道杂化时，使成对电子激发到空轨道而成
单个电子，其所需的能量完全由成键时放出的能
量予以补偿。
一定数目的原子轨道杂化后可得数目相同，能量 相等的各杂化轨道，但伸展方向，形状发生改变。
2、杂化轨道的类型 ⑴ sp杂化 Be：2s2
单元二 物质结构基础
高分子材料化学基础
1、同一周期、同一主族原子半径、电离能、电负
复习提问：
性的变化规律？
2、已知下列元素的价电子构型为
3s2,4s24p1,3s23p3，判断它们属于第几周期，第
几族？最高化合价是多少？
3、第二周期各元素的电负性大小次序错误的是 （ ） A、C＜O B、O＜F C、N＜F D、F＜He
H H N H
为
107°18’， NH3分子的构型
为三角锥型。 又如 CO2 ， O=C=O
的键角为 180°，则
CO2
分子为直线形 。
又例：
Cl
111 18'
o
124 21'
o
H
121o
H
C=O
Cl
C = C 118o H H
: P
:
N
: H
N
107 18'H H
o
F
F F
102o
H H H
93o18'
1、NCl3分子的构型是三角锥形，是由（ ）杂化引起的。 A、sp3杂化 B、不等性sp3杂化 C、sp杂化 D、 sp2杂化 2、判断下列分子以属于何种杂化？ 分 子 键 角 NH4+ H2 S NH3 107 CO2 180 C2 H4 120
109．5 104．5
总结
布置作业：
复习提问：
AB ( g ) —— A ( g ) + B ( g ) H = EAB
AB分子的键离解能 D(A-B):在常温常压下，断裂1mol键 所需的能量称为键能E。
例：
H2(g) →2H(g) DH-H=E H-H =4300kJ · -1 mol
D(H—Cl)=432kJ· -1, mol D(Cl—Cl)=243kJ· -1 mol
原子轨道重叠部分沿着键轴呈圆柱对称； 成键时，原子轨道发生最大重叠。
+ +
—
+
+
S-S
—
px-s
+ +
—
px-px
π键：
两原子轨道垂直 核间联线并相互 平行进行同号重 叠(肩并肩)
例如两个
px
x
x
+
+
z
px 沿
z
轴方向重叠的情况
原子轨道平行或“肩并肩”重叠； 重叠部分对通过一个键轴的平面具有镜面反对称性； 轨道重叠程度比键小，键能也小，因此稳定性低， 活泼性较高，是化学反应的积极参加者。
2p
C：2s22p2
2s
2p
2s
激发
2p
2s
SP3杂化（以甲烷的分子结构为例）
激发
Sp3杂化 与H的1s轨道重叠 形成4个σ键
CH4分子形成过程
一个s轨道和三个p轨道 杂化,产生四个等同的sp3
杂化轨道, sp3杂化轨道
间夹角109.5º ，呈正四面 体形。
⑷
不等性sp3杂化
以H2O为例：
O最外层电子为2s22p4
电子式： 结构式：H-H
分子式
电子式
结构式
Eg写出甲烷、乙烯、乙炔的结构式
2、价键理论
（1）量子力学处理H2分子的结果 两个氢原子电子自旋方式相反，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。
两个H原子接近 V 0
－D
横坐标 纵坐标
H 原子间的距离， 体系的势能 V，
由表数据可见，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。 一般键长越小，键越强。
③ 键角
键角是分子中键与键之间的夹角 键角和键长是反映分子空间构型的重要参数，它们 均可通过实验测知。 例如： NH3 ， H－N－H 键角
N2 分子中两个原子各有三 个单电子，分别占据px、py、
πx N
pz轨道，沿z轴成键时，pz
与pz“ 头碰头” 形成一 个键。则px和 px，py和py “ 肩并肩 ” 形成两个键。
N
πy
N2 分子的1个键，2个键
（5）非极性键和极性键 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，成键的原子不显 电性。这样的共价键叫做非极性共价键， 简称非极性键。如H-H键、Cl-Cl键就是非 极性键。 形成条件：同种非金属原子形成共价键
2p
2s
如果两个p电子直接与H的s电子成键的话，那么
水的键角应该为90度，但是经过实验测得水分
子的键角为104.5度，接近SP3杂化的键角。---
也存在矛盾。
杂化理论：O原子的2s和2p采取sp3杂化，O原子最外层有 6个电子，四个杂化轨道中有两个被两对孤电子对占据， 其余两个轨道被两个单电子占据，与两个H形成两个共价 键。
反之，直线形分子的杂化类型为sp杂化。
⑵ sp2杂化
BF3的空间构型为平面 三角形
B： 2s22p1
F
B
F
F
2s
2p
2p
2s
激发
2p
2s
sp2杂化
一个s轨道和二个p轨道杂化,产生三个等同的
sp2杂化轨道, sp2杂化轨道间夹角120º ，呈平
面三角形。
⑶ sp3杂化
CH4的空间构型为正四 面体型
+
+
Cl2形成
+
pz
z
z pz
+
—
+
+
—
P30 H2、N2的形成
（4）共价键的键型
σ键：原子轨道沿核间连线（键轴）方向
进行同号重叠(头碰头)。
HCl 分子中的 3p 和 1s 的成键 + +
键轴:成键的两个原子核间的连线。
按成键轨道与键轴之间的关系，共价键的键型主要分为两种。
键
以“头碰头”的方式重叠；
（2）价键理论基本要点 P29
•自旋方式相反的未成对价电子互相配对可以形成 共价键； •原子轨道最大程度地重叠。
（3）共价键的特性
①饱和性是指：每个原子成键的总数或以单键
连接的原子数目是一定的。例HCl、H2O
HCl的形成:
②具有方向性：成键原子轨道必须最大限度重叠
3pz 1s
+
+
z HCl
三、杂化轨道理论
杂化：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类
型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新的轨
道而改变了原有轨道的状态，这种轨道重新组合的过程叫 做杂化。 杂化轨道：通过杂化所形成的新轨道就称为杂化轨道。
任务三：用杂化理论解释下列分子的空间构 型：HgCl2—直线型，AlCl3---平面三角型， CCl4---正四面体型
不同种类的原子吸引电子的能力不同，共 用电子对必然偏向于吸引电子能力强的一 方，因此吸引电子能力较强的原子就带部 分负电荷，吸引电子能力较弱的原子就带 部分正电荷。这样的共价键叫做极性共价 键，简称极性键。例如，H-Cl 形成条件：不同非金属原子形成共价键
在NaOH中，Na+和OH-之间是离子键，而OH-中H、O