分子結(jié)構(gòu)7.2.1價(jià)鍵理論經(jīng)典共價(jià)鍵理論

現(xiàn)代共價(jià)鍵理論7.2

共價(jià)鍵量子力學(xué)處理H2分子的結(jié)果當(dāng)兩個(gè)氫原子自遠(yuǎn)處接近時(shí)，如果電子的自旋方向相反，則體系的能量逐漸降低，在達(dá)平衡距離R0（74pm）時(shí)，體系能量達(dá)最低點(diǎn)，形成穩(wěn)定的H2分子。如果電子的自旋方向相同，它們?cè)绞强拷芰吭缴?，故不能形成穩(wěn)定的H2分子。系統(tǒng)能量降低，形成氫分子。推斥態(tài)基態(tài)

解釋：當(dāng)電子自旋方向相反的兩個(gè)原子相互靠近時(shí)，兩個(gè)原子軌道發(fā)生疊加：1s+1s，使兩核間的電子幾率密度增大，一方面減弱了兩核間的正電排斥，另一方面增強(qiáng)了對(duì)兩個(gè)原子核的異電吸引，這都有利于體系能量的降低，有利于共價(jià)鍵的形成。

當(dāng)電子自旋方向相同的兩個(gè)原子相互靠近時(shí)，兩個(gè)原子軌道發(fā)生疊減：1s－1s?！ぁぁぁ?/p>

總結(jié)：現(xiàn)代價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)：自旋方式相反的未成對(duì)電子；原子軌道最大程度地重疊。7.2.2共價(jià)鍵的特性方向性飽和性HCl，HOHNN

HCl，HH，1s1syxH2S中：S的3px,3py

H的1s1.σ鍵：

原子軌道沿核間聯(lián)線方向進(jìn)行同號(hào)重疊(頭碰頭)。3共價(jià)鍵的類型2.π鍵：兩原子軌道垂直核間聯(lián)線并相互平行進(jìn)行同號(hào)重疊(肩并肩)。N2中的共價(jià)三鍵示意圖3.配位鍵形成條件：成鍵原子一方有孤對(duì)電子，另一方有空軌道。例：OCC：O：：O——C：????

O==C2s2p雜化后軌道伸展方向，形狀發(fā)生改變,成鍵能力增強(qiáng)，成鍵能力大小順序

sp<sp2<sp3<dsp2<sp3d<sp3d27.3雜化軌道理論7.3.1雜化理論的基本要點(diǎn)：形成分子時(shí)，中心原子能級(jí)相近的價(jià)電子軌道混合雜化，形成新的價(jià)電子軌道——

雜化軌道。雜化前后軌道數(shù)目不變。有等性和不等性兩種雜化等性：各雜化軌道成分完全相同不等性：各雜化軌道成分不完全相同（有孤電子對(duì)參加雜化）雜化成鍵，鍵間滿足最小排斥原理。Be：2s21.sp雜化BeCl2的空間構(gòu)型為直線ClClBespsp雜化Be采用sp雜化成鍵生成BeCl2兩個(gè)sp雜化軌道B：2s22p12.sp2雜化BF3的空間構(gòu)型為平面三角形sp2sp2雜化2S22p1CH4的空間構(gòu)型為正四面體C：2s22p23.sp3雜化sp34.不等性sp3雜化7.4價(jià)層電子對(duì)互斥理論步驟：（1）確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。

2對(duì)：BeCl2，HgCl2,CO2直線

3對(duì)：BCl3,BF3,SO3,NO3-,CO32-，SnCl2,PbCl2，SO2,NO2平面三角

4對(duì)：CH4,NH4+,SO42-,H2O,SF2

四面體

5對(duì)：PCl5,SF4,ClF3,XeF2，IF2-

三角雙錐

6對(duì)：SF6,IF5,IF4-八面體（2）根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，找出相應(yīng)的電子對(duì)分布。（3）確定分子或離子的構(gòu)型。成鍵電子對(duì)填充：三角雙錐：先上下后平面；八面體：先平面后上下。價(jià)層電子對(duì)數(shù)23456電子對(duì)排布方式直線形平面三角形四面體三角雙錐八面體價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用實(shí)例（一）

SO4的幾何構(gòu)型2-（三）PCl5的幾何構(gòu)型

中心原子的價(jià)層電子對(duì)的分布和ABn

型共價(jià)分子或離子的幾何構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)分布成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的分布方式分子的幾何構(gòu)型 實(shí)例直線形

23平面三角形20 AB2直線形 HgCl230 AB321 AB2價(jià)層電子對(duì)數(shù)平面三角形BF3角形PbCl2價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)分成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的分布分子的幾何構(gòu)型01

實(shí)例布方式4四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體CH4三角錐形NH3角形H2O價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)分成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的分分子幾何構(gòu)型 實(shí)例布布方式體5三角雙錐5 0AB54 1AB43 2AB32 3AB2三角雙錐PCl5

變形四面SF4T形ClF3直線形 價(jià)層電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)分成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的分分子幾何構(gòu)型 實(shí)例布布方式形6八面體6 0AB65 1AB54 2AB4正八面體SF6四方錐形 IF5平面正方7.7分子的極性和分子間力分子極性的量度——偶極矩μμ=

q·

dq：正（負(fù)）電荷重心(電荷集中點(diǎn))的電量d：正負(fù)電荷重心的距離

偶極矩是一個(gè)矢量，其方向是從正極到負(fù)極。電子的電荷等于1.6×10-19C，兩個(gè)中心的距離和分子的直徑有相同的數(shù)量級(jí)，即10-10m，故偶極矩大小的數(shù)量級(jí)為10-30C·m。

7.7.1.分子的極性對(duì)于雙原子分子：鍵有極性、分子就有極性(鍵的極性與分子的極性一致，而且鍵越強(qiáng)、分子的極性也越強(qiáng))。

HF>HCl>HBr>HI

對(duì)于多原子分子：含極性鍵的多原子分子不一定是極性分子，還與分子的空間構(gòu)型有關(guān)如：CH4CCl4

無極性，

CHCl3

有極性。

分子偶極矩的測(cè)定，可得到分子結(jié)構(gòu)的參考資料。。

CO2：C-O

鍵有極性，但分子無極性，得CO2為線性分子。

BF3分子無極性，為平面結(jié)構(gòu)，而NH3分子有極性，為三角錐結(jié)構(gòu)。

（1）定向力當(dāng)極性分子相互靠近時(shí)，它們的固有偶極間相互作用，兩個(gè)分子在空間按照異極相鄰的狀態(tài)取向。由于固有偶極的取向而引起的分子間的力叫做定向力。分子離得較遠(yuǎn)取向

7.7.2.分子間力定義:分子間的相互作用稱為分子間力，又叫范德華力。

（2）誘導(dǎo)力

當(dāng)極性分子和非極性分子靠近時(shí)，非極性分子受極性分子電場(chǎng)的作用，原來重合的正、負(fù)電荷重心分離開來產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。誘導(dǎo)偶極與極性分子固有偶極間的作用力叫誘導(dǎo)力。另一方面，誘導(dǎo)偶極又反作用于極性分子，使其偶極長度增加，進(jìn)一步加強(qiáng)了相互吸引力。當(dāng)極性分子和極性分子靠近時(shí)，固有偶極相互作用，也產(chǎn)生誘導(dǎo)力。極性分子的偶極矩：

μ愈大，誘導(dǎo)作用愈強(qiáng)。

誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的分子間相互作用。分子離得較遠(yuǎn)分子靠近時(shí)（1）色散力

非極性分子在某一瞬間總會(huì)有一個(gè)偶極存在，這種偶極叫做瞬時(shí)偶極?？拷膬煞肿娱g由于同極相斥異極相吸，瞬時(shí)偶極間處于異極相鄰的狀態(tài)。我們把瞬時(shí)偶極間產(chǎn)生的分子間力叫做色散力.非極性分子的瞬時(shí)偶極之間的相互作用由于瞬時(shí)偶極而產(chǎn)生的分子間相互作用。一大段時(shí)間內(nèi)的大體情況每一瞬間雖然瞬時(shí)偶極存在的時(shí)間極短，但偶極異極相鄰的狀態(tài)總是不斷地重復(fù)著。任何分子(不論極性與否)相互靠近時(shí)，都存在著色散力。隨分子量的增加，分子體積越大，瞬時(shí)偶極矩也越大，色散力越大。分子極性

色散作用

誘導(dǎo)作用

取向作用

非-非

√

非-極

√

√

極-極

√

√

√

分子間力是三種吸引力的總稱，其大小一般為幾個(gè)kJ·mol－1，比化學(xué)鍵小1－2個(gè)數(shù)量級(jí)。分子間的吸引作用(×10－22

J)分子取向能誘導(dǎo)能色散能總和HeArXeCOCCl4HClHBrHIH2ONH30000.0002101.20.390.02111.95.20000.003700.360.280.100.650.630.052.9184.61167.815332.65.60.052.9184.61169.416331511分子間力的特點(diǎn)：分子間力作用的范圍很小(一般是300－500pm)。分子間作用力較弱，既無方向性又無飽和性。分子量色散作用分子間力沸點(diǎn)熔點(diǎn)水中溶解度HeNeArKrXe小大小大小大小大低高小大

決定物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、氣化熱、熔化熱、蒸氣壓、溶解度及表面張力等物理性質(zhì)的重要因素。分子間力的意義：7.8離子極化

離子在周圍帶相反電荷離子的作用下，原子核與電子發(fā)生相對(duì)位移，導(dǎo)致離子變形而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，這種現(xiàn)象稱為離子極化。一、離子的極化力離子極化的強(qiáng)弱決定于離子的極化力和離子的變形性。離子的極化力是指離子使帶相反電荷離子變形的能力，它取決于離子所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。影響離子的極化力的因素有離子半徑、離子電荷和離子構(gòu)型。

（1）離子的半徑:離子的半徑越小，極化力就越強(qiáng)；（2）離子的電荷數(shù):陽離子的電荷數(shù)越多，極化力就越強(qiáng)；（3）離子的構(gòu)型:當(dāng)離子半徑和電荷數(shù)相近時(shí)，極化力與離子的構(gòu)型有關(guān)：18、18＋2、2電子＞9～17電子＞8電子二、離子的變形性

離子的變形性是指離子被帶相反電荷離子極化而發(fā)生變形的能力。離子的變形性取決于離子的半徑、離子的電荷和離子構(gòu)型。（1）離子的半徑：離子的半徑越大，變形性就越大；（2）離子的電荷：陰離子的電荷數(shù)越高，變形性就越大，而陽離子的電荷數(shù)越多，變形性就越小；（3）離子的構(gòu)型：9-17、18和18＋2電子構(gòu)型離子的變形性比半徑相近的8電子構(gòu)型的離子要大。

雖然陽離子和陰離子都有極化力和變形性，但一般說來，陽離子半徑小，極化力大，變形性??；而陰離子半徑大，極化力小，變形性大。因此在討論離子極化時(shí)，主要考慮陽離子的極化力和陰離子的變形性。如果陽離子也具有一定的變形性，它也能被陰離子極化而變形，陽離子被極化后，又增加了它對(duì)陰離子的極化作用。這種加強(qiáng)的極化作用稱為附加極化作用。三、離子極化對(duì)化學(xué)鍵及性質(zhì)的影響

陽離子與陰離子之間如果完全沒有極化作用，則所形成的化學(xué)鍵為離子鍵。實(shí)際上陽離子與陰離子之間存在不同程度的極化作用。當(dāng)極化力強(qiáng)、變形性又大的陽離子與變形性大的陰離子結(jié)合時(shí)，由于陽、陰離子相互極化作用顯著，導(dǎo)致陽、陰離子外層軌道發(fā)生重疊，化學(xué)鍵極性減弱，使鍵型由離子鍵過渡到共價(jià)鍵。離子極化對(duì)化學(xué)鍵型的影響

當(dāng)離子極化作用顯著時(shí)，使離子晶體過渡到原子晶體或分子晶體。離子極化使無機(jī)化合物在水中的溶解度減小。物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色加深。

7.9

氫鍵

HFHClHBrHI

沸點(diǎn)/℃－85.0－66.7－35.4

19.9極化率小大色散作用弱強(qiáng)沸點(diǎn)