高中化學(xué)競(jìng)賽輔導(dǎo)無(wú)機(jī)化學(xué)8.1共價(jià)鍵與分子幾何構(gòu)型

1、第八章化學(xué)鍵和分子、晶體結(jié)構(gòu)ChaPter 8 ChemiCal BondSand StrUCtUreS OfMolecules & CryStaIS這一章是化學(xué)的核心，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。如白磷、紅磷的結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不同； 石墨、金剛石和 Go等的結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不同。這一章重點(diǎn)講授共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵 以及分子幾何構(gòu)型、金屬晶體、原子晶體和離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)。另外我們也討論分子間 的作用力以及對(duì)分子晶體的一些性質(zhì)的影響。 8-1共價(jià)鍵與分子幾何構(gòu)型Covale nt BondSand Molecular GeOmetriC StrUCtUre、經(jīng)典共價(jià)鍵理論（CIaSSiCaI Cova

2、le nt Bond TheOry） LeWiS StrUCtUre （OCtetRule）（八電子規(guī)則）1.基本思想：當(dāng)ns、np原子軌道充滿電子，會(huì)成為八電子構(gòu)型，該電子構(gòu)型是穩(wěn)定的，所以在共價(jià)分子中，每個(gè)原子都希望成為八電子構(gòu)型（H原子為2電子構(gòu)型）。2 共價(jià)分子中成鍵數(shù)和孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算：例如：P4S、HN3、N5、HbCN （重氮甲烷）、NO3計(jì)算步驟：a令no共價(jià)分子中，所有原子形成八電子構(gòu)型（ H為2電子構(gòu)型）所需要的電子總數(shù)b令nv共價(jià)分子中，所有原子的價(jià)電子數(shù)總和C .令s共價(jià)分子中，所有原子之間共享電子總數(shù)s = ov , s2 = （ onV） / 2 = 成數(shù)d.令l共

3、價(jià)分子中，存在的孤電子數(shù)。（或稱未成鍵電子數(shù)）i =vS , i2 = (vs)2 =孤對(duì)電子對(duì)數(shù)P4S3HNN5H2CNNQo7 8 = 562 + 3 8 =265 8 = 402 2 + 8 3 =284 8 = 32v4 5 + 3 6 =381 + 3 5 =165 51 =241 2 + 4 +5 2 = 165 + 6 3 + 1 =24s 2(5638)/2=9(26 16)/2=5(4024) /2 = 8(28 16)/2 =6(3224)/2 =43. LeWiS結(jié)構(gòu)式的書寫HN3 H-N = N = NH-N-N三N卜+HN三 N- N+ N5 N= N = N= N=

4、 NCHNb （重氮甲烷）-N三 N-N-N三 N ，N三 N-N=N=N : N 三 NN 三 NN：八,HC= N = N當(dāng)LeWiS結(jié)構(gòu)式不只一種形式時(shí)，如何來(lái)判斷這些LeWiS結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性呢？如HN可以寫出三種可能的 LeWiS結(jié)構(gòu)式，N5可以寫出四種可能的 LeWiS結(jié)構(gòu) 式，而重氮甲烷只能寫出兩種可能的LeWiS結(jié)構(gòu)式。4. LeWiS結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定性的判據(jù)形式電荷QF (formal charge )Q的由來(lái) 以Co為例n。= 28 = 16nv = 4 + 6 =10ns / 2 = (1610) / 2 = 3n / 2 = (106) / 2 = 4為了形成三對(duì)平等的共價(jià)鍵，

5、可以看作O原子上的一個(gè)價(jià)電子轉(zhuǎn)移給C原e子，即：-CXXOxr,所以氧原子的QF為+1,碳原子的QF為1。從這個(gè)X實(shí)例中可以看出：形式電荷與元素性質(zhì)沒有任何直接聯(lián)系，它是共價(jià)鍵形成的平等與否的 標(biāo)志。(2) QF的計(jì)算公式：QF =原子的價(jià)電子數(shù)鍵數(shù)2 =孤電子數(shù)1Q(O)= 632 = +1在CO中,Q(C) = 4 對(duì)于HN30 0 .+ -0 -20 + 0H-N=N=NHN三 NNHNN三N(I)(II)(III)形式(I)、(III)中形式電荷小，相對(duì)穩(wěn)定，而形式(II)中形式電荷高，而且相鄰兩原子之間的形式電荷為同號(hào)，相對(duì)不穩(wěn)定，應(yīng)舍去。Q F可以用另一個(gè)計(jì)算公式來(lái)求得：Q =鍵數(shù)

6、 特征數(shù)(特征數(shù)=8 價(jià)電子數(shù))對(duì)于缺電子化合物或富電子化合物，由于中心原子的價(jià)電子總數(shù)可以為6(BF3)、10(OPCl 3)、12 (SF 6)等，則中心原子的特征數(shù)應(yīng)該用實(shí)際價(jià)電子總 數(shù)(修正數(shù))減去其價(jià)電子數(shù)來(lái)計(jì)算。例如SR5中S的特征數(shù)不是2,而應(yīng)該是 6 (126 = 6 )。(3) 穩(wěn)定性的判據(jù)：a .在LeWiS結(jié)構(gòu)式中，QF應(yīng)盡可能小，若共價(jià)分子中所有原子的形式電荷均為 零，則是最穩(wěn)定的 LeWiS結(jié)構(gòu)式；b.兩相鄰原子之間的形式電荷盡可能避免同號(hào)。(4) 如果一個(gè)共價(jià)分子有幾種可能的LeWiS結(jié)構(gòu)式，那么通過(guò) Q的判斷，應(yīng)保留最穩(wěn)定和次穩(wěn)定的幾種LeWiS結(jié)構(gòu)式，它們互稱為

7、共振結(jié)構(gòu)。例如：H- N= N= NY * H- N- N N,互稱為HN的共振結(jié)構(gòu)式。5. LeWiS 結(jié)構(gòu)式的應(yīng)用( APPIiCatiOn Of LeWiS StrUCtUreS)(1) 可以判斷LeWiS結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性；例如：氰酸根離子 OCN比異氰酸根離子 ONC穩(wěn)定。(2) 可以計(jì)算多原子共價(jià)分子的鍵級(jí)；如上面的 H- Na) Nb) MC)中，(I)、(IIl) 兩個(gè)HNi共振結(jié)構(gòu)式可知：N(a) Nb)之間的鍵級(jí) =(1 +2)/ 2 = 3 / 2,N(b) NlC)之間的鍵級(jí)=(2+3) / 2 = 5 / 2,其C C鍵再如：GW (苯)的共振結(jié)構(gòu)式為級(jí)=(1 +2) /

8、 2 = 3/2(3)可以判斷原子之間鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短。鍵級(jí)越大，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短。在HN中，Na) Nb)的鍵長(zhǎng) Nb) NC)的鍵長(zhǎng),在GW中，C- C鍵的鍵長(zhǎng)都是一樣的，都可以通過(guò)鍵級(jí)來(lái)判斷。6 .特殊情況(SPeCiaI conditions)(1)對(duì)于奇電子化合物，如NQ,只能用特殊的方法表示:對(duì)于缺電子化合物，如 BF3： no = 48 = 32 , nv = 3 + 73 = 244BF3的LeWiS結(jié)構(gòu)式為:FFA B B -F FF F B F 的鍵級(jí)為(1+ 1 + 2) / 3 = 4 / 3中所有原子的形式電何為F0, B F的鍵級(jí)為1。這是由于B原子周圍是6電子構(gòu)型，所

9、以稱 BF3為缺電子化合物。 我們用修正no的方法重新計(jì)算no:no = 6 + 38 = 30，ns / 2 = (3024) / 2 = 3這樣就畫出了 BF3的最穩(wěn)定的LeWiS結(jié)構(gòu)式。所以 BFi共有4種共振結(jié) 構(gòu)，B F鍵級(jí)為14 / 3。(3) 對(duì)于富電子化合物，如OPC3、SF3等顯然也是采取修正 no的辦法來(lái)計(jì)算成鍵數(shù)；SF6：若當(dāng)作8電子構(gòu)型，則 no = 78 = 56 , m = 6 + 67 = 48ns / 2 = (5648) / 2 = 4 ,四根鍵是不能連接 6個(gè)F原子的， no = 12 + 68 = 60, ns / 2 = (6048) / 2 = 6,

10、SF 為正八面體的幾何構(gòu)型。POCl3： no = 58 = 40 , nv = 5 + 6 + 37 = 32 , ns / 2 = (4032)/ 2 = 4Cl, I _、，”，” LeWiS結(jié)構(gòu)式為： ”POQ,這種LeWiS結(jié)構(gòu)式中P原子周圍有8個(gè)價(jià)Cl Cl電子。但P原子周圍可以有10個(gè)價(jià)電子， no = 10 + 48 = 42Clns / 2 = (4232)/ 2 = 5 LeWiS 結(jié)構(gòu)式為：Po ,每ClCl個(gè)原子的QF都為零 P Cl 鍵級(jí)=1 , P-O鍵級(jí)=3 / 22如何確定中心原子的價(jià)電子“富”到什么程度呢？顯然中心原子周圍的總的價(jià)電子數(shù)等于中心原子本身的價(jià)電子

11、與所有 配位原子缺少的電子數(shù)之和。例如：XeF2、XeF4、XeOF、XeQ等化合物，它們都是富電子化合物XeF2： 8 + 12 = 10XeR: 8 + 14 = 12XeOF2： 8 + 2 + 12 = 12XeO4： 8+ 24 = 16所以中心原子價(jià)電子超過(guò)8的情況，要根據(jù)具體的配位原子種類與多少來(lái)確定。有些富電子化合物為什么可以不修正呢？當(dāng)配位原子數(shù)小于或等于鍵數(shù)時(shí)，可以不 修正，因?yàn)檫B接配位原子的單鍵已夠了。但中心原子周圍的配位原子數(shù)目超過(guò)4,必須要修正n。二、近代價(jià)鍵理論 (Modern Valence Band Theary )1 經(jīng)典價(jià)鍵理論遇到許多困難：兩個(gè)電子配對(duì)后，

12、為什么不相互排斥？在有些共價(jià)化合物中，中心原子周圍的價(jià)電子總數(shù)超過(guò)8,為什么仍然穩(wěn)定存在？ 根據(jù)靜電理論，原子核對(duì)成鍵電子對(duì)的吸引只具有共價(jià)鍵鍵能的5%那么大部分共價(jià)鍵的鍵能從何而來(lái)？經(jīng)典共價(jià)鍵理論不能解釋共價(jià)鍵的方向性和飽和性！Fig. 8.1 The PatentiaI energy depends on the distance between two hydrogen atoms2 .近代價(jià)鍵理論的內(nèi)容(1) 兩個(gè)原子形成一個(gè)共價(jià)鍵時(shí)，兩個(gè)原子必須各提供一個(gè)未成對(duì)電子(即 單電子)且它們的自旋方向相反。從 Hb)的能量圖(圖8.1 )中可知：Ha)n = 1 ，l = 0，mi = +

13、1/2Hb)n = 1 ， l = 0 ， m = 0 ， ms =b1/2 ,可以形成穩(wěn)定的 H (圖8.1中 線)。而兩個(gè)原子提供兩個(gè)自旋平行 的電子，由于它們之間永遠(yuǎn)是排斥 力，而不能形成分子(圖8.1中a線)。(2) 兩個(gè)原子形成共價(jià)鍵時(shí)，其成鍵軌道能量要相近。例如H2中1s1s軌道成鍵；HF中H的1s與F的2p軌道成鍵等。(3) 共價(jià)鍵的形成在盡可能的范圍內(nèi)一定要采取在電子云密度最大方向上的重疊(即獲得最大的鍵能，使分子處于最穩(wěn)定的狀態(tài))解決了共價(jià)鍵的方向性。但必須注意的是，由于S電子云是球形對(duì)稱的，所以S-S形成的共價(jià)鍵無(wú)方向性。3 .共價(jià)鍵的特點(diǎn)(1) 飽和性：一個(gè)原子有幾個(gè)未成

14、對(duì)電子，就可以和幾個(gè)自旋相反的電子配 對(duì)，形成共價(jià)鍵。(2) 方向性：S- p、P p、P- d原子軌道的重疊都有方向性。(3) 共價(jià)鍵的類型a.鍵：沿著鍵軸的方向，發(fā)生頭碰頭”原子軌道的重疊而形成的共價(jià)鍵，稱為 鍵。b.鍵：原子軌道以“肩碰肩”的方式發(fā)生重疊而形成的共價(jià)鍵，稱POSitiVe*JLxoverlap(刃r 孤對(duì)電子對(duì)雙鍵 孤對(duì)電子對(duì)單鍵 雙鍵雙鍵 雙鍵單鍵 單鍵單鍵90(I)(II)(III)孤對(duì)電子對(duì)孤對(duì)電子對(duì)010孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子對(duì)634成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)022所以構(gòu)型（III）是最穩(wěn)定，即孤對(duì)電子對(duì)放在平面內(nèi)，ClF3的幾何構(gòu)型為T型。我們把所有分子的雜化類型和幾何構(gòu)

15、型總結(jié)于下表：雜化類型SP2SP3SP分子類型ABABABEABABEABE2分子幾何構(gòu)型直線型平面三角形V型正四面體三角錐型V型實(shí)COBFBSQXeONC3HbO例CSNPC2ONClCC4Asf0F雜化類型3SP d3 2SP d分子類型ABABEABEABE3ABABE分子幾何構(gòu)型三角雙 錐歪四面 體T型直線正八面 體四方錐平面四 方實(shí) 例PC5AsCl 5TeC4SC4CF3XeOF13XeF2SF3PC6XeOFIF 5XeF4IF46 .鍵角的討論(1) 不同的雜化類型，鍵角不同。(2) 在相同的雜化類型條件下，孤對(duì)電子對(duì)越多，成鍵電子對(duì)之間的鍵角越小。例如：CH4、NH、H20,

16、鍵角越來(lái)越小。(3) 在相同的雜化類型和孤對(duì)電子對(duì)條件下，a中心原子的電負(fù)性越大 ，成鍵電子對(duì)離中心原子越近，成鍵電子對(duì)之間距離變小，排斥力增大，鍵角變大。例如：NH3、PH3、AsH3,中心原子電負(fù)性減小，鍵角越來(lái)越小。b配位原子的電負(fù)性越大，鍵角越小。例如NH3中的 HNH大于NF3中的 FNFO大于120oHHC.雙鍵、叁鍵的影響：由于叁鍵一叁鍵之間的排斥力雙鍵一雙鍵之間的排斥力 雙鍵一單鍵之間的排斥力 單鍵一單鍵之間的排斥力。7. d Pn鍵的討論(1) 以H3P0為例，說(shuō)明d Pn鍵的形成 在(H0)3PO中P原子采取sp3雜化，P原子中3個(gè)sp3雜化軌道中的3個(gè)單電子與 OH基團(tuán)形

17、成三個(gè) 鍵，第四個(gè)sp3雜化軌道上的孤對(duì)電子對(duì)必須占有0原子的空的2p軌道。而基態(tài)氧原子 2p軌道上為、I1子對(duì)，0原子只好重排,沒有空軌道，但為了容納2p軌道上電子而空P軌道P原子上的孤對(duì)電來(lái)容納P原子的孤對(duì)電子對(duì)，形成 P :一 0的配鍵。氧原子2p軌道上的孤對(duì)電子對(duì)反過(guò)來(lái)又可以占有 P原子的3d空軌道，這兩 個(gè)p d軌道只能“肩并肩”重疊，形成 n鍵，稱為d Pn鍵。所以P、0之間 的成鍵為 P ： -0 (個(gè)配鍵，兩個(gè)d P n配鍵)，相當(dāng)于 P= 0。許多教科書上把 H3PC4的結(jié)構(gòu)式表示為：HOHOHO P=O 或HOPAOHOHO(a) 可以解釋共價(jià)分子幾何構(gòu)型(SiH3)3N與

18、(CH3)3N有不同的幾何構(gòu)型，前者為平面三角形，后者為三角錐型。這是由于在(SiH3)3N中N原子可以采取sp2雜化，未雜化的2p軌道(有一對(duì)孤對(duì)電子對(duì))可以“肩并肩”地與Si原子的3d空軌道重疊而形成d P 鍵，使平面三角形結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定。(CH3)3N中的C原子不存在d價(jià)軌道，所以N原子必須采取sp3雜化，留給孤對(duì)電子對(duì)以合適的空間。(b) 可以解釋LeWiS堿性的強(qiáng)弱比較 H3C- O CH與H3Si O CH的堿性，前者的堿性 強(qiáng)于后者的堿性。這也是由于在 HSi Q- CH中O原子上的孤對(duì)電子對(duì)可以 占有Si原子的3d空軌道，形成d Pn鍵，從而減弱了 Q原子的給出電子對(duì) 能力，使得

19、后者的LeWiS堿性減弱。(G)可以解釋鍵角的變化對(duì)于 NH與 NF, HNH FNF,而對(duì)于 PH與 PF3, HPI E 1s，所以1；稱 Is為反鍵的分子軌道，用；s表示。(4) 因此由原子軌道線性組合成分子軌道時(shí)，有一半是成鍵分子軌道，另一半是反鍵分子軌道。He2H&電子構(gòu)型(1s)1(1s)2(1s)2(1*s)1(1s)2( 1s)鍵級(jí)1/211/20鍵型單電子鍵鍵三電子鍵一鍵級(jí)=(成鍵軌道電子數(shù)反鍵軌道電子數(shù)) 2分子軌道的電子排布也遵循多電子原子核外電子的排布規(guī)則。Molecular OrbitaI en ergy level diagram for3 同核雙原子分子的分子軌道

20、能級(jí)圖(hom o-nu clear diatomic moleculesF2分子(1) OG、Nb分子2、E 2P V E 2PE 2P E 2PB2*OZ一* *x+ +卄卄* * x卄卄#卄卄卄 + +卄卄卄卄OS卄*卄卄卄卄*卄22C226Q分子的鍵級(jí)C2分子的鍵級(jí)2 2鍵型為一個(gè) 鍵、兩個(gè)三電子 有兩個(gè)單電子，所以是順磁性。鍵。鍵型為兩個(gè)鍵。沒有單電子，所以是反磁性。0 2 分子的分子軌道表示式為：(1s)2( 1*s)2( 2s)2( 2s)2( 2p)2( 2p)4( 2pf 或者：KK( 2s)2( 2s)2( 2p)2( 2p)4( ；p)4 .異核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖

21、( MoleCUIar OrbitaI energy level diagram forhetero-nu clear diatomic molecules)HF分子軌道能級(jí)圖:(1) NO分子軌道能級(jí)圖：2 J- J- -U 2p一- 2P斗井1 4 2sr 3 2sj 2 +-1 1SNQ O4 Inon1 1s4rir2 non2s4r4r1 non1sHFF-32pNO 分子軌道表示式:(1HF 分子軌道表示式:(1)(2 )2(3 )2(4 )2(1 non)2(2 non)2(3 )2(1)4(5 )2(2non)4)1Fig. 8.3 The angular distributi

22、On diagram of a bonding (ns) and an tib Onding( ns) molecular OrbitaINO NO、nO+和NO等物種的鍵級(jí)與鍵型如下:NONOnO+NO鍵級(jí)2.532.52一個(gè)鍵，一個(gè) 一個(gè)鍵，一個(gè)單電子 一個(gè)鍵，鍵型鍵，二個(gè)鍵鍵，二個(gè)三電子 鍵一個(gè)三電子 鍵二個(gè)鍵5 各種類型分子軌道的角度分布圖y antbondmgj.n bondingFig. 8.4 The angular distribution diagram Of a bonding (np) and antibOnding( np) molecular OrbitaI7antb

23、oding bondingnp) and an tib OndingFig. 8.5 The angular distribution diagram of a bonding ( np) molecular OrbitaI四、鍵參數(shù) (Bond References )1 .鍵能(Bond energies)E 共價(jià)鍵強(qiáng)弱的標(biāo)志(1)定義：在298.15k和10OkPa下，1mol理想氣體分子拆成氣態(tài)原子所吸收的能量稱為鍵的離解能，以符號(hào) D表示。例如：Cl 2(g) 2Cl(g)De ci)= 239.7kJ mol。對(duì)于雙原子分子來(lái)說(shuō)，其離解能就是該氣態(tài)分子中共價(jià)鍵的鍵能E,例如Eel-

24、el) = Delel),而對(duì)于兩種元素組成的多原子分子來(lái)說(shuō)，可取離解能的平均值作為鍵能。例如，NH分子有三個(gè)等價(jià)的N- H鍵，但每個(gè)N H鍵因離解的先后次序不同，而具有不同的離解能。NH 3(g)A NH(g)D = 427 kJ mol 11NH 2(g)A NH(g) + H(g)D = 375 kJ mol1NH(g)A N(g) + H(g)D3 = 356 kJ mol NH 3(g) N(g) + 3H(g)D 總=D + D + D3 = 1158kJ mol 1在NH分子中N- H鍵的離解能就是三個(gè)等價(jià)鍵的平均離解能。E(N- H) = ( D + Db + D3 ) / 3

25、 = 1158 / 3= 386 kJ mol所以鍵能也稱為平均離解能。(2)鍵能與 ff的關(guān)系可以通過(guò)熱力學(xué)循環(huán)來(lái)建立等式。SamPIe exercise :已知：kJ mol 1C(S) + 2H 2(g)A CbKg) + H 2(g)f Hm ,CH4(g) =74.82434.7 kJ2(g) mol 1” H(g) + H(g)C(S)sHA C(g)1m ,C(S) = 719.0 kJ molSolUti OnC(S) +2H 2(g)sH m,C(s)CH 4(g)fHm,CH 4(g)2D(H- H)4E(C-H)C(g) +4H(g)試求CH4(g)中C- H的鍵能 H

26、m,CH4 (g)sH m,C(S)2 D(H H) 4E(CH)E(C H) AsH m,C(S)2D(H H) H m,CH 4(g)41 mol1 (719 2 434.7 74.82) = 415.8 kJ(3)(4)2 .鍵長(zhǎng)，(1) 距)。The bond4通常鍵能越大，鍵越牢固，由這樣的鍵構(gòu)成的分子也就越穩(wěn)定。通常鍵能數(shù)據(jù)是通過(guò)熱化學(xué)法(如上例)或光譜法測(cè)定。Bond Iengths )定義：分子中兩個(gè)相鄰的原子核之間的平均距離，稱為鍵長(zhǎng)(或核間Iength is defined as the distancebetween the nucleiof the atoms in v

27、olved in the bond.(2) 理論上用量子力學(xué)近似的方法可以算出鍵長(zhǎng)，實(shí)際上對(duì)于復(fù)雜分子往往通 過(guò)光譜或X射線衍射等實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定鍵長(zhǎng)。(3) 鍵長(zhǎng)與鍵的強(qiáng)度(即鍵能)有關(guān)，即鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短。3 .鍵角(Bond angles )(1) 定義：在分子中，鍵與鍵之間的夾角，稱為鍵角。The an gles made by the IineS joi ning the nu clei of the atoms in the molecule.(2) 鍵長(zhǎng)和鍵角確定了，分子的幾何構(gòu)型就確定了。The bond an gles of adefine the SiZemolecule,

28、 together With the bond Iengths,accuratelyand ShaPe of the molecule.We Can USe the4 .鍵的極性(Bond polarity )(1)我們可以用兩個(gè)原子電負(fù)性的差值來(lái)表示的鍵的極性。differe nce in electr On egativity betwee n two atoms to gauge the polarityof the bonding betwee nthem. Forexample :SPeCieSF2HFLiFEIeCtrO negativity differe nce4.04.0 =

29、 04.02.1=1.94.01.0 = 3.0TyPe of bondnon-Polarcovale ntpolar covale ntionic(2)成鍵原子的電負(fù)性差值越大,鍵的極性越大。(3)鍵的極性是有方向的，如NH或 NF,是從正電荷指向負(fù)電荷。五、分子之間的作用力(In termolecular ForCeS )1.由共價(jià)鍵組成的分子，其分子之間是靠分子間的相互作用力連接的。2 共價(jià)分子的分類口 (1)非極性分子由非極性鍵組成的共價(jià)分子稱為非極性分子，例如同核雙原子分子；或者由極性鍵構(gòu)成但幾何構(gòu)型對(duì)稱的共價(jià)分子也稱為非極性分，例如C(OO(2)極性分子由極性鍵構(gòu)成的，且鍵的極性不

30、能抵消的共價(jià)分子稱為極性分子。3 .分子極性大小的量度偶極矩(dipole moment ) ( )(1) 是一個(gè)矢量，既有大小，又有方向。大小 = q ?d,單位為德拜(Debye)。方向從正指向負(fù)。1 Debye = 3.336 10 C?m(2) 對(duì)于雙原子分子，鍵的極性越大，分子的極性越大。(JtotalH H + HNH3(IOtaI4 .分子間的相互作用力(Van der Waals forces )IHH2： =0CQ = 0.112NQ =0.159HI:=0.448HBr = 0.828HCl = 1.09HF:=1.827(3)對(duì)于多原子分子，特別是中心原子上存在孤對(duì)電子對(duì)

31、的分子，其極性要通過(guò)分析討論來(lái)確定。例如：CQ: = 0 Q C- Q SCQThree types of in termolecular attractive forces are known to existbetween neutral molecules : dipole-dipole forces, London dispersion force, and hydrogen bonding forces. TheSe forces are also called Van der Waals forces.(1) 取向力(OrientatiOn force )a.永久偶極(Perman

32、ent dipole )極性分子的正、負(fù)電荷重心本來(lái)就不重合，始終存在著一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極，極性分子的這種固有的偶極，稱為 永久偶極。b.當(dāng)兩個(gè)極性分子相互接近時(shí)，一個(gè)分子帶負(fù)電荷的一端要與另一個(gè)分子帶正電荷的一端接近，這樣就使得極性分子有按一定方向排列的趨勢(shì)，因而 產(chǎn)生分子間引力，稱為取向力。C.極性分子之間，離子與極性分子之間的相互作用力就是取向力，即取向力存在于永久偶極之間或離子與永久偶極之間。(2) 誘導(dǎo)力(induction force)a.誘導(dǎo)偶極(induced dipole)本來(lái)分子中正、負(fù)電荷的重心重合在一起，由于帶正電荷的核被引向負(fù)電極而使電子云被引向正電極，結(jié)果電子云 和

33、核發(fā)生相對(duì)的位移，分子發(fā)生了變形，電荷重心分離，導(dǎo)致非極性分子在外 電場(chǎng)(或在極性分子、離子)中產(chǎn)生偶極，這種偶極稱為誘導(dǎo)偶極。b.應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)外電場(chǎng)消失時(shí)，誘導(dǎo)偶極就消失，分子又重新變成非極性分子。C.由誘導(dǎo)偶極產(chǎn)生的分子間作用力，稱為誘導(dǎo)力。d.誘導(dǎo)力不僅存在于非極性分子與極性分子之間，也存在于極性分子本身之間。(3) 色散力(dispersion force )a.瞬時(shí)偶極(inStantaneous dipole)由于每個(gè)分子中的電子不斷運(yùn)動(dòng)和原子核的不斷振動(dòng)，可以發(fā)生瞬時(shí)的電子與原子核的相對(duì)位移，造成正、 負(fù)電荷重心的分離，這樣產(chǎn)生的偶極稱為瞬時(shí)偶極。b.這種瞬時(shí)偶極也會(huì)誘導(dǎo)鄰近的分子產(chǎn)生瞬時(shí)偶極。C.由于