91第十一章共价键和分子间作用力
化学键分子间作用力汇总
化学键分子间作用力汇总分子间作用力是指分子之间的相互作用力，包括化学键和非化学键。
化学键是指原子之间通过共用或转移电子而形成的强力相互作用力，而非化学键是指分子间的弱力相互作用力。
本文将对各种化学键和分子间作用力进行详细介绍。
一、共价键共价键是指两个原子通过共享电子而形成的键。
共价键的形成是靠原子之间的电子重新排布来完成的，形成的键通常是比较强的。
共价键通常有以下几种类型：1.单共价键：两个原子共享一个电子对，形成一对电子。
单共价键通常是较强的键，常见于碳、氢、氧、氮等元素之间的化学键。
2.双共价键和三共价键：当两个原子之间的电子不能通过单共价键满足，还可以通过双共价键或三共价键来共享更多的电子对。
双共价键和三共价键常见于含碳的有机化合物中。
3.金属键：金属键是指金属元素之间的共价键。
金属键通常是非常强大的键，具有很高的熔点和电导率。
二、离子键离子键是指通过正负离子之间的吸引力而形成的键。
离子键的形成通常发生在金属与非金属元素之间，非金属元素通常会通过转移电子成为带电离子，金属元素通常会失去电子成为带正电离子。
离子键通常是很强的键，因此离子化合物具有高熔点和良好的导电性。
三、金属键金属键是指金属元素之间的共价键。
金属键的形成是由于金属元素的特殊电子结构导致的，金属元素没有固定的价电子，而是形成了电子云。
这种电子云的形成使得金属元素之间的共价键成为了金属键。
金属键通常是非常强大的键，有很高的熔点和电导率。
四、氢键氢键是一种特殊的化学键，是指一个带有氢原子的分子与另一个带有强电负性原子（如氮、氧、氟等）的分子之间的相互作用力。
氢键比较弱，通常只有3-10%的共价键强度，但由于氢原子的小尺寸和高电荷密度，使得氢键对分子间的相互作用有很大的贡献。
氢键是生物和化学体系中很重要的分子间作用力，它对于分子的几何构型、物理性质和化学反应具有重要影响。
除了上述的化学键外，还有一些非化学键的分子间作用力：1.范德华力：范德华力是非极性分子之间的相互作用力，是由于分子中存在的临时性偶极引起的。
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。
共价键及分子间作用力
平均键能 413 460 335 289 230 346 610 835
共价键 N－H N－N N＝N N≡N O－O O＝O O－H
平均键能 391 159 418 946 143 495 463
3、键长（bond length）
键长：分子中两原子核间的平衡距离。 键长特点：键长愈短，键愈牢固。
在特定的条件下，有的成对的价电子能被拆开为单电子参与成键。
例
S
3s 3p
3d
[·¨S·] + 6[¨·F:] → F – S – F ¨¨
3s 3p
3d
FF
\/
/\ FF
共价键特征
方向性:为满足最大重叠原理，成键时原 子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。
+
-
+
+
-
+
-
+
+
原子轨道的重叠 原子轨道重叠的对称性原则 只有当原子轨道对称性相同的部分重叠，原子间的概率密度才会增大,形成化学键。
构成分子的骨架
π键较易断开，化学活泼性
δ键：两个原子相匹配的d轨道以“面对 面”的方式重叠所形成的键
z dxy
x y
x
dxy
y
3. 配位键（coordination bond） 正常共价键-- 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。
配位共价键-- 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，简称配位键。
2s 2p CO
:C O : 电子式 分子结构式
2s 2p C=O
π配键→ π键→
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。
第十一章 物质结构与性质(选修3)第二节 分子结构与性质
(4)利用 CO 可以合成化工原料 COCl2，COCl2 分子的结构式为
，每
个 COCl2 分子内含有的 σ 键、π 键数目为________。
A．4 个 σ 键
B．2 个 σ 键、2 个 π 键
C．2 个 σ 键、1 个 π 键
D．3 个 σ 键、1 个 π 键
答案：(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
[方法规律] “四方法”判断中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间结构 ①直线形—sp，②平面三角形—sp2，③四面体形—sp3。 (2)根据杂化轨道间的夹角 ①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。 (3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子) 2 对—sp 杂化，3 对—sp2 杂化，4 对—sp3 杂化。 (4)根据 σ 键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子) ①含 C 有机物：2 个 σ —sp,3 个 σ —sp2,4 个 σ —sp3。 ②含 N 化合物：2 个 σ —sp2,3 个 σ —sp3。 ③含 O(S)化合物：2 个 σ —sp3。
(3)实例
杂化轨 杂化轨道 杂化类型
道数目 间夹角
立体构型
实例
sp
2
180°
直线形 BeCl2
sp2
3
120° _平__面__三__角__形__ BF3
sp3
4
109°28′ 四__面__体__形__ CH4
3．配位键和配合物 (1)孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对。 (2)配位键 ①配位键的形成：成键原子一方提供 孤电子对 ，另一方提供空轨道 形成共 价键。 ②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的 原子。
第十一章 共价键和分子间作用力习题解析
第十一章共价键和分子间作用力习题解析1.现代价键理论的要点是什么？答：（1）两个原子接近时，只有自旋方向相反的单电子可以相互配对（两原子轨道重叠），使电子云密集于两核之间，系统能量降低，形成稳定的共价键。
（2）自旋方向相反的单电子配对形成共价键后，就不能再和其他原子中的单电子配对。
所以，每个原子所能形成共价键的数目，取决于该原子中的单电子数目。
这就是共价键的饱和性。
（3）成键时，两原子轨道重叠越多，两核间电子云越密集，形成的共价键越牢固，这称为原子轨道最大重叠原理。
原子轨道中，除s轨道呈球形对称外，p、d等轨道都有一定的空间取向，它们在成键时，只有沿着一定的方向靠近才能达到最大程度的重叠，形成稳定的共价键，这就是共价键的方向性。
2. 列表表示σ、π 键的区别。
答：3. 根据共用电子对是否偏移，共价键可以分为哪两类？答：根据共用电子对是否偏移共价键可分为极性共价键和非极性键共价键。
极性共价键是由于成键原子的电负性不同，共用的电子对偏向电负性较大的原子，使键的一端带部分负电荷δ-，而另一端带部分正电荷δ+，键的正、负电荷中心不重合形成的共价键。
非极性共价键是因为成键原子的电负性相同，成键电子对等量共享，键的正、负电荷中心重合的共价键。
4.共价键的极性及极性大小用什么来判断？共价分子的极性及极性大小用什么来量度？答：共价键的极性大小根据成键原子的电负性来判断，因为共用的电子对偏向电负性较大的原子，使键的一端带部分负电荷δ-，而另一端带部分正电荷δ+，故成键原子的电负性差别越大，共价键的极性越强。
双原子分子的极性与键的极性一致。
多原子分子的极性不仅与键的极性有关，也与分子构型有关，虽然是极性键，只要键型相同，分子构型对称，其分子中各个键的极性就能相互抵消，正、负电荷重心重合。
分子的极性可用电偶极矩(electric dipole moment)μ来衡量。
它是分子中正、负电荷中心的距离d 与正或负电荷中心上的电量q 的乘积，即μ= q·d ，单位为10-30 C·m 。
高中三维设计一轮复习化学通用版课件：第十一章 第一板块 1.2 分子结构与性质(42张PPT)
目 录
01
共价键
02 分子的立体构型
03 分子间作用力与分子性质
知识点 一 共价键
1．共价键
(1)共价键的本质与特征
①本质：两原子之间形成 共用电子对 。
②特征：具有方向性和饱和 性。
(2)共价键的分类
分类依据
类型及特点
形成共价键的原子 σ 键 原子轨道“_头__碰__头__”重叠
长相等，键角是 120°；若 NH3 分子是三角锥形结构，三个
N—H 键键长相等，键角为 107.3°，C 项正确。
4．向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴
加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的
说法正确的是
()
A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后 Cu2＋的浓度
(5)氢键 ①形成：已经与电负性很 大 的原子形成共价键的氢原子 (该氢原子几乎为祼露的质子)与另一个电负性 很大 的原子之 间的作用力，称为氢键。 ②表示方法：A—H…B—(A、B 是电负性很大的原子， 一般为 N、O、F 三种元素；A、B 可以相同，也可以不同。) ③特征：具有方向性和饱和性。 ④分类：氢键包括 分子内 氢键和 分子间 氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响：主要表现为使物质的 熔、沸点 升高 ，对电离和溶解度等产生影响。
分子立 体构型
实例
键角
2
2
0
直线形 _直__线__形 BeCl2 180°
3
3
0
平__面__三 ___角_形 三角形
BF3
120°
2
1
_V__形 SnBr2 105°
4
0
正__四__面 __体 __形 CH4 109°28′
共价键分子间作用力
注意：发生物理变化需克服分子间作用力 （如碘的升华），发生化学变化需破坏化学 键，因为化学变化的本质是旧键的断裂，新 键的形成，如 水的分解需破坏共价键
离子键和共价键的比较
离子键
共价键
成键微粒
阴、阳离子
原子
成键本质
静电作用
共用电子对
表示法
以NaCl为例
Na+ [ ··Cl··]－
成键元素 活泼金属元素、活泼 的非金属元素之间
范德瓦耳斯，荷兰物理学 家。他首先研究了分子间 作用力，因此，这种力也将水加热到100℃，水便会沸腾；而要使水 分解成氢气和氧气，却需要将水加热至1000℃这样的高温 才会有水部分分解。由此我们能得出什么结论？
H-O-H分解需要破坏共价键；而水沸腾需要克 服分子间作用力，它们所需的能量不同，说明 了分子间作用力比化学键弱
球棍模型
H2O Ｖ型
比例模型
NH3 三角锥型 CH4 正四面体
CO2 直线型
P14 “观察与思考”
有机化合物中碳原子的成键方式
4 4
成键
碳碳单键、 碳碳双键和碳碳叁键
决定
碳链 碳环
返回
我们知道，分子内相邻原子之间存在着强 烈的相互作用。那么，分子之间是否也有相 互作用呢?
三、分子间作用力
1、概念：分子间存在将分子__聚__集__在__一__起__的作用力 2、特点：比化学键_弱___得多 3、对物质性质的影响：分子间作用力影响由分子构 成的物质的_熔__、__沸__点___和__溶__解__性_____。
二、电子式的写法：
（各原子最外层一般都要达到2个或8个电子的稳定结构） 注意：差多少个稳定就配多少对，少的原子写在中间
结构式：在化学上常用一根短线来表示一对共用电子
分子间作用力的四种形成方式
分子间作用力的四种形成方式分子间作用力是分子之间相互作用的力量，它是物质存在和物质性质产生的基础。
分子间作用力的形成方式有四种，分别是范德华力、氢键、离子键和共价键。
一、范德华力范德华力是分子间最常见的一种作用力，它是由于分子内部电子的运动导致的。
分子中的电子在空间中的运动会引起电荷分布的不均匀，从而形成一种瞬时的偶极矩。
这种偶极矩会与附近的分子偶极矩相互作用，产生吸引力，即范德华力。
范德华力的大小与分子的极性有关，极性越大，范德华力越强。
二、氢键氢键是指分子中氢原子与氧、氮、氟等高电负性原子之间的相互作用。
氢键的形成需要具备三个条件：①氢原子与较电负的原子之间的键能较强，如氢原子与氮原子之间的键能；②氢原子与较电负的原子之间的距离适当，一般在1.5-2.5埃之间；③氢键的形成需要在分子中存在较为稳定的空间构型。
氢键的强度介于共价键和离子键之间，它对物质的性质起到重要的影响。
三、离子键离子键是指由正离子和负离子之间的静电作用力形成的化学键。
在离子键中，正离子和负离子之间相互吸引，形成离子晶体的结构。
离子键的强度较大，使离子晶体具有高熔点、高硬度和良好的导电性等性质。
离子键的形成需要具备两个条件：①正离子和负离子之间的电荷差异较大；②正离子和负离子之间的距离较近。
四、共价键共价键是指由两个非金属原子共享电子而形成的化学键。
在共价键中，原子之间通过电子的共享而相互吸引。
共价键的强度较大，使得共价化合物具有较高的熔点和沸点。
共价键的形成需要满足两个条件：①原子之间的电负性差异较小；②原子之间的距离适当。
共价键的形成可以是单一共价键、双键或者三键，共价键的类型决定了化合物的性质。
分子间作用力的四种形成方式分别是范德华力、氢键、离子键和共价键。
这些作用力对物质的结构和性质具有重要的影响，深入了解分子间作用力的形成方式有助于我们更好地理解物质的性质和相互作用。
高中化学第十一章 物质结构与性质知识点总结
第十一章物质结构与性质（选修）第一讲原子结构与性质考点1原子核外电子排布原理1．能层、能级与原子轨道之间的关系2.原子轨道的能量关系(1)轨道形状①s电子的原子轨道呈球形。
②p电子的原子轨道呈哑铃形。
(2)能量关系①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f。
②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如n p x、n p y、n p z轨道的能量相等。
3．基态原子核外电子排布的三个原理(1)能量最低原理：电子优先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
即原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图：(2)泡利原理：在一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，并且它们的自旋状态相反。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
4．原子(离子)核外电子排布式(图)的书写(1)核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。
如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为[Ar]3d104s1。
(2)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。
价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
(3)电子排布图：方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。
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原子间共价键(90%)第十一章共价键和分子间作用力作用力
分子间作用力范德华力氢键
第十一章共价键和分子间作用力
现代价键理论
杂化轨道理论
第十章共价键和分子间作用力
现代价键理论
杂化轨道理论
分子间作用力
第一节现代价键理论
形成共价键—基态
不能形成共价键
—排斥态电子自旋方向相反
电子自旋方向相同
两原子轨道重叠，电子配对，电子云密集于两核之间。
两原子轨道重叠，电子配对，电子云密集于两x
+
+
-y
有单电子且自旋相反
核之间。
具有饱和性
具有方向性H O H
H Cl
例如：3p x
1s
x
++
-y
y
1s
x
3p x
++
-3p x 1s
共价键的类型——σ键和π键
σ键
s-s s-p p x-p x
σ键——以“头碰头”方式重叠
π键——以“肩并肩”方式重叠
•分析N 2中化学键成分
由于σ键的轨道重叠程度比π
键大，因而σ键比π键牢固。
键能、键长、键角及键的极性。
•键能
•键长
•同一种键在不同分子中的键长几乎相等。
因而可用平均键长作为该键的键长。
键长特点：键长愈短键长愈短,,键愈牢固。
•相同的两原子形成的键:
单键键长＞双键键长＞叁键键长
•键角
一般而言，根据分子中的键角和键长可确定分子的空间构型。
O: 键角为104045’，为V形结构；
H
2
CO
: 键角为1800，直线型结构。
2
•非极性共价键
正、负电荷重心重合
H-H, N-N, O-O
•极性共价键
正、负电荷重心不重合,
(N-H),(O-H)
第二节杂化轨道理论现代价键理论
1913年Pauling建立了——
杂化轨道理论.
●轨道成分变了●轨道的能量变了●轨道的形状变了
2个sp杂化轨道。
●2个sp杂化轨道间的夹角为1800。
●当2个sp杂化轨道与其它原子轨道重
叠成键形成直线型分子。
●sp杂化
2p2p
sp 2p
2s2s
激发杂化
Cl——Be——Cl
正三角
形夹角
为1200 1个ns2个np
3个sp2形成正三角形构型的分子
●sp 2杂化2s 2
p 2s 2p sp 2
激发杂化
1个ns 3个n p
夹角1090 28’
形成正四面体
构型的分子
●sp 3杂化2
p 2
s 2s 2p
sp 3
Formation of
the covalent
bonds in CH 4
等性杂化
都含有单电子或都是空轨道
不等性杂化孤对电子占据
试说明NH
分子的空间构型
3
NH3中N 原子采取sp3 不等性杂化
sp3杂化
HNHο
=
∠
107
'
18
Valence bond
pictures of NH
3
O分子的空间构型试解释H
2
H 2O 中O 原子采取sp 3 不等性杂化sp 3杂化sp 3p 2s 2'
30104HOH ο=∠Valence bond pictures of H 2O
第五节分子间作用力分子间作用力van der Waals 氢键力
与分子的极化密切相关
正、负电荷重心
相重合的分子
正、负电荷重心
不相重合的分子
双原子
分子如H
2 ,Cl
2 ,
HCl, HF
如何判断分子的极性
多原子分子
键的极性
如CO
2 ,
CH
4,
H
2
O, NH
3
___分子极性的大小？
µ＝q · d
___简称偶极矩(µ)
电偶极矩(electric dipole moment)
µ＝0 非极性分子
µ≠0 极性分子,µ越大, 分子极性越大
d 正、负电荷中心距离
q ___正或负电荷中心的电量
极性分子μ增大,
非极性分子产生诱导偶极。
+-•
分子的极化不仅在外电场的作用下产生，
分子间相互作用时也可发生，这是分子间存在相互作用力的重要原因。
+-
•分子间存在着一种弱的作用力,只有化学键键能的1/10～1/100，称van der Waals力。
•Van der waals力分为取向力、诱导力和色散力。
永久偶极间的吸引力。
两个极性分子接近时,因
同极相斥,异极相吸,
分子极性分子间将发生相对转动,按异极
相邻的状态排列吸引。
诱导偶极与永久偶极相吸引力。
极性分子间极性分子和非极性分子
瞬时偶极相互吸引产生的分子间作用力叫色散力。
•不属于化学键范畴，是静电引力
•作用范围：
•不具有方向性和饱和性。
大多数分子，色散力是主要的。
极性大的分子，取向力才比较显著。
诱导力通常都很小。
氢键:
X—H…Y 类型:
•氢键的强弱与X、Y原子的电负性及半径有关。
X、Y电负性愈大、半径愈小，形成的氢键愈强。
•氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下。
化学键>氢键>van der Waals力
•氢键具有饱和性，分子间氢键具有方向性。
分子间氢键分子内氢键
•氢键：•蛋白质：•DNA:
掌握现代价键理论杂化轨道理论
熟悉
了解。