1、12.3 價(jià)鍵理論,0902班513宿,（Valence Bond Theory),主講人：丁雷,1927年海特勒(W. Heitler）和倫敦(F. W. London)首先將量子力學(xué)應(yīng)用到分子結(jié)構(gòu)中，1930年鮑林(L. Pauling)和德國物理學(xué)家斯萊特(J. C. Slater)有加以發(fā)展，建立了價(jià)鍵理論，簡稱VB理論（又稱電子配對理論）。進(jìn)一步闡明了價(jià)鍵本質(zhì)。,12.3.1共價(jià)鍵的本質(zhì)和特點(diǎn), R。 ,兩個(gè)氫原子在平衡距離處形成穩(wěn)定的氫分子，這種狀態(tài)稱為氫分子的基態(tài)。,降低能量成鍵,參與成鍵的兩個(gè)原子各自提供一個(gè)合適的軌道 在成鍵原子接近的時(shí)候，兩個(gè)軌道相互重疊形成屬于兩個(gè)原子的共

2、同軌道,+,+,+,+,+,+,+,+,原子接近時(shí)軌道重 疊(即波函數(shù)疊加),原子間共用自旋相反的 電子對使能量降低成鍵,共價(jià)鍵的本質(zhì),共價(jià)鍵的特點(diǎn),飽和性,共價(jià)鍵是由原子間軌道重疊原子共用電子對形成的，每種元素原子所能提供的成鍵軌道數(shù)和形成分子所需提供的未成對電子數(shù)是一定的，所以在共價(jià)分子中每個(gè)成鍵的總電子數(shù)或以單鍵鄰接的原子數(shù)目也一定。,氫原子形成氫分子的電子云描述,鍵,s-s 鍵,方向性,ClCl的p-p鍵的形成,HCl的s-p鍵的形成,鍵：成鍵時(shí)兩原子沿鍵軸(兩個(gè)原子核的聯(lián)線)方向，以“頭碰頭”的方式發(fā)生軌道重疊，軌道重疊的部分呈圓柱形對稱。,鍵：頭碰頭方式,+,+,+,+,+,+,-

3、,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,p-p鍵的形成,N2中p-p鍵和p-p鍵的形成過程,鍵：電子云對一個(gè)通過鍵軸、密度為零的平面呈對稱分布。,共價(jià)鍵飽和性和方向性根源？,思考,根據(jù)價(jià)鍵理論，共價(jià)鍵是原子間通過共用電子對（即電子云的重疊）所形成的化學(xué)鍵。共價(jià)鍵形成的本質(zhì)就是電子云的重疊，電子云重疊越多，分子越穩(wěn)定。兩個(gè)原子的未成對電子，只有自旋相反，才能配對形成一個(gè)共價(jià)鍵。所以共價(jià)鍵就具有飽和性和方向性。,價(jià)鍵理論的局限,CH4的幾何構(gòu)型 H2O的幾何構(gòu)型,sp1雜化,BeCl2為一直線型分子 Be He2s2,+,-,+,+,+,+,+,-,-,-

4、,sp2雜化 BF3為平面三角形分子 B He2s22p1,+,-,-,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,C原子基態(tài)電子排布軌道表示式,sp2雜化軌道的形成過程,120,C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式,sp3雜化,CH4為四面體形分子 C He2s22p2,Structure of H2O Molecule （不等性雜化）,2個(gè)H原子的1s軌道與O原子的2個(gè)單電子的sp3雜化軌道重疊，還余二對sp3雜化后的孤對電子。由于孤對電子的排斥作用，H-O-H鍵角被壓縮為104.28,Structure of NH3 Molecule （不等性雜化）,3個(gè)H原子的1s軌道與N原

5、子的3個(gè)單電子的sp3雜化軌道重疊，還余一對sp3雜化后的孤對電子。由于孤對電子的排斥作用，H-N-H鍵角被壓縮為107.28,PCl5的分子結(jié)構(gòu) P Ne3s23p33d0 sp3d雜化,SF6的分子結(jié)構(gòu) S Ne3s23p43d0 sp3d2雜化,乙烯分子C2H4,C原子的sp2雜化,乙炔分子C2H2,C原子sp雜化,乙烷、乙烯乙炔分子的鍵級、鍵長和鍵能的比較,某些共價(jià)鍵鍵能（kJ/mol) 鍵長 / pm (1pm=10-12m),雜化軌道的主要特征,雜化軌道具有確定的方向性,雜化軌道中s成分增加對鍵長和鍵能的影響,雜化軌道隨s成分增加鍵能增大鍵長減小 p sp3 sp2 sp,共振體的概念,NO2, NO3-, SO2, SO3等分子或離子中的單鍵和雙鍵的鍵長相等而且鍵長數(shù)值一般介于單、雙鍵鍵長之間的實(shí)驗(yàn)事實(shí) 19311933年P(guān)auling提出了共振體（resonance form）的概念 一些分子或離子的真實(shí)結(jié)構(gòu)實(shí)際上是兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)式的共振體。,有幾種合理的Lewis結(jié)構(gòu)，就可能有幾種共振體。 共振結(jié)構(gòu)概念反映了分子中電子的離域性,價(jià)鍵理論小結(jié),原子間軌道重疊，共用自旋相反的電子對，共價(jià)鍵具有飽和性和方向性。 原子內(nèi)能量相近的軌道可組