共價鍵及分子間作用力

1、離離 子子 鍵鍵共共 價價 鍵鍵金金 屬屬 鍵鍵 氫氫 鍵鍵 van der Waals力力化學(xué)鍵化學(xué)鍵第九章第九章 共價鍵和分子間作用力共價鍵和分子間作用力9.1 9.1 共價鍵和共價化合物共價鍵和共價化合物 q 經(jīng)典共價鍵理論經(jīng)典共價鍵理論 Lewis HH+H H 或 HHF + FF F或 FFBF3 PCl5 共用電子對共用電子對 1. 氫分子的形成氫分子的形成:一、一、 現(xiàn)代價鍵理論現(xiàn)代價鍵理論氫分子的兩種狀態(tài)氫分子的兩種狀態(tài)1s1s+1s1s+ r/pm74.3E/kJmol-1兩個氫原子接近時的能量變化曲線兩個氫原子接近時的能量變化曲線（1）兩個原子相互接近時，只有自旋方向兩個

2、原子相互接近時，只有自旋方向相相反反的兩個單電子可以相互配對成鍵。的兩個單電子可以相互配對成鍵。2. VB2. VB法基本要點(diǎn)法基本要點(diǎn): :（2 2）共價鍵的）共價鍵的飽和性飽和性：原子所能形成共價鍵：原子所能形成共價鍵的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目。的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目。（3 3）共價鍵的）共價鍵的方向性方向性：原子軌道最大重疊原理原子軌道最大重疊原理共價鍵的方向性共價鍵的方向性 3. 3. 共價鍵的類型共價鍵的類型: :H2成鍵軌道示意圖成鍵軌道示意圖鍵鍵 軸軸頭頭 碰碰 頭頭v 鍵和鍵和鍵鍵Cl2成鍵軌道示意圖成鍵軌道示意圖鍵鍵 軸軸頭頭 碰碰 頭頭HCl成鍵軌道示意圖成

3、鍵軌道示意圖鍵鍵 軸軸頭頭 碰碰 頭頭v鍵鍵沿著鍵軸方向以沿著鍵軸方向以“頭碰頭頭碰頭” ” 方式進(jìn)行重疊，軌道的方式進(jìn)行重疊，軌道的重重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對稱分布，原子軌道間以這疊部分沿鍵軸呈圓柱形對稱分布，原子軌道間以這種重疊方式形成的共價鍵稱為種重疊方式形成的共價鍵稱為鍵。鍵。N2成鍵軌道示意圖成鍵軌道示意圖v 鍵鍵兩個原子的成鍵軌道以兩個原子的成鍵軌道以“肩并肩肩并肩”的方式進(jìn)行重疊，的方式進(jìn)行重疊，軌道的重疊部分垂直于鍵軸并呈鏡面反對稱分布，軌道的重疊部分垂直于鍵軸并呈鏡面反對稱分布，原子軌道以這種重疊方式形成的共價鍵稱為原子軌道以這種重疊方式形成的共價鍵稱為鍵鍵。鍵鍵鍵鍵定義定義

4、頭碰頭頭碰頭肩并肩肩并肩對稱特點(diǎn)對稱特點(diǎn)園柱形對稱園柱形對稱鏡面反對稱鏡面反對稱存在方式存在方式單獨(dú)存在于兩個原子之間單獨(dú)存在于兩個原子之間伴隨伴隨鍵而存在鍵而存在穩(wěn)定性穩(wěn)定性鍵比鍵比鍵軌道重疊程度大，鍵軌道重疊程度大， 所以更穩(wěn)定所以更穩(wěn)定鍵和鍵和鍵的比較鍵的比較v 正常共價鍵和配位共價鍵正常共價鍵和配位共價鍵 正常共價鍵正常共價鍵：共價鍵是由成鍵兩原子各提供共價鍵是由成鍵兩原子各提供1 1個個電子配對成鍵的，如電子配對成鍵的，如H2、O2、HCl等分子中的共價鍵。等分子中的共價鍵。 配位共價鍵配位共價鍵：共價鍵的形成是由成鍵兩原子中共價鍵的形成是由成鍵兩原子中的一個原子單獨(dú)提供電子對，進(jìn)入

5、另一個原子的空的一個原子單獨(dú)提供電子對，進(jìn)入另一個原子的空軌道共用而成鍵。軌道共用而成鍵。成鍵原子一方有孤對電子成鍵原子一方有孤對電子另一方有空軌道另一方有空軌道HHNHH4NH形成條件：形成條件：例：例：配位鍵配位鍵NHHHH+CH4二、雜化軌道理論二、雜化軌道理論 C: 1s22s22p21s22s22px12py1 CH2 鍵角鍵角90 正四面體正四面體 四個四個C-H鍵等長鍵等長 鍵角為鍵角為10928 CH4:激發(fā)激發(fā)sp3雜化雜化sp32s2p2pC:1s22s22p2能量相近原則能量相近原則軌道數(shù)目守恒原則軌道數(shù)目守恒原則等性雜化等性雜化2s1、雜化軌道理論的基本要點(diǎn)：、雜化軌道

6、理論的基本要點(diǎn)：（1）在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同）在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中一原子中的不同類型的原子軌道，可的不同類型的原子軌道，可以進(jìn)行線性組合，重新分配能量和確定空間方向，以進(jìn)行線性組合，重新分配能量和確定空間方向，組成組成的新的原子軌道，這種軌道重新組合的新的原子軌道，這種軌道重新組合的過程稱為的過程稱為雜化雜化，形成的新軌道稱為，形成的新軌道稱為雜化軌道雜化軌道。常見的雜化類型有常見的雜化類型有sp和和spd型型 （2）雜化軌道的角度波函數(shù)在某個方向的值比雜）雜化軌道的角度波函數(shù)在某個方向的值比雜化前的大得多，更有利于原子軌道間最大程度地重化前的大得多，

7、更有利于原子軌道間最大程度地重疊，因而雜化軌道比原來軌道的成鍵能力強(qiáng)。疊，因而雜化軌道比原來軌道的成鍵能力強(qiáng)。（3）雜化軌道之間力圖在空間取最大夾角分）雜化軌道之間力圖在空間取最大夾角分布，使相互間的排斥能最小，故形成的鍵較穩(wěn)布，使相互間的排斥能最小，故形成的鍵較穩(wěn)定。不同類型的雜化軌道之間的夾角不同，成定。不同類型的雜化軌道之間的夾角不同，成鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。等性雜化等性雜化與與不等性雜化不等性雜化、sp雜化雜化:BeCl2Be:1s22s2BeClCl2s2p激發(fā)激發(fā)2s2psp雜化雜化sp2p2、雜化軌道的類型及應(yīng)用、雜化軌道的類

8、型及應(yīng)用 BeCl2分子的形成分子的形成 參與雜化的原子軌道：參與雜化的原子軌道：1個個 s + 1個個p 雜化軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)：2個個sp雜化軌道雜化軌道 雜化軌道間夾角：雜化軌道間夾角：1800 空間構(gòu)型：空間構(gòu)型：直線直線B:1s22s22p1、sp2雜化雜化:BF3激發(fā)激發(fā)BFFF2s2psp2雜化雜化2s2psp22pBF3的形成的形成:參與雜化的原子軌道：參與雜化的原子軌道：1個個s + 2個個p 雜化軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)：3個個sp2雜化軌道雜化軌道雜化軌道間夾角：雜化軌道間夾角：1200 空間構(gòu)型：空間構(gòu)型：正三角形正三角形sp2雜化雜化激發(fā)激發(fā)sp3雜化雜化sp32s2s2p

9、2pv sp3等性雜化等性雜化、 sp3雜化雜化CH4參與雜化的原子軌道：參與雜化的原子軌道：1 1個個s + 3s + 3個個p p 雜化軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)：4 4個個spsp3 3雜化軌道雜化軌道雜化軌道間夾角：雜化軌道間夾角：1091090 0 2828 空間構(gòu)型：空間構(gòu)型：正四面體正四面體 等性等性sp3雜化雜化v sp3不等性雜化不等性雜化: NH3 :N:1s22s22p3NHHH2s2psp3雜化雜化sp3H2O ： O 1s22s22p4 2s2psp3雜化雜化sp3OHH小結(jié)小結(jié):雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道類型雜化軌道類型參加雜化的軌

10、道參加雜化的軌道 雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)成鍵軌道夾角成鍵軌道夾角分子空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型 實(shí)例實(shí)例s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p2443不等性不等性sp3spsp2sp3180120 10928 90 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力分子間力的特點(diǎn)分子間力的特點(diǎn):氫化物沸點(diǎn)變化規(guī)律氫化物沸點(diǎn)變化規(guī)律:氫鍵通式氫鍵通式:XHY要有一個與電負(fù)性很大的元素要有一個與電負(fù)性很大的元素(X)形成強(qiáng)極形成強(qiáng)極 性鍵的氫原子性鍵的氫原子要有一個電負(fù)性很大要有一個電負(fù)性很大,含有孤對電子并帶有含有孤對電子并帶有 部分負(fù)電荷的原子部分負(fù)電荷的原子(Y) X,Y的原子半徑都要小的原子半徑都要小氫鍵的特性：氫鍵的特性： 氫鍵

11、鍵能較弱氫鍵鍵能較弱 氫鍵具有方向性和飽和性。氫鍵具有方向性和飽和性。 分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵 物質(zhì)的熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，溶解度，粘度，密度改變物質(zhì)的熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，溶解度，粘度，密度改變. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對形成氫鍵示意圖氫鍵的形成對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵的形成對物質(zhì)性質(zhì)的影響:3、含極性共價鍵的分子不一定是極性分子、含極性共價鍵的分子不一定是極性分子（ ） 。1、波函數(shù)和原子軌道的含義是一致的。、波函數(shù)和原子軌道的含義是一致的。 （ ） 判斷題判斷題 2、電子等微觀粒子既具有波動性，又具有粒子性，即、電子等微觀粒子既具有波動性，又具有粒子性，即具有波粒二象性。具有波粒二象性。

12、 （ ）4、氫鍵是具有方向性和飽和性的共價鍵（、氫鍵是具有方向性和飽和性的共價鍵（ ） 。5 5、將氫原子的、將氫原子的1s1s電子激發(fā)到電子激發(fā)到3s3s軌道要比激發(fā)到軌道要比激發(fā)到3p3p軌道軌道所需的能量少。所需的能量少。 （ ） 6 6、偶極矩為零的分子中肯定不存在極性共價鍵、偶極矩為零的分子中肯定不存在極性共價鍵（ ） 。 7 7、原子形成的共價鍵數(shù)目可以超過該基態(tài)原子的未成原子形成的共價鍵數(shù)目可以超過該基態(tài)原子的未成對電子數(shù)。對電子數(shù)。 （ ）8、BF3分子中，分子中，B原子的原子的s軌道與軌道與F原子的原子的p軌道進(jìn)行軌道進(jìn)行sp2等性雜化，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。等性雜化，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。 （ ） 1、已知、已知H2O分子中分子中O原子采取原子采取sp3不等性雜化，則該不等性雜化，則該分子在空間的構(gòu)型為：分子在空間的構(gòu)型為： （ ） A、“V”字形字形 B、平面三角形、平面三角形 C、三角錐形、三角錐形 D、正四面體形、正四面體形選擇題選擇題2、已知某原子中四個電子的量子數(shù)（、已知某原子中四個電子的量子數(shù)（n、l、m、ms）如下，其中能量最高的是：如下，其中能量最高的是： （ ） A、3，1，1，-1/2 B、3，1，0，-1/2 C、3，1，0，+1/2 D、