大学无机化学分子结构共57页
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无机化学第六版第二章 分子结构
2.spd型杂化 能量相近的（n 1）d与ns、np轨道 或ns、np与nd轨道组合成新的dsp或spd型杂化轨
道的过程可统称为spd型杂化。
杂化类型 杂化轨道数
空间构型
dsp2
sp3d d2sp3 或sp3d2
4
5
6
正方形 三角双锥 正八面体
10:01
30
（二）等性杂化与不等性杂化:
原子轨道的杂化可分为等性和不等性杂化两类。
10:01
33
N原子：2s22p3 ,有3个单电子，可形成3个共价键
2p 2s
孤对电子
杂化
孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键，电子 云密集在中心原子周围，s轨道成分相对增大，其余 3个杂化轨道p成分相对增大。
产生不等性杂化的原因：参与杂化的原子轨 道中电子数目多于轨道数目，出现孤电子对。
10:01
10:01
13
10:01
14
例如：N2分子的形成， N：1s22s2 2pX12pY12pZ1
10:01
15
σ键与π键的区别
1）σ键重叠程度大，键牢固，可单独存在；π 键电子云较松散，不稳定，只能与σ键共存。 2）以共价键结合的两原子间只能有一个σ键， 但可以有多个π键
单键:σ键 双键:σ+π 叁键:σ+π+π
（2）同一周期中电子层结构相同的阳离子的半径， 随离子的电荷数的增加而减小；而阴离子的半径 随离子的电荷数减小而增大。
（3）同一主族元素的离子半径自上而下随核电荷 数的增加而增大。
（4）相邻主族左上方和右下方两元素的阳离子半 径相近。
10:00
4
（三）离子的电子组态
离子的电子层组态有以下几种： （1）2 电子组态：离子只有 2 个电子，外层电子组态 为 1s2。 （2）8 电子组态：离子的最外电子层有 8 个电子，外
大学无机化学课件分子结构
π对称：绕 x 轴旋转180°，形状不变，ψ符号改变。例如：原子轨道pz，py，dxy，dxz，dyz为π对称。
(3) 原子轨道线性组合的类型
例如： A+B→AB
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
－成键 －反键
① s – s 重叠
1s 原子轨道
1s 原子轨道
分子轨道
s1s *
s1s
②s – p 重叠
p – p 重 叠
③具有方向性：轨道最大重叠的方向。
8.2.2 共价键的类型
（1）σ键：两原子的成键轨道沿键轴（或两核间的连线）的方向，以“头碰头”的方式发生轨道重叠，轨道重叠部分是沿着键轴呈圆柱型对称，这样形成的共价键叫σ键。
＋
＋
x
＋
＋
x
—
＋
＋
x
—
—
s-s
px-s
px- px
（2）π键：两个原子轨道沿键轴的方向，通过键轴的一个平面侧面，以“肩并肩”的方式发生轨道重叠，轨道重叠部分垂直于键轴呈镜面反对称，在键轴上下对称的电子云密度最大，这样形成的共价键叫π键。
价键理论
01
共价键的类型
02
杂化轨道理论
03
价层电子互斥理论(自学)
04
分子轨道理论
05
键参数
06
8.2 共价键
共价键: 分子中原子间通过共用电子对结合而成 的化学键
H· + ·H = H:H
:Cl· + ·Cl: = :Cl:Cl:
:N· + ·N: = :N N:
④ 杂化轨道成键时，满足原子轨道最大重叠原理
⑤杂化轨道成键时，满足化学键间最小排斥原理。
(4) 小结：p226，表9-5
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 .
无机化学第九章 分子结构
1/ 2 cos 1 1 1/ 2
180
ο
2. spd型杂化
• sp3d杂化
PCl5(g)的几何构型为三角双锥。
P： 3s23p3
3p
3d
激发
3p
3d
3s
sp3d杂化
3s
sp3d
sp3d杂化
• sp3d2杂化
SF6的几何构型为八面体。 S： 3s23p4
3p
3d
3p
3d
3
I 属于AX2L3型离子，几何构型为直 线形。
3
思考题：
解释NO2+, O3, SnCl3-, OF2, ICl3, I3-, XeF5+, ICl4- 等离子或分子的空间构型，并
指出其中心原子的轨道杂化方式。
分子 或离子 NO2+ O3
价层 电子对 2(直线型) 3(平面三角形)
孤对 电子对 0 1
第九章
§9.1 §9.2 §9.3
分子结构
Lewis理论 价键理论 杂化轨道理论
§9.4
§9.5
价层电子对互斥理论
分子轨道理论
§9.6
键参数
化学键：分子或晶体中相邻原子(或离 子)之间强烈的吸引作用。 化学键种类：共价键、离子键、金属键。
共价键理论：
Lewis理论(1916年)
价键理论(1927年, 1930年)
ａ，ｂ—原子轨道，
c1，c2 —系数
Ⅰ ：成键分子轨道；Ⅱ：反键分子轨道。
3. 原子轨道组合方式不同，将分子 轨道分为σ轨道与π轨道。
* • s轨道与s轨道线性组合成 s 和 s
节面
* s
s
s
s
180
ο
2. spd型杂化
• sp3d杂化
PCl5(g)的几何构型为三角双锥。
P： 3s23p3
3p
3d
激发
3p
3d
3s
sp3d杂化
3s
sp3d
sp3d杂化
• sp3d2杂化
SF6的几何构型为八面体。 S： 3s23p4
3p
3d
3p
3d
3
I 属于AX2L3型离子，几何构型为直 线形。
3
思考题：
解释NO2+, O3, SnCl3-, OF2, ICl3, I3-, XeF5+, ICl4- 等离子或分子的空间构型，并
指出其中心原子的轨道杂化方式。
分子 或离子 NO2+ O3
价层 电子对 2(直线型) 3(平面三角形)
孤对 电子对 0 1
第九章
§9.1 §9.2 §9.3
分子结构
Lewis理论 价键理论 杂化轨道理论
§9.4
§9.5
价层电子对互斥理论
分子轨道理论
§9.6
键参数
化学键：分子或晶体中相邻原子(或离 子)之间强烈的吸引作用。 化学键种类：共价键、离子键、金属键。
共价键理论：
Lewis理论(1916年)
价键理论(1927年, 1930年)
ａ，ｂ—原子轨道，
c1，c2 —系数
Ⅰ ：成键分子轨道；Ⅱ：反键分子轨道。
3. 原子轨道组合方式不同，将分子 轨道分为σ轨道与π轨道。
* • s轨道与s轨道线性组合成 s 和 s
节面
* s
s
s
s
无机化学 分子结构PPT课件
●原子轨道为什么需要杂化？
●如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？
28
1．基本要点
（1）杂化 (Hybrid) 能量相近，类型不同的同一中心原
子轨道可以混合起来，重新组成一组新 的能量相同，类型相同的轨道。
（2）杂化轨道 (Hybrid Orbital)
n个能量相近，类型不同的原子轨道 可以组成n个能量相同，类型相同的杂化
范畴： pz-pz 重叠 py-py 重叠
25
特征：原子轨道以“肩并肩”的形式发生轨道重叠。
特点：电子云没有集中在两核间连线，所以，
π键重叠程度小于σ键， π键不及σ键
稳定。 举例：N2： 1s22s22p3
1s22s22p3
2px12py12pz1 2px12py12pz1
结论：（1）共价单键为σ键，π键几乎总是与σ键
● 具有饱和性（是指每种元素的原子能提供用于形成 共价键的轨道数是一定的）
例如： H Cl H OH NN
● 具有方向性（是因为每种元素的原子能提供用于形 成共价键的轨道是具有一定的方向）
18
共价键的类型
1. σ键
定义：两原子轨道沿键轴（两核间联 线）进行同号重叠而形成的共 价键称σ键。
范畴：
s~s
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
1
2-1路易斯结构式
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子 的键合关系，代表一对键电子的一对小黑点亦可用“－ ”代替。路易斯结构式能够简洁地表达单质和化合物的 成键状况，其基本书写步骤如下：
空间构型：平面三角形 键 角：120
38
●如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？
28
1．基本要点
（1）杂化 (Hybrid) 能量相近，类型不同的同一中心原
子轨道可以混合起来，重新组成一组新 的能量相同，类型相同的轨道。
（2）杂化轨道 (Hybrid Orbital)
n个能量相近，类型不同的原子轨道 可以组成n个能量相同，类型相同的杂化
范畴： pz-pz 重叠 py-py 重叠
25
特征：原子轨道以“肩并肩”的形式发生轨道重叠。
特点：电子云没有集中在两核间连线，所以，
π键重叠程度小于σ键， π键不及σ键
稳定。 举例：N2： 1s22s22p3
1s22s22p3
2px12py12pz1 2px12py12pz1
结论：（1）共价单键为σ键，π键几乎总是与σ键
● 具有饱和性（是指每种元素的原子能提供用于形成 共价键的轨道数是一定的）
例如： H Cl H OH NN
● 具有方向性（是因为每种元素的原子能提供用于形 成共价键的轨道是具有一定的方向）
18
共价键的类型
1. σ键
定义：两原子轨道沿键轴（两核间联 线）进行同号重叠而形成的共 价键称σ键。
范畴：
s~s
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
1
2-1路易斯结构式
路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子 的键合关系，代表一对键电子的一对小黑点亦可用“－ ”代替。路易斯结构式能够简洁地表达单质和化合物的 成键状况，其基本书写步骤如下：
空间构型：平面三角形 键 角：120
38
大学无机化学分子结构
·· K·+ :Cl· →
K+[:C··l:]－
··
··
定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。
特点：既没有方向性， 也不具饱和性。
NaCl 晶体
1.1 离子键的形成条件
1. 元素的电负性差比较大
X > 1.7，发生电子转移，产生正、负离子，形成离子键；
X < 1.7，不发生电子转移，形成共价键。（X > 1.7 ，实 际上是指离子键的成分大于 50 %）
第二章 分子结构
序言：
• 原子怎样结合成为分子？ 化学键
• 离子键
Link
共价键
金属键
• 分子的形状？ － 分子构型
–价电子对互斥理论
• 分子怎样组成物质材料？－分子间作用力
• 固体材料的结构？
－晶体结构
－无定型结构
化学键： 分子中原子间的强烈作用。
第一节 离子键
离子键及其特点
离子键及其特点· ：
一、经典的共价键理论（G.N. Lewis, 1916, 美国） 1. 要点:
共价分子中的原子都有形成稀有气体电子结构（8 电子稳定结构）的趋势，求得自身的稳定。
原子通过共用电子对形成化学键。
——共价键
“－”单键 “=”双键“ ”三键，价键结构式如：NN
Lewis 的贡献，在于提出了一种不同于离子键的新的 键型，解释了电负性比较小的元素之间原子的成键事实。
1.2 离子键的特征
离子键的实质是静电引力 F q1 q2 / r 2，影响 离子键强度的因素有：离子的电荷 q 、离子的电子 层构型和离子半径 r （离子的三个重要特征） 。
第二节 共价键
针对一些非金属单质或电负性相差不大的元素间 形成的化合物中各原子之间的化学键。
大学无机化学《分子结构》 ppt课件
19
sp3杂化轨道示意图
CH4分子的空间结构
ppt课件
20
④ sp3d2杂化 1 ns + 3 np + 2 nd 6 sp3d2 六个sp3d2杂化轨道指向正八面体的六个顶点 sp3d2杂化轨道间的夹角 = 180或90
ppt课件
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3p 3s
激发态
激发
SF6分子形成
杂化
3d
sp3d2杂化态
② 杂化前后轨道数目不变。
③ 杂化轨道可分为等性和不等性杂化轨道。 采用sp3杂化轨道成键的分子，其空间构型可 能为四面体型，V型或者三角锥型。
③ 单电子键 (如 H2+p)p,t课O件 2具有磁性
6
1927年, Heitler 和 London 应用量子力学研究 H2分子结构, 初步解答了共价键的本质.
1930年, Pauling 和 Slater 等发展出现代价键 理论(电子配对理论)、杂化轨道理论、 价层电子对互斥理论
1932年, 美国化学家密立根和德国化学家洪特 提出分子轨道理论
ppt课件
10
8.2.2 共价键的类型
（1）σ键：两原子的成键轨道沿键轴（或两 核间的连线）的方向，以“头碰头”的方式 发生轨道重叠，轨道重叠部分是沿着键轴呈 圆柱型对称，这样形成的共价键叫σ键。
＋＋
x
s-s
—
＋＋
x
px-s
—
＋＋
—
x
ppt课件
px- px
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（2）π键：两个原子轨道沿键轴的方向，通过键轴的
另一方有空轨道。
例：NH
4
H
HNH
H
BF4
CO
药学大一无机化学分子结构PPT课件
c. 离子的电子层结构
原子究竟能形成何种电子层构型的离子， 除决定于原子本身的性质和电子层构型本身 的稳定性外，还与其相作用的其它原子或分 子有关。
一般简单的负离子( F-、Cl-、O2-)等，其 最外层都具有稳定的8电子结构。
第17页/共95页
对正离子情况复杂得多。 ①、2电子构型： Li+，Be2+ ②、8电子构型： Na+，Mg2+ ③、18电子构型： Zn2+，Hg2+ ，Cu+，Ag+ ④、18+2电子构型： Pb2+，Sn2+ ⑤、9-17电子构型： Fe2+， Cr3+ ，Mn2+ 等。 离子的电子构型不同，其离子间的作用力不同。
xx px
++
绕键轴旋转
键轴
z
180°
++
第39页/共95页
例： N2 分子中两个原子各有三个单电子
px py pz
沿 z 轴成键时， px 与 px “ 头碰头” 形成一个 键 。此时， pz 和 pz ， py 和 py 以 “ 肩并肩 ” 形式重叠，形成两个 键。
N2 分子的 3 键中，有 1 个 键， 2 个 键 。
第3页/共95页
1、离子键及其特点：
Na· +
·· :Cl·→
Na +[:C··l:]－
定义：正负离子间··的静电吸引·力· 叫做离子键。
特点：既没有方向性，也不具饱和性。
NaCl 晶体
第4页/共95页
离子键理论的基本要点:
a.活泼金属原子失去最外层电子，形成稳定电子结 构的带正电的子； b.活泼非金属原子得到电子，形成稳定电子结构的 带负电的离子； c.正、负离子之间由于静电引力作用而形成稳定的 结合体。