第四章化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)1優(yōu)秀課件，精彩無限！在原子結(jié)構(gòu)中，電子分布符合能量最低原則?；鶓B(tài)是原子最穩(wěn)定狀態(tài)。但是自然界中卻發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)元素不以原子形式存在，而以化合物形式存在，并且的原子數(shù)總是符合一定比例的結(jié)合Na－Cl，H2－O，說明化合物中的元素之間，存在著內(nèi)在地關(guān)系；說明原子并非是最穩(wěn)定的狀態(tài)。2優(yōu)秀課件，精彩無限！同時(shí)注意到唯獨(dú)稀有氣體，總是以單原子存在于自然界。受此啟發(fā)，1916年，德國，科塞爾（Kossel），認(rèn)識(shí)到惰氣，有ns2np6

的電子構(gòu)型，提出原子形成化合物的原因和動(dòng)力。原子間通過得失電子，或通過共用電子對(duì)各原子達(dá)到飽和狀態(tài)的惰氣原子結(jié)構(gòu)。

3優(yōu)秀課件，精彩無限！第一節(jié)離子鍵理論4優(yōu)秀課件，精彩無限！

所有物質(zhì)都能以分子或晶體的形式存在。分子或晶體中原子（或離子）之間強(qiáng)烈的吸引作用叫做化學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵主要有：金屬鍵，離子鍵，共價(jià)鍵。本章著重共價(jià)鍵的形成和分子的空間構(gòu)型。

5優(yōu)秀課件，精彩無限！討論共價(jià)鍵的理論有價(jià)鍵理論、雜化軌道理論（改進(jìn)后的價(jià)鍵理論）、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、分子軌道理論。本節(jié)主要運(yùn)用價(jià)鍵理論討論共價(jià)鍵的形成。特點(diǎn)和鍵型；應(yīng)用雜化軌道理論討論分子的空間構(gòu)型。6優(yōu)秀課件，精彩無限！一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)1.共價(jià)鍵的形成：

（1）量子力學(xué)處理Hz：

1927年W.Heitler（海特勒）和F.Lodon（倫敦）運(yùn)用量子力原理處理H2得出的結(jié)果認(rèn)為：當(dāng)兩個(gè)H原子相互靠近時(shí)，由于1s電子自旋狀態(tài)的不同，可能有兩種情況：

7優(yōu)秀課件，精彩無限！兩個(gè)H原子的1s電子相互配對(duì)時(shí)，為兩個(gè)原子公用，核間的電子云（？）增大，增大對(duì)兩核的吸引，系統(tǒng)能量降低，形成穩(wěn)定分子。不能成對(duì)，兩核間電子出現(xiàn)幾率密度（？）減小，系統(tǒng)能量升高，不能成鍵。

一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)8優(yōu)秀課件，精彩無限！左圖為兩個(gè)H原子相互靠近時(shí)，系統(tǒng)的能量關(guān)系圖，圖中E為系統(tǒng)能量，R為兩個(gè)原子核間距離。

一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)9優(yōu)秀課件，精彩無限！1.共價(jià)鍵的形成：（2)共價(jià)鍵的本質(zhì)：原子軌道重疊，原子核間電子的幾率密度（電子云）增大，對(duì)兩核產(chǎn)生吸引是共價(jià)鍵的本質(zhì)。而相鄰原子間自旋相反的來配對(duì)電子相互配對(duì)成共價(jià)電子對(duì)是共價(jià)鍵形成的基礎(chǔ)。

一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)10優(yōu)秀課件，精彩無限！2．價(jià)鍵理論的要點(diǎn)與共價(jià)鍵的特點(diǎn)：（1）

價(jià)鍵理論要點(diǎn)：1）1個(gè)原子能形成共價(jià)單鍵的最大數(shù)目等于其未配對(duì)電子的數(shù)目。如：H－H，cl－cl，H－cl,或？？？

共價(jià)數(shù)：某元素的原子能形成共價(jià)單鍵的最大數(shù)目。它等于該原子的未成對(duì)電子數(shù)。2）原子軌道同號(hào)重疊（對(duì)稱性匹配）：才是有效重疊。

一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)11優(yōu)秀課件，精彩無限！2．價(jià)鍵理論的要點(diǎn)與共價(jià)鍵的特點(diǎn)：（1）

價(jià)鍵理論要點(diǎn)：3）原子重疊時(shí)要滿足最大重疊條件：重疊越多，共價(jià)鍵越牢固。如s軌道與P軌道重疊，可能有下列情況：

一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)12優(yōu)秀課件，精彩無限！(a)為異號(hào)重疊，是無效重疊；(b)為同號(hào)重疊與異號(hào)重疊相互抵消，是無效重疊。(c)和(d)均為同號(hào)重疊，是有效重疊，但是：設(shè)核間距離為d，在(c)中未重疊部分>（d）中未重疊部分，所以（c）不滿足最大重疊條件，（d）才滿足最大重疊條件，也就是說，沿著兩核連線的重疊才滿足最大重疊條件。

一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)13優(yōu)秀課件，精彩無限！2．價(jià)鍵理論的要點(diǎn)與共價(jià)鍵的特點(diǎn)：（2）共價(jià)鍵的特點(diǎn)：飽和性：某種元素的原子，具有一定的共價(jià)數(shù)，即共價(jià)鍵具有飽和性。方向性：共價(jià)鍵是原子軌道重疊形成的，且原子軌道重疊時(shí)要滿足最大重疊條件，而原子軌道（除了軌道外）均有角度分布，因此，共價(jià)鍵具有方向性。一.共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)14優(yōu)秀課件，精彩無限！б鍵：原子軌道沿著核間聯(lián)線方向進(jìn)行同號(hào)重疊而形成的共價(jià)鍵。電子云在核間聯(lián)線形成圓柱成對(duì)稱分布，如圖所示：

二．共價(jià)鍵的鍵型：15優(yōu)秀課件，精彩無限！2．л鍵：兩原子軌道重疊垂直核間聯(lián)線并相互平行而進(jìn)行同號(hào)重疊所形成的共價(jià)鍵。電子云在核間聯(lián)線兩側(cè)。

二．共價(jià)鍵的鍵型：16優(yōu)秀課件，精彩無限！2．л鍵：N2：以3對(duì)共用電子把兩個(gè)N原子結(jié)合在一起，N原子的外層電子構(gòu)型為2s22p3：，成鍵時(shí)用的是3個(gè)p軌道的未成對(duì)電子，而3個(gè)p軌道相互重疊，故，N2的成鍵如圖：其中，2Px～2px形成б鍵，2py～2py和2pz～2pz形成л鍵。且此三個(gè)л鍵相互垂直。（相互原子形成的л鍵比б鍵弱）。

二．共價(jià)鍵的鍵型：17優(yōu)秀課件，精彩無限！3．配位鍵：凡共用的一對(duì)電子由一個(gè)原子單獨(dú)提供的共價(jià)鍵叫做配位鍵，用“”表示。（從提供電子對(duì)原子接受電子原子）。配位鍵形成的條件：1，提供電子對(duì)的原子有孤對(duì)電子；2，接受電子對(duì)的原子有空軌道。如：

二．共價(jià)鍵的鍵型：18優(yōu)秀課件，精彩無限！CO：C原子：2S22P2O原子：2S22P4

如圖所示：假設(shè)c原子的2px，2py各有一未配對(duì)電子，2pz軌道是空的；而o原子的2px，2py各有一未成對(duì)電子，則2Py～2py形成л鍵；2Px～2px形成б鍵；2Pz～2pz形成配位鍵。故co分子結(jié)構(gòu)為：,這里的配位鍵應(yīng)是л鍵。

二．共價(jià)鍵的鍵型：19優(yōu)秀課件，精彩無限！又如：HNO3中這里的配位鍵應(yīng)是б鍵。二．共價(jià)鍵的鍵型：20優(yōu)秀課件，精彩無限！4.小結(jié)：一般，單鍵，單鍵均為б鍵，因均需沿核間聯(lián)系重疊才能滿足最大重疊條件；雙鍵中有一個(gè)б鍵，另一個(gè)為л鍵，三鍵中有一個(gè)б鍵，2個(gè)л鍵。二．共價(jià)鍵的鍵型：21優(yōu)秀課件，精彩無限！1.分子的空間構(gòu)型：共價(jià)鍵分子中的各原子在空間排列所構(gòu)成的幾何形狀叫做分子的空間構(gòu)型。分子的空間構(gòu)型直接關(guān)系到分子的極性。分子的空間構(gòu)型可用雜化軌道理論和價(jià)層電子子對(duì)互斥理論來解釋。三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

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2.雜化軌道理論的要點(diǎn)：例如：C原子的外層電子分布為2s2p2。即，按價(jià)鍵理論：則C原子只能形成兩個(gè)共價(jià)單鍵，且這兩個(gè)鍵相互垂直（鍵角900）。但實(shí)際，CH4，CCl4不但說明C原子能形成4個(gè)單鍵，且它們均為非極性原子，即4個(gè)單鍵完全等同，但空間成四面體分布。為了更好地說明這類問題，Pauling等人以價(jià)鍵理論為基礎(chǔ)，提出雜化軌道理論

三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

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2.雜化軌道理論的要點(diǎn)：其要點(diǎn)為：1.在形成分子時(shí)，中心原子地能級(jí)相近地原子軌道要打亂重組（雜化），形成能級(jí)相等的雜化軌道。2.n個(gè)原子軌道雜化，形成n個(gè)雜化軌道。3.雜化軌道與其它原子成鍵時(shí)，共用電子對(duì)間要采取排斥力最小的位置，以使分子系統(tǒng)的能量最低，分子最穩(wěn)定。三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

24優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

1）sp雜化：

s軌道與p軌道形成sp雜化軌道后，“＋”號(hào)部分增大，“—”號(hào)減小。當(dāng)它們與其它原子軌道重疊成鍵時(shí)，重疊得更多，形成的鍵更穩(wěn)定。

25優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

1）sp雜化：如CO2的C原子外層電子分布：2S22P2

即在CO2分子中，C原子生成2個(gè)б

鍵（決定其空間構(gòu)型），所以：吸收能量與放出能量幾乎同時(shí)進(jìn)行，且雜化軌道重疊更大，放出能量更多。26優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

1）sp雜化：所以CO2分子的空間構(gòu)型為直線型，如下圖所示：CO的結(jié)構(gòu)式為：O＝C＝O27優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

2）sp2雜化：如BF3，B原子外層電子分布：2S22P1(а為雜化軌道中含S的成分）θ＝120028優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

2）sp2雜化：如BF3，θ＝1200∴

BF3為平面正方形，如下圖所示：29優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：CH4、CCl4:

θ=109028`30優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：CH4、CCl4:CH4、CCl4為正四面體，如下圖所示：

31優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：CHCl3:CHCl3為四面體形：32優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：NH3(NF3):其中：1個(gè)電子的雜化軌道含s成分為：2/52個(gè)電子的雜化軌道含s成分為2×2/5＝4/5故此種雜化為不等性雜化。33優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：NH3(NF3):NH3(NF3)為三角雙錐空間構(gòu)型。由于有1個(gè)孤對(duì)電子，所以∠NHN由正面體的109028`壓縮到107018`（因孤對(duì)電子的排斥力比較大）。34優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：H2O(OF2):其中：1個(gè)電子的雜化軌道含s成分為：2/6=1/32個(gè)電子的雜化軌道含s成分為2×2/6＝2/3故此種雜化為不等性雜化。35優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

3）sp3雜化：H2O(OF2):根據(jù)以上分析，H2O(OF2)的空間構(gòu)型為“V”型?！螲OH由四面體的109028`壓縮到104030`36優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

4）sp3d雜化：如PCl5：P原子的外層電子分布：3S23P337優(yōu)秀課件，精彩無限！三．雜化軌道與分子的空間構(gòu)型：

3.雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型。

4）s