无机化学 化学键理论概述 1
无机化学化学键与分子结构
离子的电子层构型同离子的作用力，即离子键的强度有密切关系。在离子的半径和电荷大致相同条件下，不同构型的正离子对同种负离子的结合力的大小规律：
04
（3）离子半径
1. 概念: 将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正负离子的核间距 d 是 r + 和 r－ 之和 。
d 值可由晶体的 X 射线衍射实验测定得到。
AB型化合物离子半径比与配位数和晶体类型的关系
04
03
01
02
对于离子化合物中离子的任一配位数来说，都有一相应的正负离子半径比值范围。例外，RbCl 0.82
当一个化合物的正、负离子半径比处于接近极限值时，则该化合物可能同时具有两种构型的晶体。GeO2 0.38
离子晶体的构型除了与正、负离子的半径比有关外，还与离子的电子层构型、离子数目、外界条件等因素有关。CsCl
（b）NaCl型晶体 属立方面心晶格 配位比 6 ׃ 6 晶胞中离子的个数： Na+: 12(1/4)+1=4个 Cl‾: 8(1/8)+6 (1/2) = 4 个 异号离子间距离
（c）立方ZnS型 属立方面心晶格 配位比 4 ׃ 4 晶胞中离子的个数： Zn2+: 4个 S2‾: 6 (1/2) + 8(1/8) = 4 个 异号离子间距离
第四章 化学键与分子结构 Chapter 4 Chemical bond and molecular structure
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无机化学
基本内容和重点要求
§4.1 离子键理论 §4.2 共价键理论 §4.3 金属键理论 §4.4 分子间作用力
掌握离子键、共价键和金属键的基本特性及其它们的区别,掌握价键理论、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子轨道理论,掌握金属键的改性共价键理论、了解能带理论,理解分子间作用力的概念、氢键的特性和形成条件。
无机化学：共价键和分子间作用力
2. 共价键的饱和性
共价键的数目由原子中单电子数决定,一个原子有多少个未成对
单电子，就只能配对形成多少个共价键。
例如
形成一个共价键； Cl 原子有1个单电子， 形成二个共价键； O原子有2个单电子，
形成三个共价键。 N原子有3个单电子，
3.共价键的方向性
各原子轨道在空间分布方向是固定的，一般成键电子的原 子轨道只有沿着轨道伸展方向进行重叠才能实现最大限度
(1) 按原子轨道重叠方式不同共价键分为
键 : 两个原子的原子轨道(s-s、 s - px、px-px)沿着
键轴方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
键: 是两个原子的原子轨道(py-py和pz-pz) 以“肩并肩”
的方式重叠形成的共价键。
s-s
s-px
( px - px)
N2分子形成示意图
如
H ＋
Cl
H Cl
Cl B Cl Cl
Cl Cl P Cl Cl Cl
但 Lewis 没有说明这种键的实质，所以适应性不强 。
在解释 BCl 3 ， PCl 5 等其中的原子未全部达到稀有
气体结构的分子时，遇到困难。 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 X 比较小的元素之间原子的成键事实。
DA-B DH-H DH-OH=502(Kj· mol-1） DH-O=423.7(Kj· mol-1）
502 423.7 E H O 462.8(kj mol 1 ) 2 一般地说，键能越大，化学键越牢固，分子也就越稳定。
2.键长:
分子中成键两原子核之间的距离叫键长。 一般键长越小，键越强。
键长 / pm C－C C = C C C 154 133 120
基础无机：Lewis共价键理论和共振结构式
基础无机：Lewis共价键理论和共振结构式作者：虹Rreflect_F 本文受众：高中以上Lewis共价键理论是经典的共价键理论。
当然，在MO，VB等面前可能不值一提。
但是原始与简单也有它的好处，如果我们可以用一些更为简单的方法去解释一些分子结构给出的信息，何乐而不为呢？就如同在适合的时候没必要使用洛仑兹变换而使用伽利略变换一样。
这个也是它在基础有机化学中应用十分广泛的原因。
故在这里提及一些关于Lewis结构式的内容。
*注：在Lewis结构式里我们讨论的是分子或者是以共价键组成的离子，而且主要针对主族元素。
副族元素的化合物置于配位化合物部分进行讨论。
一．Lewis结构式的书写1.八隅律中心原子通过电子共用达到周围8价电子的稳定结构（H为2电子）。
2. 几种Lewis结构的书写方法：一种（左图）是高中所熟知的电子式，标准式（中间）是把电子式中共用电子对用短线代替，只需要标出孤对电子。
还有一种（右图）是在孤对电子较多时可以弃去孤对电子来表示分子的结构。
3. 键数的计算：有了八隅律作为规则就可以轻易的算出化合物中的键数n。
我们设分子中有a个重原子（除了氢原子以外的其他原子，在等电子体部分中有提及）b个氢原子，那么我们所拥有的价电子数可以通过计算得出设为c。
那么我们达到理想结构每个原子都达到8电子的稳定结构，所总共的电子为8a+2b，很显然我们多算了电子，而这个多算的电子数目是8a+2b-c。
这些多的电子通过共用电子对来实现互补，2个电子一根键所以总键数就是4a+b-c/2。
以HCN为例n=4*2+1-（1+4+5）/2=4，所以共4根键。
4. 形式电荷有时我们画出来的分子周围多了电子或者少了电子，这样就可以看作多了电子的原子丢掉一个（或者数个）电子，而这些电子被另一个原子得到，从而使每个原子达到8电子结构。
如CO：有了形式电荷了以后，就有助于我们对物质Lewis结构式稳定性的讨论。
二．共振结构式1.什么叫共振？这里的共振显然和物理学中的强迫运动没有关系。
化学中的无机化学理论
化学中的无机化学理论化学是一门探究物质变化及相关规律的学科。
其中，无机化学作为化学的重要分支之一，主要涉及非生物体系中的元素、化合物及其反应规律。
无机化学理论则是无机化学的理论基础，对于研究无机化学现象及应用有着举足轻重的作用。
一、元素周期表元素周期表是无机化学理论的重要组成部分，它是描述元素物理、化学性质及其规律的非常有效的工具。
元素周期表以原子序数为序，按照元素化学性质的规律将元素分类。
一般地，一个周期（横行）内具有相同的价电子层数；一个族（竖列）内具有相似的化学性质和相同的价电子数。
周期表的排列形式，揭示出了原子的电子排布、原子半径、电负性等重要性质的周期性变化规律，并为元素的性质、进一步的研究提供了方便。
二、键的种类在无机化学理论中，键是化学键及分子内部原子之间的共价联系。
根据这些键的特点，可以将键分为离子键、共价键、金属键和氢键。
离子键是由电子给予能力强的原子和电子接受能力弱的原子组成的，在这种化学键中，电子从一个原子转移到另一个原子。
离子键通常由金属元素和非金属元素的相互作用构成，形成的材料往往具有高熔点和易碎的性质。
共价键是由两个或多个原子间共享电子而形成的，这种化学键通常是由非金属元素之间的相互作用建立的。
共价键的力量一般比离子键弱，共价键的数量和类型取决于参与共价键的原子的价电子数和电子排布。
金属键是金属之间形成的化学键，通常由一个金属原子无规律地与它上下、左右相邻的金属原子建立键合作用形成。
由于金属原子间插入共价电子的原因，这种键一般没有明确的化学键角标和不均的电荷分布，在固体金属晶体中，由于电子云的共存，金属键对于电磁波的传播表现出了非常独特的光学、导电等特殊性质。
氢键是由电性相反的某些原子之间建立的一种具有虚线特征的化学键。
它一般由一个带有一对孤电子（或称非共价电子）的原子形成的部分负电荷区域与另一个带有部分正电荷的原子形成的氢原子间的作用结果形成。
在分子中，氢键通常可以提高分子之间的吸引作用，为分子之间的相互作用提供一个很好的解释方法。
无机化学课件：第6章 化学键与分子结构
（2）AXm共价分子的几何构型取决 于中心原子A的价电子层电子对数(包 括成键电子对和未成键的孤电子对)。
AXmLn分子的几何构型与价层电子对 的排布方式见下表：
r r r r Li (60Pm) Mg2 (65Pm) Na (95Pm) Ca2 (99Pm)
6.1.4 晶格能
晶格能是指相互远离的气态正离子 和负离子结合成1 mol离子晶体时所释放 的能量。以符号U表示。
mMn+(g) + nXm-(g) U
MmXn(s)
晶格能不能直接测定，需要用实验方 法或理论方法估算。
（4）杂化轨道成键时满足最大重叠原 理。杂化轨道的电子云角度分布更为集 中，方向性更强，可使成键时重叠部分 面积增大，则形成的键更稳定。
（5）杂化轨道在空间的伸展要满足相 互间的排斥力最小，使形成的分子能量 最低。
杂化轨道的类型与分子的空间构型小结
杂化轨道类型 sp
sp2 sp3 不等性sp3
参加杂化的轨道 s+p s+(2)p s+(3)p s+(3)p
（3）等性杂化和不等性杂化。形成的 几条杂化轨道中含有的s、p、d等成分 完全相同，这样的杂化轨道称为等性杂 化轨道。由于有孤电子对占据杂化轨道 而产生不完全等同的杂化轨道的过程称 为不等性杂化。
如：BF3中的B，采用sp2等性杂化 CH4中的C，采用sp3等性杂化 H2O中的O，采用sp3不等性杂化
920 770 733 683 4147 3557 3360 3091
992 3.2 801 2.5 747 <2.5 662 <2.5 2800 5.5 2576 4.5 2430 3.5 1923 3.3
6.2 共价键理论
《无机化学》第5章 分子结构和共价键理论
成键轨道绕键轴旋转 180°
y O z 平面是成键轨道的节面 —— 通过键轴的节面。
由此， 键的对称性可以描述 为：对通过键轴的节面呈反对称， 即图形相同，但符号相反。
形象化的描述， 键是成键轨 道的 “肩并肩” 重叠。
N2 分子中两个 N 原子各 有 3 个单电子
px py pz 沿 z 轴成键时，pz 与 pz “ 头碰头” 形成一个 键。
px py pz
同时，px 和 px ，py 和 py 以 “肩 并肩 ” 形式重叠，形成两个 键。
所以 N2 分子的 3 键中，有 1 个 键，两个 键。
5. 1. 4 键参数 化学键的状况，完全可由量子 力学的计算结果进行定量描述。
但经常用几个物理量简单地描 述之，这些物理量称为键参数。
它们做配体时，提供电子数为 0。如在 CO2 分子中。
③ 处理离子时，要加减与离子 电荷数相当的电子。如
PO43－ NH4+
5 + 04 + 3 = 8 5 + 14－1 = 8
④ 电子对的对数等于电子对 的总数除以 2。
总数为奇数时，商进位。 例如总数为 9，则对数为 5。
5. 2. 2 电子对数和电子对空间构型的关系 电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。
第五章 分子结构和共价键理论
分子内部原子之间的结合力一 般是共价键。
共价键理论分为经典共价键理 论和现代共价键理论。
继离子键理论产生之后， 美国科学家路易斯（Lewis） 1916 年，提出共价键理论。
理论认为分子中的原子都有 形成稀有气体原子的电子构型的 趋势，求得自身的稳定。
但达到这种结构，可以不通过电 子转移形成离子和离子键来完成，而 是通过共用电子对来实现。
简明无机化学化学键和分子结构课件
Cl —— Cl－
3s2 3p5
3s2 3p6
得到稀有气体 Ar 原子的 电子层结构，形成稳定离子。
根据得失电子的个数，可以确定 离子化合物中元素的化合价。
例如氯化钠中 Na 为 + 1 价 Cl 为 －1 价
第二步 靠静电吸引，形成化 学键。
Na+ 和 Cl－ 在静电引力的作 用下接近，并稳定在使体系势能最 低的距离上。
H1
H2
Na+（g）+ Cl－（g） H3
H4 NaCl（s）
H3 NaCl 的晶格能 U 的相反数 －U； H4 NaCl 的升华热 S； 所以可以通过 I1，E，U 和 S 可求出键能 Ei。
3. 影响离子键强度的因素 离子键的实质是静电引力
F q1•q2 r2
F q1•q2 r2
影响 F 大小的因素当然有离子 的电荷量 q 和离子之间的距离 r 。
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 IIIB IVB VB VIB VIIB
H6 是 NaCl 的标准生成热， H6 = fHm⊖ = － 411 kJ•mol－1
Na （s） +
1 2
Cl2 （g）
H6
H1
H2
Na （g） Cl （g）
H3
H4
Na+（g） + Cl－（g）
NaCl（s） H5
由盖斯定律 H6 = H1 + H2 + H3 + H4 + H5
H6 = H1 + H2 + H3 + H4 + H5
第六章 化学键和分子结构
在 20 世纪最初的 20 年里，随着 原子结构的秘密逐渐被揭示，原子与 原子之间的相互作用，离子与离子之 间的相互作用，引起科学界的关注， 产生了化学键理论。
大学无机化学课件1---16
大学无机化学课件1---16第九章§9.1 §9.2 §9.3 §9.4分子结构§9.1价键理论价键理论价层电子对互斥理论分子轨道理论键参数9.1.1 共价键的本质与特点 9.1.2 共价键的键型 9.1.3 杂化轨道9.1.1 共价键的本质与特点化学键：分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。
化学键理论：离子键理论共价键理论金属键理论价键理论分子轨道理论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。
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。
1用ＦｉｎｅＰｒｉｎｔ打印－可在ｗｗｗ．ｆｉｎｅｐｒｉｎｔ．ｃｏｍ．ｃｎ订购2.价键理论基本要点与共价键的特点价键理论基本要点：未成对价电子自旋方式相反；原子轨道最大程度地重叠。
共价键的特点：饱和性 H Cl H O H N N 方向性9.1.2 共价键的键型1.σ键：原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠(头碰头)。
2.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)。
3.配位键形成条件：成键原子一方有孤对电子，另一方有空轨道。
例：NH + 4H[BF4 ]F F BFCOπCHFπO 2s 2 2p42s 2 2p22用ＦｉｎｅＰｒｉｎｔ打印－可在ｗｗｗ．ｆｉｎｅｐｒｉｎｔ．ｃｏｍ．ｃｎ订购9.1.3 杂化轨道基本要点：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。
杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。
1.sp3杂化CH4的空间构型为正四面体2pC：2s22p22s2p2s激发2p2s3四个sp3杂化轨道sp3CH 4的形成3用ＦｉｎｅＰｒｉｎｔ打印－可在ｗｗｗ．ｆｉｎｅｐｒｉｎｔ．ｃｏｍ．ｃｎ订购2.sp2杂化2p 2s FB激发2p 2s2BF3的空间构型为平面三角形sp 杂化sp2FF2pBF 3 的形成B：2s22p12s3.sp杂化三个sp 杂化轨道22s2pBe：2s 2 BH2的空间构型为直线形 H Be H2p2p激发2s2ssp sp杂化 Be采用sp杂化生成BeH24用ＦｉｎｅＰｒｉｎｔ打印－可在ｗｗｗ．ｆｉｎｅｐｒｉｎｔ．ｃｏｍ．ｃｎ订购4.不等性sp3杂化两个sp杂化轨道NH3 ∠HNH = 107? 18'2psp3杂化2sH2 O∠ HOH = 104? 30 'sp 杂化3sp3d杂化sp32p 2s5用ＦｉｎｅＰｒｉｎｔ打印－可在ｗｗｗ．ｆｉｎｅｐｒｉｎｔ．ｃｏｍ．ｃｎ订购sp3d2杂化小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道类型不等性s+(3)p 参加杂化的轨道 s+p s+( 2)p s+(3) p 杂化轨道数 2 3 4 4 ' ' 成键轨道夹角180 ° 120 ° 109 °28 90 ° < θ < 109 °28分子空间构型直线形三角形四面体三角锥 V型实例中心原子BeCl2 BF3 CH 4 HgCl 2 BCl3 SiCl 4NH 3PH3N,PBe (ⅡA) B(ⅢA) C,Si Hg (ⅡB) (ⅣA)H2O H2S O,S(ⅤA) (ⅥA)思考题：解释CH4，C2H2，CO2的分子构型。
2015年高中化学竞赛辅导无机化学16.3配合物的化学键理论知识点素材
§16-3 配合物的化学键理论The Chemical Bond Theories of Complexes配合物的化学键理论处理中心原子（或离子）与配体之间的键合本质问题，用以阐明中心原子的配位数、配位化合物的立体结构以及配合物的热力学性质、动力学性质、光谱性质和磁性质等。
几十年来，提出来的化学键理论有： 静电理论(EST) Electrostatic Theory 价键理论(VBT) Valence Bond Theory 晶体场理论(CFT) Crystal Field Theory 分子轨道理论(MOT) Molecular Orbital Theory 角重叠模型(AOM) Angular Overlap Model在这一节中，我们讲授配合物的价键理论和晶体场理论。
分子轨道理论和角重叠模型在后续课程中学习。
一、价键理论（Valence Bond Theory ）L ．Pauling 等人在二十世纪30年代初提出了杂化轨道理论，首先用此理论来处理配合物的形成、配合物的几何构型、配合物的磁性等问题，建立了配合物的价键理论，在配合物的化学键理论的领域内占统治地位达二十多年之久。
1．价键理论的基本内容：(1) 配合物的中心体M 与配体L 之间的结合，一般是靠配体单方面提供孤对电子对与M 共用，形成配键M ←∶L ，这种键的本质是共价性质的，称为σ配键。
(2) 形成配位键的必要条件是：配体L 至少含有一对孤对电子对，而中心体M必须有空的价轨道。
(3) 在形成配合物（或配离子）时，中心体所提供的空轨道(s 、p ，d 、s 、p 或s 、p 、d)必须首先进行杂化，形成能量相同的与配位原子数目相等的新的杂化轨道。
2．实例：(1) 主族元素配合物 Be 4O(CH 3COO)6：每个Be 原子都采取sp 3杂化-4BF ：B 原子为sp 3杂化，正四面体构型 -36AlF ：-3] [ Al 3+周围共有12个价电子Al 3+采取sp 3d 2杂化 (2) 过渡元素配合物a ．(n - 1)d 10电子构型中心体+243)Zn(NH sp 3杂化 正四面体-3HgI sp 2杂化 平面三角形b ．(n - 1)d 8电子构型中心体+243])[Ni(NH sp 3杂化 正四面体F Al FF FFF-24]Ni(CN)[ dsp 2杂化 平面四方-24PtCl dsp 2杂化 平面四方c ．(n - 1)d x（x ＜8）电子构型中心体-36Fe(CN) d 2sp 3杂化 正八面体+363])[Co(NH d 2sp 3杂化 正八面体+263])[Co(NH sp 3d 2杂化 正八面体-36FeF sp 3d 2杂化 正八面体3．讨论：(1) 配合物中的中心体可以使用两种杂化形式来形成共价键:一种杂化形式为(n - 1)d 、n s 、n p 杂化，称为内轨型杂化。
无机化学相关理论知识梳理
无机化学相关理论知识梳理无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质、合成和反应的科学分支。
它对于我们理解自然界以及在材料科学、环境科学、能源技术等领域的应用具有重要意义。
本文将对无机化学的相关理论知识进行梳理，包括元素周期表、化学键、晶体结构、配位化学等。
一、元素周期表元素周期表是无机化学的基础工具之一，它按照元素的原子编号和电子组态，将元素有序排列。
首先是氢和氦两个元素，然后是周期表中的18个周期和7个主族元素。
周期表可以帮助我们了解元素的周期性规律和元素间的相似性。
例如，同一周期元素的化学性质相似，而同一主族元素的化学性质更加相似。
二、化学键化学键是指原子间的相互作用力，可以通过损失、获得或共享电子来形成。
常见的化学键包括离子键、共价键和金属键。
离子键是由正离子和负离子之间的静电引力所形成的，如氯化钠中的钠离子和氯离子。
共价键是由电子对的共享而形成的，如氧气中的两个氧原子之间的键。
金属键是在金属中形成的，由金属原子的海洋电子共享而形成。
三、晶体结构晶体是一种有序排列的原子、离子或分子的固体物质。
它们的结构可以通过X射线衍射等方法进行研究。
晶体结构的基本单位是晶胞，晶胞可以通过平移、转动或反射来填充整个晶体。
常见的晶体结构包括离子晶体结构、共价晶体结构和金属晶体结构。
不同的晶体结构决定了不同的物理和化学性质。
四、配位化学配位化学研究的是配位化合物中配位体与中心离子之间的相互作用。
在配位化合物中，配位体通过配位键与中心离子结合，形成配位化合物。
常见的配位键包括配位体的配位键和配位体的配位键。
配位体的配位键是通过配体与中心离子之间的电子对捐赠和接受来形成的。
配位体的配位键是通过配体与中心离子之间的电子对捐赠和接受来形成的。
配合物的性质和结构可以通过配位数、配位杂化和配合物的几何构型来描述。
总结：无机化学的理论知识包括元素周期表、化学键、晶体结构和配位化学等。
元素周期表帮助我们了解元素的周期性规律和相似性。