原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)

原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)第一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二目錄原子結(jié)構(gòu)電子層結(jié)構(gòu)與元素周期系分子結(jié)構(gòu)第二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二教學(xué)要求

1、了解電子等微觀粒子運(yùn)動(dòng)的特殊性；2、了解原子軌道、波函數(shù)、電子云等基本概念；3、重點(diǎn)掌握描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù)的物理意義及取值規(guī)則；4、掌握原子核外電子排布規(guī)律（例外除外），并根據(jù)電子排布式判斷元素在周期表中的位置及主要性質(zhì)；5、了解原子半徑、有效核電荷、電離能、電子親合能、電負(fù)性的概念及遞變規(guī)律；6、掌握離子鍵、共價(jià)鍵理論要點(diǎn)；掌握雜化軌道與分子空間構(gòu)型及分子極性的關(guān)系；7、利用化學(xué)鍵、分子間力、氫鍵和晶體類型說明物質(zhì)性質(zhì)及遞變規(guī)律。第三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二§1~1氫原子光譜和玻爾理論①1897年，湯姆森發(fā)現(xiàn)了電子——原子可分；②1905年，愛因斯坦提出光子學(xué)說——光有波粒二象性；③1911年，英國物理學(xué)家盧瑟福通過а-粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了含核原子模型——原子行星模型：原子是由帶正電荷的原子核及帶負(fù)電荷的電子組成，原子中心是極小的原子核，電子繞核旋轉(zhuǎn)，象行星繞恒星旋轉(zhuǎn)一般。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二氫原子光譜第五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二玻爾理論:

1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾（盧瑟福的學(xué)生。盧瑟福因發(fā)現(xiàn)-射線獲諾貝爾獎(jiǎng)，他指導(dǎo)11位學(xué)生獲了諾貝爾獎(jiǎng)，玻爾是其中之一），在盧瑟福原子模型基礎(chǔ)上，根據(jù)普郎克的“量子學(xué)說”和愛因斯坦“光子學(xué)說”，提出了“玻爾理論”，成功解釋了氫原子光譜。第六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二玻爾理論要點(diǎn)：

一、在原子中，電子不能任意運(yùn)動(dòng)，只能在有確定半徑和能量的特定軌道上運(yùn)動(dòng)，電子在這樣的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不吸收或放出能量，是處于一種穩(wěn)定態(tài)；二、電子在不同軌道上旋轉(zhuǎn)時(shí)可具有不同能量，電子運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的能量狀態(tài)稱為能級(jí)。電子的能量是量子化的。能級(jí)能量最低的稱為基態(tài)，其它稱為激發(fā)態(tài)。三、電子只有在不同能級(jí)之間躍遷時(shí)，才吸收或放出能量，頻率與兩個(gè)能級(jí)的能量差有關(guān)。第七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二

玻爾理論成功解釋了氫光譜的形成和規(guī)律性,然而應(yīng)用玻爾理論，除某些類氫離子（He+,Li2+,Be3+等）能得到基本滿意結(jié)果外，它不能說明多電子原子光譜，也不能說明氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。因?yàn)殡娮邮俏⒂^粒子，它的運(yùn)動(dòng)不遵守經(jīng)典力學(xué)規(guī)律而有其特有的性質(zhì)和規(guī)律。因此玻爾理論必定被隨后發(fā)展完善起來的量子力學(xué)理論所代替。第八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二§1~2原子的量子力學(xué)模型一、微觀粒子的波粒二象性1、德布羅意波1905年，愛因斯坦提出光子學(xué)說——光有波粒二象性；1924年，年輕的法國物理學(xué)家德布羅意受到啟發(fā)，大膽提出：“一切實(shí)物粒子都具有波粒二象性?！边@種波稱為德布羅意波或物質(zhì)波：λ=h/mv=h/pλ—波長（波動(dòng)性），P—?jiǎng)恿浚Ｗ有裕?。電子、原子、分子、中子等微觀粒子具有物質(zhì)波，都具有波粒二象性，質(zhì)量m較大的宏觀物體，波動(dòng)性不顯著，可視其無波動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)依據(jù)——1927年，美國的戴維森、革末的電子衍射實(shí)驗(yàn)證明：電子束衍射圖和光衍射圖是極相似的同心圓環(huán)——電子確實(shí)有波動(dòng)性。第九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二2、海森堡不確定（測不準(zhǔn)）原理1927年，德國物理學(xué)家海森堡指出：對于具有波粒二象性的微觀粒子，不可能同時(shí)準(zhǔn)確測定運(yùn)動(dòng)微粒的速度和位置，若運(yùn)動(dòng)微粒的位置測的越準(zhǔn)確，其速度測的就越不準(zhǔn)確，反之亦然?？傊?，電子是微觀粒子，有其特征：量子化、波粒二象性、不可能同時(shí)準(zhǔn)確測定運(yùn)動(dòng)電子的速度和位置。因此，不能用經(jīng)典力學(xué)或舊量子論解釋原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，而要用近代量子力學(xué)理論——薛定諤方程描述。第十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二二、核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的近代描述薛定諤方程我們知道，電磁波可用波函數(shù)Ψ來描述。量子力學(xué)從微觀粒子具有波粒二象性出發(fā)，認(rèn)為微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可用波函數(shù)來描述，微觀粒子是在三維空間運(yùn)動(dòng)的，故波函數(shù)是x、y、z的函數(shù)。1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤從微觀粒子具有波粒二象性出發(fā)，通過光學(xué)和力學(xué)方程的類比，提出了薛定諤方程，它是描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的基本方程，是二階偏微分方程：第十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二

薛定諤方程的每個(gè)解代表電子在原子中的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為了通俗化，量子力學(xué)借用經(jīng)典力學(xué)的“原子軌道”一詞，把在三維空間里找到某電子的原子體系中的每個(gè)區(qū)域，就叫作一條原子軌道。注意：此處的原子軌道絕不是玻爾理論的原子軌道，而是指用統(tǒng)計(jì)的方法，可在所代表的區(qū)域內(nèi)找到核外運(yùn)動(dòng)的該電子，而該電子在此區(qū)域內(nèi)（即這一軌道）中的運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的、測不準(zhǔn)地出現(xiàn)的。第十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二解薛定諤方程解出一個(gè)波函數(shù)Ψ，就得到一條原子軌道；但要使其解是合理解，需要指定三個(gè)量子數(shù)n，L，m為一定值；另外，原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)表明，電子還有另外一種運(yùn)動(dòng)形式，稱為“自旋運(yùn)動(dòng)”，用自旋量子數(shù)mS表示，n，L，m，mS稱為四個(gè)量子數(shù)（※）

。

三個(gè)量子數(shù)n，L，m描述一條原子軌道。如3，0，0，是3S軌道，3，1，1，是3P軌道中的一條。描述一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要四個(gè)量子數(shù)n，L，m，mS。

如：（3，1，0，+1/2）表示在3P軌道上“正旋”的一個(gè)電子。第十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二名稱定義符號(hào)取值主量子數(shù)n描述電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的平均距離，是決定電子能量高低的主要因素。n值相同的電子處于同一電子層。K，L，M，N，O，P，Q（光譜學(xué)符號(hào)，與周期表對應(yīng)）n=1，2，3，4，5，6，7（正整數(shù)）角量子數(shù)l決定電子空間運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量，以及原子軌道或電子云的形狀，標(biāo)志電子亞層，在多電子原子中，電子能量由n、L共同決定。s，p，d，f···

n-1（光譜學(xué)符號(hào)，與亞層對應(yīng)）（簡并軌道）從0，1，2，3···到n–1磁量子數(shù)m描述原子軌道或電子云在空間的伸展方向，決定在各亞層中的簡并軌道數(shù)。從-l,0,到+l（共2L+1個(gè)）自旋量子數(shù)ms描述電子自旋運(yùn)動(dòng)的量子數(shù)↓或↑+1/2，-1/2第十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二主量子數(shù)n取值1234電子層符號(hào)KLMN角量子數(shù)l取值0010120123電子亞層符號(hào)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f電子云形狀圓球形圓球形啞鈴形圓球形啞鈴形花瓣形圓球形啞鈴形花瓣形花瓣形磁量子數(shù)m000±100±10±1±200±10±1±20±1±2±3亞層軌道數(shù)（2l+1）1131351357電子層軌道數(shù)n214916核外電子總數(shù)2n2281832第十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二§1~3原子核外電子結(jié)構(gòu)

用薛定諤方程對多電子原子近似求解。即由n，L，m可解出多電子原子的原子軌道；n，L，m，mS決定電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；n，L決定原子軌道的能量高低。

光譜實(shí)驗(yàn)表明：基態(tài)原子核外電子的排布是有嚴(yán)格規(guī)律——能量最低原理。為此先要知道原子軌道的能級(jí)順序，再討論電子排布的基本原理。一、多電子原子的能級(jí)

多電子原子的原子軌道能量高低，大致由n，L決定，但存在“能級(jí)交錯(cuò)”。鮑林根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論計(jì)算提出了多電子原子中軌道近似能級(jí)圖。（其它：科頓圖等）。1、鮑林近似能級(jí)圖2、“屛蔽效應(yīng)”和“鉆穿效應(yīng)”

第十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二美國化學(xué)家鮑林，1954年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),1963年獲諾貝爾和平獎(jiǎng)，世界至今獨(dú)獲二次諾貝爾獎(jiǎng)的唯有鮑林。（1）屛蔽效應(yīng)：在多電子原子中，電子因受其它電子排斥，而使指定電子感受到的核電荷（即有效核電荷）減小的作用稱為屛蔽效應(yīng)。實(shí)際作用在該電子上的核電荷Z*=Z–б，б稱為屛蔽常數(shù)，Z*稱為有效核電荷。粗略的說：（*用斯來脫規(guī)則可計(jì)算）內(nèi)層電子對外層電子的屛蔽作用較大；同層電子間的屛蔽作用較??；外層電子對內(nèi)層電子的屛蔽作用可略。第十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二（2）鉆穿效應(yīng)從量子力學(xué)觀點(diǎn)看，電子可以出現(xiàn)在原子內(nèi)任何地方，因此，外層電子也有可能出現(xiàn)在離核很近處，這種電子滲入原子內(nèi)部而更靠近核的本領(lǐng)稱為鉆穿，電子鉆到核附近、回避其他電子屛蔽作用、使其能量降低的作用，稱為鉆穿效應(yīng)。總之，“屛蔽效應(yīng)”和“鉆穿效應(yīng)”是決定能級(jí)高低的二個(gè)方面。第十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二鮑林近似能級(jí)圖第十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二1、同一原子中的同一電子層內(nèi)，各亞層之間的能量次序?yàn)椋?/p>

ns<np<nd<nf2、同一原子中的不同電子層內(nèi)，相同類型亞層之間的能量次序?yàn)椋?/p>

1s<

2s<

3s…;2p<

3p<

4p…;3d<

4d<

5d…3、同一原子中第三層以上的電子層中，不同類型的亞層之間，在能級(jí)組中常出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象：

4s<

3d<

4p;5s<

4d<

5p;6s<

4f<

5d<

6p

※重點(diǎn)：能級(jí)順序第二十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二二、基態(tài)原子核外電子排布原理2、泡利不相容原理

多電子原子在基態(tài)時(shí)，核外電子總是盡先占據(jù)能量最低的軌道，再依次由低向高填充，以使原子體系的總能量最低，處于最穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)論：（1）一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只能容納一個(gè)電子；每一個(gè)原子軌道最多只能容納2個(gè)自旋方向相反的電子。（2）每一亞層最多容納的電子數(shù)是確定的。（3）各電子野最多容納2n2個(gè)電子。同一原子中沒有四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子，或在同一原子中沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)4個(gè)方面完全相同的電子存在。1、能量最低原理第二十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二3、洪特規(guī)則電子在等價(jià)軌道（即能量相同的原子軌道）上排布時(shí)，總是盡可能分占不同的軌道且自旋方向相同，這種排布體系能量最低，最穩(wěn)定。特例：當(dāng)?shù)葍r(jià)軌道中的電子處于全充滿（S2、P6、d10、f14）、半充滿（S1、P3、d5、f7）、全空（S0、P0、d0、f0）時(shí)，原子具有額外的穩(wěn)定性。第二十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二三、原子的電子構(gòu)型1、基態(tài)原子的電子層結(jié)構(gòu)

當(dāng)原子中的電子按照上述三原則并根據(jù)鮑林能級(jí)圖排布時(shí)，該原子處于最低能量狀態(tài)，稱為基態(tài)原子。電子在原子軌道中的排布方式稱為電子層結(jié)構(gòu)，簡稱電子構(gòu)型。2、基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)的表示方式第二十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二軌道表示式：一個(gè)圓圈或一個(gè)小方格表示一個(gè)原子軌道，在它們的下面注明該軌道的能級(jí)，用向上或向下的箭頭表示電子的自旋狀態(tài)；

1s2s2p電子排布式：在亞層(能級(jí))符號(hào)的右上角用數(shù)字注明排列的電子數(shù)。

例:

8O1s22s22p4

排布的電子數(shù)亞層（能級(jí)）符號(hào)電子層數(shù)第二十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二原子實(shí)：內(nèi)層已達(dá)到稀有氣體的電子層寫成“原子芯”（原子實(shí)），并以稀有氣體符號(hào)加方括號(hào)表示。Fe：[Ar]3d64s2

價(jià)電子層結(jié)構(gòu)式：指的是價(jià)電子（即能參與成鍵的電子）所排布的電子層結(jié)構(gòu)。

主族ns1～2np1～6

副族(n-1)d1～10ns1～2說明

書寫電子結(jié)構(gòu)式時(shí)應(yīng)按電子層n值大小順序書寫、不按交錯(cuò)順序書寫（原因：如3d能量高于4S，但當(dāng)4S填充電子后，又因核與電子所組成的力場發(fā)生變化，4S能級(jí)反會(huì)升高，則失電子時(shí)，應(yīng)先失去外層的4S電子，后失去3d電子，所以按電子層n值大小順序書寫電子結(jié)構(gòu)式很方便）第二十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)電子層結(jié)構(gòu)與元素周期律

元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化，這個(gè)規(guī)律叫做元素周期律。

性質(zhì)是由結(jié)構(gòu)決定的，其元素的性質(zhì)出現(xiàn)周期性變化，是由于其原子內(nèi)部電子構(gòu)型出現(xiàn)周期性變化的結(jié)果；元素周期表則是各元素原子核外電子排布呈周期性變化的反映。

元素周期律是化學(xué)家門捷列夫（Mendeleev）于1869年總結(jié)出來的。元素周期系：各種元素形成有周期性規(guī)律的體系。元素周期表則是元素周期系的具體表現(xiàn)形式。第二十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二１、周期與能級(jí)組

元素周期＝最大ｎ值＝核外電子層數(shù)＝最高能級(jí)組數(shù)每周期元素?cái)?shù)目＝該能級(jí)組容納電子總數(shù)§2～1元素周期系與電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系

元素周期律的實(shí)質(zhì)——原子的電子結(jié)構(gòu)隨原子序數(shù)增加呈現(xiàn)周期性變化。周期能級(jí)組原子軌道元素?cái)?shù)目名稱1234567ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d28818183220(未完)特短周期短周期短周期長周期長周期特長周期不完全周期第二十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二周期表的特點(diǎn)劃分周期表的本質(zhì)從活潑堿金屬開始（從ns1開始），逐漸過渡到稀有氣體為止（至np6結(jié)束），如此周期性、重復(fù)出現(xiàn)。能級(jí)組的劃分第二十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二2、族與電子層構(gòu)型參與成鍵的電子18個(gè)縱行7個(gè)主族A7個(gè)副族B1個(gè)第Ⅷ族1個(gè)0族價(jià)電子構(gòu)型ns1～2np1～6價(jià)電子構(gòu)型（n-1）d1～10ns1～2價(jià)電子構(gòu)型（n-1）d6～8ns2價(jià)電子構(gòu)型ns2np6第二十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第三十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二3、元素分區(qū)區(qū)價(jià)電子構(gòu)型最后填入電子的亞層包括的元素sns1～2最外層的s亞層ⅠA、ⅡApns2np1～6最外層的p亞層ⅢA～ⅦAd(n-1)d1～8ns0～2一般為次外層的d亞層ⅢB～ⅦB、Ⅷds（n-1d10ns1～2一般為次外層的d亞層ⅠB、ⅡBf(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2一般為外數(shù)第三層的f亞層（有個(gè)別例外）La系、Ac系第三十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二

元素性質(zhì)取決于原子的結(jié)構(gòu)，原子的電子結(jié)構(gòu)有周期性，從而使元素的基本性質(zhì)亦呈周期性變化。一、原子半徑

規(guī)律同一主族：由上而下增大（原因：電子層增多）同一周期：由左向右減?。ㄔ颍涸有驍?shù)增大，核電荷對電子吸引力增強(qiáng)，半徑減?。?～2元素性質(zhì)的周期性變化結(jié)論：

原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而呈明顯的周期性變化，其原因是有效核電荷變化的周期性。第三十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二原子半徑類型金屬半徑共價(jià)半徑范德華半徑金屬原子核間距一半同種原子共價(jià)單鍵結(jié)合，核間距一半分子間力連接原子核間距一半第三十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二電離能的大小主要取決于原子的有效核電荷、原子半徑和原子的電子層結(jié)構(gòu)。二、電離能1、電離能定義：使一個(gè)基態(tài)的氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)正離子時(shí)所需要的能量。

符號(hào)：I

單位：KJ/mol2、規(guī)律同一周期：從左到右電離能越來越大同一主族：從上到下電離能逐漸減小3、意義：電離能的大小反映了原子失去電子的難易程度。

I越小——易失去電子——金屬性強(qiáng)

I越大——難失去電子——金屬性弱第三十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二電子親合能大小與有效核電荷、原子半徑、電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)，故也呈周期性變化。三、電子親合能1、定義：基態(tài)的氣態(tài)原子得到一個(gè)電子成為氣態(tài)陰離子時(shí)所放出的能量稱為第一電子親合能。

符合：E單位：KJ/mol2、規(guī)律

同一周期：從左到右逐漸增大同一主族：從上到下總趨勢逐漸減少3、意義：表示氣態(tài)原子得到電子的難易（非金屬性強(qiáng)弱）

E1大——易得到電子——非金屬性強(qiáng)E1小——難得到電子——非金屬性弱第三十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二四、元素電負(fù)性1、定義：分子中原子吸引成鍵電子的能力。符號(hào)：χ

2、規(guī)律同一周期：從左到右依次遞增同一主族：自上而下趨于減小3、意義:

（1）可以統(tǒng)一量度金屬性及非金屬性:

（2）X=2.0為分界線（3）元素的X大,易形成離子鍵,X小,易形成共價(jià)鍵.元素電負(fù)性是全面衡量元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。電負(fù)性越大，元素非金屬性越強(qiáng)，金屬性則越弱；電負(fù)性越小，元素金屬性越強(qiáng)，非金屬性則越弱。第三十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵：分子或晶體中直接相鄰的原子或離子間的強(qiáng)烈相互作用?；瘜W(xué)鍵類型：離子鍵、金屬鍵、共價(jià)鍵三種。§3~1共價(jià)鍵理論一、氫分子的形成和共價(jià)鍵的本質(zhì)二、共價(jià)鍵的特點(diǎn)（1）飽和性：原子能形成共價(jià)鍵的數(shù)目受原子中未成對且自旋方向相反的電子數(shù)的限制。（2）方向性：成鍵原子的電子云必須在各自密度最大的方向上重疊。（最大重疊原理）第三十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二基態(tài)、能量降低、成鍵排斥態(tài)、能量升高、不成鍵——共價(jià)鍵的結(jié)合力是兩核對共用電子形成的負(fù)電區(qū)的吸引力，故共價(jià)鍵的本質(zhì)是電性作用力。（但非靜電引力）共價(jià)鍵的本質(zhì)第三十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二三、共價(jià)鍵的類型：（1）、б鍵——“頭碰頭”（原子軌道重疊部分在兩核連線上，呈圓柱形，受核吸引力大，牢固。）＋··＋S-SP-S－＋＋P-P－＋＋－第三十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二（2）、π鍵——“肩并肩”（原子軌道重疊部分不在兩核連線上，鏡面反對稱，受核吸引力小，不牢固，所以鍵電子易參加反應(yīng)）PZ-PZ＋－＋－

共價(jià)單鍵一般是б鍵，雙鍵是一個(gè)б鍵、一個(gè)π鍵，叁鍵是一個(gè)б鍵、二個(gè)π鍵。第四十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二б

鍵π鍵存在可以單獨(dú)存在不能單獨(dú)存在，只能與б鍵共存形成成鍵軌道沿鍵軸重疊（頭碰頭）,重疊程度大成鍵軌道平行側(cè)面重疊（肩并肩）,重疊程度小分布電子云對稱分布在鍵軸周圍,呈圓柱形電子云對稱分布于б鍵所在平面的上下性質(zhì)鍵能較大，比較穩(wěn)定鍵能較小，不穩(wěn)定成鍵兩個(gè)原子可沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)成鍵兩個(gè)原子不能沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)電子云受核的束縛大，不易極化電子云受核的束縛小，容易極化組成C-C一個(gè)σ鍵C=C一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵C≡C一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵第四十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二四、共價(jià)鍵的鍵參數(shù)表征共價(jià)鍵性質(zhì)的物理量1、鍵長分子中成鍵的兩個(gè)原子核之間的平均距離（即核間距）。2、鍵角分子中某一原子與另外兩個(gè)原子形成的兩個(gè)共價(jià)鍵在空間形成的夾角。鍵長和鍵角決定分子的立體形狀。3、鍵能在298.15K和100kPa條件下，斷裂氣態(tài)分子的單位物質(zhì)的量的化學(xué)鍵，使它變成氣態(tài)原子或原子團(tuán)所需的能量。符號(hào)：E單位：kJ·mol-1第四十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二鍵能是化學(xué)鍵強(qiáng)度的主要標(biāo)志之一，它在一定程度上反映了鍵的穩(wěn)定性，是決定物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的重要因素。對于雙原子分子，鍵能在數(shù)值上等于鍵解離能；對于多原子分子，鍵能是一個(gè)平均值。4、鍵的極性和分子的極性由于共用電子對偏向于電負(fù)性較大元素的原子而使共價(jià)鍵具有極性。鍵的極性以偶極矩（μ）表示。對于雙原子分子，鍵的偶極矩就是分子的偶極矩；對于多原子分子，分子的偶極矩是各鍵偶極矩的向量和。多原子分子的極性由鍵的極性及各鍵在空間分布的方向決定。第四十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二§3～2雜化軌道理論

1931年，鮑林和斯萊脫在價(jià)鍵理論的基礎(chǔ)上，提出雜化軌道理論——可解釋多原子分子的空間構(gòu)型等。一、基本概念1、雜化：原子形成分子時(shí)，同一原子中能量相近的不同原子軌道重新分配能量和調(diào)整伸展方向，組合成一組新的利于成鍵的原子軌道的過程稱為～。2、雜化軌道：雜化所形成的新軌道稱為～。均勻混合第四十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二二、雜化理論要點(diǎn)1、原子軌道的雜化，只有在形成分子的過程中才會(huì)發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。2、只在能量相近的原子軌道才能發(fā)生雜化。3、一定數(shù)目的原子軌道雜化后，可得數(shù)目相同、能量相等的雜化軌道；而且雜化后，軌道角度分布及形狀均發(fā)生了變化。第四十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二

(1)等性雜化(2)

sp3不等性雜化（1S+3p）

7N2S22P3三、雜化軌道類型第四十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第四十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二8O2S22P4第四十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二雜化軌道類型軌道鍵角軌道幾何形狀分子幾何形狀實(shí)例sp3等性雜化109°28'正四面體正四面體CH4，NH4+，SiF4不等性雜化1對成對電子<109°28'四面體三角錐NH3，H3O+，PCl32對成對電子?109°28'四面體折線形H2O，OF2sp2等性雜化120°平面三角形平面三角形BF3，SO3，C2H4不等性雜化（含1對成對電子）120°平面三角形折線形SO2，NO2sp等性雜化180°直線形直線形BeCl2，CO2,HgCl2第四十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二

為什么水蒸氣能凝結(jié)成雨、凝固成冰？（化學(xué)組成及鍵并未變化）為什么固體表面能吸附？為什么毛細(xì)管內(nèi)的液面會(huì)上升？這些現(xiàn)象表明，分子之間還存在著某種相互吸引力——分子間力（intermolecularforces）,即范德華（VanderWaals)力（荷蘭物理學(xué)家，1873年首先發(fā)現(xiàn)并提出，故而得名）。原子之間靠化學(xué)鍵結(jié)合成分子（決定化學(xué)性質(zhì)）分子之間靠分子間力聚集成S，l，g（決定物理性質(zhì)）分子間力大小與分子的極性有關(guān)?！?~3分子間力和氫鍵第五十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二一、分子間力1、分子的極性（1）鍵的極性鍵的極性可用鍵矩（矢量）表示：X越大、鍵極性越大、鍵矩越大離子鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵X>1.70<X<

1.7X=0極性鍵非極性鍵（2）分子的極性極性鍵、空間不對稱：NH3、H2O、CH3CI非極性分子非極性鍵雙原子分子：N2、H2、O2極性鍵、空間對稱：CH4、BF3、CO2極性分子極性鍵雙原子分子：HF第五十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二

分子極性與分子空間構(gòu)型的關(guān)系偶極矩用于判斷分子的極性和空間構(gòu)型（3）偶極矩：是指各鍵矩的矢量和；偶極矩越大，分子的極性越大。

μ=q×d（SI單位：C·m）第五十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二＋－2、分子的變形性：在外電場中（1）非極性分子＋－（2）極性分子本身具有偶極——永久偶極或固有偶極（不消失），相當(dāng)一個(gè)電場，可使鄰近分子極化變形；

這種性質(zhì)變形性；過程極化變形；產(chǎn)生的偶極——誘導(dǎo)偶極（電場消失亦消失）－＋第五十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二3、分子間力（1）色散力（存在于所有分子中）

瞬時(shí)偶極——核振動(dòng)、電子運(yùn)動(dòng)引起的核、電子云的瞬時(shí)位移所產(chǎn)生的偶極（時(shí)刻存在、始終變動(dòng)）＋－非極性分子＋非極性分子——瞬時(shí)偶極——異極相吸——色散力r增大、變形性增大、色散力增大；M大、e多、變形性增大、色散力增大；

如：F2、CI2、Br2、I2，色散力依次增大＋＋－－＋＋－－+-或第五十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二（2）誘導(dǎo)力＋－＋－＋－

非極性分子+極性分子誘導(dǎo)偶極——異極相吸——誘導(dǎo)力（與極性、變形性成正比）（3）取向力固有偶極——異極相吸——取向力＋－＋－＋－＋－極性分子+極性分子第五十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二4、分子間力的本質(zhì)和特點(diǎn)（1）本質(zhì)——靜電引力，無方向性和飽和性（2）特點(diǎn)：小（2~30KJ·mol-1），但永遠(yuǎn)存在；與分子距離R6成反比；色散力最主要，存在于所有分子中。非極性分子＋非極性分子：色散力非極性分子＋極性分子：色散力、誘導(dǎo)力極性分子＋極性分子：色散力、誘導(dǎo)力、取向力總結(jié)第五十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二5、性質(zhì)解釋（1）溶沸點(diǎn)、聚集態(tài)：以色散力為主（r大、M大、色散力大、溶沸點(diǎn)高）；色散力相近，再看誘導(dǎo)力、取向力。（2）溶解度：相似相溶原理。如NH3易溶于H2O；I2易溶于CCI4（3）硬度：極性小、分子間力小——軟（聚乙烯）極性大、分子間力大——硬（有機(jī)玻璃）第五十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二二、氫鍵（1）氫鍵的形成：

X—H---Y條件:有電負(fù)性很強(qiáng)的X與H結(jié)合；（使裸核）Y電負(fù)性很強(qiáng)、有孤對電子。X主要由F、O、N形成（2）氫鍵的強(qiáng)弱:10~40kJ·mol-1

略高于分子間力，小于化學(xué)鍵力（100~600kJ·mol-1）（3）氫鍵的本質(zhì)和特點(diǎn)：本質(zhì)——靜電引力，有方向性和飽和性，是特殊的分子間力（不是所有分子都有）第五十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二（4）氫鍵的類型：分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵第五十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二（5）氫鍵的影響：沒有氫鍵就沒有生命?。―NA、蛋白質(zhì)、水）分子間有氫鍵，熔沸點(diǎn)高（HF、