基礎(chǔ)化學(xué)（第3版）課件：第十一章 共價(jià)鍵和分子間力

1、第十一章第十一章 共價(jià)鍵和分子間作用力共價(jià)鍵和分子間作用力 1. 現(xiàn)代價(jià)鍵理論現(xiàn)代價(jià)鍵理論 2. 雜化軌道理論雜化軌道理論 3. 分子軌道理論分子軌道理論 4. 分子間作用力分子間作用力 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力2 分子或晶體中相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相分子或晶體中相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相 互作用力稱為化學(xué)鍵互作用力稱為化學(xué)鍵(chemical bond)。 離子鍵離子鍵 原子間作用力：化學(xué)鍵原子間作用力：化學(xué)鍵 共價(jià)鍵共價(jià)鍵 金屬鍵金屬鍵 取向力取向力 范德華力范德華力 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力 分子間作用力分子間作用力 色散力色散

2、力 氫鍵氫鍵 第一節(jié)第一節(jié) 現(xiàn)代價(jià)鍵理論現(xiàn)代價(jià)鍵理論 1. 共價(jià)鍵的本質(zhì)共價(jià)鍵的本質(zhì) 2. 價(jià)鍵理論的要點(diǎn)價(jià)鍵理論的要點(diǎn) 3. 共價(jià)鍵的類型共價(jià)鍵的類型 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力4 1916年年 ， Lewis提出了經(jīng)典的共價(jià)鍵理論。提出了經(jīng)典的共價(jià)鍵理論。 1927年，年，Heitler和和London 應(yīng)用量子力學(xué)處理應(yīng)用量子力學(xué)處理H2分分 子結(jié)構(gòu)才揭示了共價(jià)鍵的本質(zhì)。子結(jié)構(gòu)才揭示了共價(jià)鍵的本質(zhì)。 1931年，年，Pauling 和和 Slater 建立起現(xiàn)代價(jià)鍵理論和建立起現(xiàn)代價(jià)鍵理論和 雜化軌道理論。雜化軌道理論。 1932年

3、，年，Muiliken 和和Hund 提出了分子軌道理論。提出了分子軌道理論。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力5 一、氫分子的形成和共價(jià)鍵的本質(zhì)一、氫分子的形成和共價(jià)鍵的本質(zhì) -458 74核核間間距距/pm 基基態(tài)態(tài) 排排斥斥態(tài)態(tài) 0 E /(kJ mol-1) 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力6 共價(jià)鍵的本質(zhì)是電性的，但因這種結(jié)合力是兩核間共價(jià)鍵的本質(zhì)是電性的，但因這種結(jié)合力是兩核間 的電子云密集區(qū)對兩核的吸引力，成鍵的這對電子是圍的電子云密集區(qū)對兩核的吸引力，成鍵的這對電子是圍 繞兩個(gè)原

4、子核運(yùn)動的，只不過在兩核間出現(xiàn)的概率大而繞兩個(gè)原子核運(yùn)動的，只不過在兩核間出現(xiàn)的概率大而 已，而不是正、負(fù)離子間的庫侖引力，所以它不同于一已，而不是正、負(fù)離子間的庫侖引力，所以它不同于一 般的靜電作用。般的靜電作用。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力7 （一）共價(jià)鍵的形成條件：兩個(gè)原子接近時(shí)，只有（一）共價(jià)鍵的形成條件：兩個(gè)原子接近時(shí)，只有 自旋方向相反的單電子可以相互配對（兩原子軌道重自旋方向相反的單電子可以相互配對（兩原子軌道重 疊），使電子云密集于兩核間，系統(tǒng)能量降低，形成穩(wěn)疊），使電子云密集于兩核間，系統(tǒng)能量降低，形成穩(wěn) 定的共價(jià)鍵。定

5、的共價(jià)鍵。 （二）共價(jià)鍵的飽和性：自旋方向相反的單電子配（二）共價(jià)鍵的飽和性：自旋方向相反的單電子配 對形成共價(jià)鍵后，就不能再和其他原子中的單電子配對。對形成共價(jià)鍵后，就不能再和其他原子中的單電子配對。 所以，每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中所以，每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中 的單電子數(shù)目。這就是共價(jià)鍵的飽和性。的單電子數(shù)目。這就是共價(jià)鍵的飽和性。 二、現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)二、現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn) 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力8 （三）共價(jià)鍵的方向性：（三）共價(jià)鍵的方向性： 成鍵時(shí)，兩原子軌道重疊成鍵時(shí)，兩原子軌道重疊 愈多

6、，兩核間電子云愈密集，形成的共價(jià)鍵愈牢固，這愈多，兩核間電子云愈密集，形成的共價(jià)鍵愈牢固，這 稱為原子軌道最大重疊原理。據(jù)此，共價(jià)鍵的形成將盡稱為原子軌道最大重疊原理。據(jù)此，共價(jià)鍵的形成將盡 可能沿著原子軌道最大程度重疊的方向進(jìn)行?？赡苎刂榆壍雷畲蟪潭戎丿B的方向進(jìn)行。 原子軌道中，除原子軌道中，除 s 軌道呈球形對稱外，軌道呈球形對稱外，p、d等軌道等軌道 都有一定的空間取向，它們在成鍵時(shí)只有沿一定的方向都有一定的空間取向，它們在成鍵時(shí)只有沿一定的方向 靠近達(dá)到最大程度的重疊，才能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，這靠近達(dá)到最大程度的重疊，才能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，這 就是共價(jià)鍵的方向性。就是共價(jià)鍵的方向性。

7、 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力9 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力10 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力11 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力12 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力13 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力14 （三）共價(jià)鍵的類型（三）共價(jià)鍵的類型 按原子軌道重疊方式不同共價(jià)鍵有按原

8、子軌道重疊方式不同共價(jià)鍵有鍵、鍵、鍵兩種類鍵兩種類 型。型。 鍵鍵(sigma bond)的形成方式：是兩個(gè)原子的原子軌的形成方式：是兩個(gè)原子的原子軌 道沿著鍵軸方向以道沿著鍵軸方向以“頭碰頭頭碰頭”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。的方式重疊形成的共價(jià)鍵。 鍵的特點(diǎn)：軌道重疊部分沿鍵軸呈圓柱型對稱分鍵的特點(diǎn)：軌道重疊部分沿鍵軸呈圓柱型對稱分 布。布。 鍵的類型：鍵的類型：s-s、px-s、px-px。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力15 + x + px-s s-s px-px + x + + x + s s px s px px 2021年年7月月

9、5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力16 鍵（鍵（pi bond）的形成方式：是兩個(gè)原子的原子軌的形成方式：是兩個(gè)原子的原子軌 道沿鍵軸方向以道沿鍵軸方向以“肩并肩肩并肩”的方式重疊形成的共價(jià)鍵。的方式重疊形成的共價(jià)鍵。 鍵的特點(diǎn)：軌道重疊部分垂直于鍵軸呈鏡面反對鍵的特點(diǎn)：軌道重疊部分垂直于鍵軸呈鏡面反對 稱分布稱分布。 鍵的類型：鍵的類型： pypy、pzpz 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力17 x + py-py + yy 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力18

10、x + pz-pz + zz 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力19 （一）相同點(diǎn)：它們都是共價(jià)鍵；（一）相同點(diǎn)：它們都是共價(jià)鍵； （二）不同點(diǎn)：（二）不同點(diǎn)： 1. 重迭方向與方式不同。重迭方向與方式不同。鍵沿鍵軸方向，以鍵沿鍵軸方向，以“頭碰頭碰 頭頭”方式重迭。方式重迭。鍵，原子軌道對稱軸相互平行，以鍵，原子軌道對稱軸相互平行，以“肩肩 并肩并肩”方式發(fā)生軌道重迭。方式發(fā)生軌道重迭。 2. 形狀不同。形狀不同。鍵圓柱形對稱。鍵圓柱形對稱。鍵，通過鍵軸的一鍵，通過鍵軸的一 個(gè)節(jié)面，上下形狀對稱（互為反對稱）。個(gè)節(jié)面，上下形狀對稱（互為反對稱）

11、。 3. 重迭程度不同。重迭程度不同。鍵重迭程度大。鍵重迭程度大。鍵重迭程度小。鍵重迭程度小。 4. 鍵能不同。鍵能不同。鍵鍵能大，鍵鍵能大，鍵鍵能小。鍵鍵能小。 鍵與鍵與鍵的比較：鍵的比較： 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力20 5. 反應(yīng)性能不同。反應(yīng)性能不同。鍵穩(wěn)定，而鍵穩(wěn)定，而鍵不太穩(wěn)定，比較鍵不太穩(wěn)定，比較 活潑?；顫姟?6. 鍵可單獨(dú)存在，組成分子的鍵可單獨(dú)存在，組成分子的 “骨架骨架”。鍵不鍵不 能單獨(dú)存在，只能與能單獨(dú)存在，只能與鍵同時(shí)存在于共價(jià)雙鍵和叁鍵中。鍵同時(shí)存在于共價(jià)雙鍵和叁鍵中。 共價(jià)分子中若僅有單鍵，那必然是共價(jià)分子

12、中若僅有單鍵，那必然是鍵，若鍵，若 存存 在雙鍵或在雙鍵或 三鍵，其中除三鍵，其中除1個(gè)個(gè) 鍵外，其余均是鍵外，其余均是 鍵。鍵。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力21 在在N2分子中，有一個(gè)分子中，有一個(gè)鍵鍵 ，有兩個(gè)相互垂直的，有兩個(gè)相互垂直的 鍵鍵 和和 。 p -p yy p -p yy p -p zz N： 1s2 2s2 2px 2py 2pz N： 1s2 2s2 2px 2py 2pz 1 1 1 1 1 1 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力22 2021年年7月月5日星期一日星

13、期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力23 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力24 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力25 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力26 y z x y z 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力27 N N 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力28 x y z 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間

14、力共價(jià)鍵和分子間力29 （二）正常共價(jià)鍵和配位共價(jià)鍵（二）正常共價(jià)鍵和配位共價(jià)鍵 如果共價(jià)鍵是由成鍵兩原子各提供如果共價(jià)鍵是由成鍵兩原子各提供1個(gè)電子配對成個(gè)電子配對成 鍵的，稱為正常共價(jià)鍵，如鍵的，稱為正常共價(jià)鍵，如H2、O2、HCl等分子中的共等分子中的共 價(jià)鍵。價(jià)鍵。 如果共價(jià)鍵的形成是由成鍵兩原子中的一個(gè)原子單如果共價(jià)鍵的形成是由成鍵兩原子中的一個(gè)原子單 獨(dú)提供電子對進(jìn)入另一個(gè)原子的空軌道共用而成鍵獨(dú)提供電子對進(jìn)入另一個(gè)原子的空軌道共用而成鍵,這種這種 共價(jià)鍵稱為共價(jià)鍵稱為配位共價(jià)鍵配位共價(jià)鍵(coordinate covalent bond), 簡稱簡稱 配位鍵配位鍵(coordin

15、ation bond)。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力30 配位鍵用配位鍵用“” 表示，箭頭從提供電子對的原子指表示，箭頭從提供電子對的原子指 向接受電子對的原子。向接受電子對的原子。 例如，在例如，在CO分子中分子中: 一個(gè)一個(gè) 鍵：鍵： ，二個(gè)，二個(gè) 鍵：鍵： 、 。所以，。所以， 在在CO分子中存在著三個(gè)共價(jià)鍵。分子中存在著三個(gè)共價(jià)鍵。 C：1s2 2s2 2px 2py 2pz O： 1s2 2s2 2px 2py 2pz 2 1 1 1 1 pp xx pp yy pp zz C + O C O 2021年年7月月5日星期一日星期

16、一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力31 形成配位鍵必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：形成配位鍵必須同時(shí)具備兩個(gè)條件： 一個(gè)成鍵原子的價(jià)電子層有孤對電子；另一個(gè)成鍵一個(gè)成鍵原子的價(jià)電子層有孤對電子；另一個(gè)成鍵 原子的價(jià)電子層有空軌道。原子的價(jià)電子層有空軌道。 配位鍵的形成方式雖和正常共價(jià)鍵不同，但形成以配位鍵的形成方式雖和正常共價(jià)鍵不同，但形成以 后，兩者是沒有區(qū)別的。后，兩者是沒有區(qū)別的。 考慮到配位鍵，價(jià)鍵理論中成鍵條件和共價(jià)鍵的數(shù)考慮到配位鍵，價(jià)鍵理論中成鍵條件和共價(jià)鍵的數(shù) 目還應(yīng)包括：目還應(yīng)包括： 1. 孤對電子和空軌道也可以形成共價(jià)鍵；孤對電子和空軌道也可以形成共價(jià)鍵； 2. 共價(jià)鍵

17、的數(shù)目也包括形成配位鍵的數(shù)目。共價(jià)鍵的數(shù)目也包括形成配位鍵的數(shù)目。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力32 【例例10-1】試用價(jià)鍵理論說明試用價(jià)鍵理論說明N2和和CH4分子中共價(jià)分子中共價(jià) 鍵的形成，寫出分子的路易斯結(jié)構(gòu)，判斷共價(jià)鍵的鍵類鍵的形成，寫出分子的路易斯結(jié)構(gòu)，判斷共價(jià)鍵的鍵類 型和極性。型和極性。 【解解】價(jià)鍵理論是用自旋相反單電子配對、原子軌價(jià)鍵理論是用自旋相反單電子配對、原子軌 道重疊說明共價(jià)鍵的形成，因此，寫出原子的電子組態(tài)，道重疊說明共價(jià)鍵的形成，因此，寫出原子的電子組態(tài)， 就可以判斷原子中有無單電子、有多少單電子、能形成就可

18、以判斷原子中有無單電子、有多少單電子、能形成 多少個(gè)共價(jià)鍵。雙原子分子中若是多少個(gè)共價(jià)鍵。雙原子分子中若是1個(gè)單鍵，即為個(gè)單鍵，即為鍵；鍵； 若是重鍵則是一個(gè)若是重鍵則是一個(gè)鍵，其余為鍵，其余為健。多原子分子由此類健。多原子分子由此類 推。根據(jù)兩個(gè)成鍵原子電負(fù)性差，判斷共價(jià)鍵的極性。推。根據(jù)兩個(gè)成鍵原子電負(fù)性差，判斷共價(jià)鍵的極性。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力33 N2分子中分子中N原子的價(jià)電子組態(tài)為原子的價(jià)電子組態(tài)為2s22p3，有，有3個(gè)單個(gè)單 電子，按價(jià)鍵理論，電子，按價(jià)鍵理論，2個(gè)個(gè)N原子接近時(shí)，自旋相反的單電原子接近時(shí)，自旋相反的

19、單電 子兩兩配對形成叁鍵，即一個(gè)子兩兩配對形成叁鍵，即一個(gè)2px2px鍵、兩個(gè)鍵、兩個(gè)2py 2py、2pz2pz鍵。鍵。N2分子中再無單電子。因?yàn)槭欠肿又性贌o單電子。因?yàn)槭?同種雙原子分子，所以同種雙原子分子，所以N2中是非極性共價(jià)鍵。中是非極性共價(jià)鍵。 CH4分子中分子中C原子的價(jià)層電子組態(tài)為原子的價(jià)層電子組態(tài)為2s22p2，有，有2 個(gè)單電子，按價(jià)鍵理論，個(gè)單電子，按價(jià)鍵理論，C原子只能形成原子只能形成2個(gè)共價(jià)鍵，因此個(gè)共價(jià)鍵，因此 不能解釋不能解釋C原子如何形成原子如何形成4個(gè)共價(jià)單鍵和個(gè)共價(jià)單鍵和CH4分子存在的事分子存在的事 實(shí)。實(shí)。 第二節(jié)第二節(jié) 雜化軌道理論雜化軌道理論 1.

20、雜化軌道理論雜化軌道理論 2. 雜化軌道類型與分結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系雜化軌道類型與分結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系 3. 等性雜化與不等性雜化等性雜化與不等性雜化 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力35 價(jià)鍵理論說明了共價(jià)鍵的形成、本質(zhì)和特征，但不價(jià)鍵理論說明了共價(jià)鍵的形成、本質(zhì)和特征，但不 能解釋多原子分子構(gòu)型和一些共價(jià)分子的形成。能解釋多原子分子構(gòu)型和一些共價(jià)分子的形成。 分子構(gòu)型分子構(gòu)型(molecular geometry)是共價(jià)分子中各原子是共價(jià)分子中各原子 在空間排列構(gòu)成的幾何形狀。分子構(gòu)型對分子的物理性在空間排列構(gòu)成的幾何形狀。分子構(gòu)型對分子的物理性 質(zhì)

21、、化學(xué)性質(zhì)及生物活性都有重要影響。為了從理論上質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及生物活性都有重要影響。為了從理論上 說明分子構(gòu)型，說明分子構(gòu)型，1931年美國化學(xué)家年美國化學(xué)家L. Pauling 等人以價(jià)鍵等人以價(jià)鍵 理論為基礎(chǔ)，根據(jù)電子具有波動性、波可以疊加的原理，理論為基礎(chǔ)，根據(jù)電子具有波動性、波可以疊加的原理， 提出了雜化軌道理論提出了雜化軌道理論(hybrid orbitals theory)。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力36 （一）形成分子時(shí)，因原子之間相互影響，同一原（一）形成分子時(shí)，因原子之間相互影響，同一原 子內(nèi)能量相近的不同類型的子內(nèi)能量

22、相近的不同類型的n 個(gè)價(jià)原子軌道混合重組個(gè)價(jià)原子軌道混合重組,重重 新分配能量和確定空間方向，產(chǎn)生新分配能量和確定空間方向，產(chǎn)生n個(gè)新的原子軌道。個(gè)新的原子軌道。 這一過程稱為雜化這一過程稱為雜化(hybridization)，雜化形成的新原子雜化形成的新原子 軌道稱為雜化軌道軌道稱為雜化軌道(hybrid orbital)。 一、一、 雜化軌道理論的要點(diǎn)雜化軌道理論的要點(diǎn) 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力37 （二）雜化軌道形狀不同于原純原子軌道形狀，（二）雜化軌道形狀不同于原純原子軌道形狀， 雜化軌道的角度分布在某個(gè)方向的值比雜化前的大得雜

23、化軌道的角度分布在某個(gè)方向的值比雜化前的大得 多，多， 更更 集集 中于一個(gè)方向，在成鍵中更有利于達(dá)到最中于一個(gè)方向，在成鍵中更有利于達(dá)到最 大重疊，成鍵能力更強(qiáng)。大重疊，成鍵能力更強(qiáng)。 spspsp2sp3ddsp2d2sp3sp3d2sp2d 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力38 （三）雜化軌道雜化軌道 之間盡可能取最大夾角分布，形成之間盡可能取最大夾角分布，形成 相互排斥能最小的雜化軌道構(gòu)型。雜化類型不同，雜化相互排斥能最小的雜化軌道構(gòu)型。雜化類型不同，雜化 軌道構(gòu)型也不相同，成鍵后所形成的分子就具有不同的軌道構(gòu)型也不相同，成鍵后所形成的

24、分子就具有不同的 空間構(gòu)型。由此即可解釋分子構(gòu)型?？臻g構(gòu)型。由此即可解釋分子構(gòu)型。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力39 常見的雜化類型有：常見的雜化類型有： sp型雜化：型雜化：sp、sp2、sp3 spd型雜化：型雜化：sp3d、sp3d2、dsp2、dsp3、d2sp3 二、原子軌道雜化類型及實(shí)例二、原子軌道雜化類型及實(shí)例 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力40 （一）（一）sp雜化雜化 原子中由原子中由1個(gè)個(gè)ns和和1個(gè)個(gè)np軌道參與的雜化稱為軌道參與的雜化稱為sp雜化雜化, 所形成的所形

25、成的2個(gè)軌道稱為個(gè)軌道稱為sp雜化軌道。每個(gè)雜化軌道。每個(gè)sp雜化軌道均雜化軌道均 含含 s和和 p軌道成分。軌道成分。2個(gè)個(gè)sp雜化軌道間的夾角為雜化軌道間的夾角為180, 這樣相互間的斥力最小。當(dāng)兩個(gè)這樣相互間的斥力最小。當(dāng)兩個(gè)sp雜化軌道與其它原子雜化軌道與其它原子 成鍵后，就形成直線形分子。成鍵后，就形成直線形分子。 1 2 1 2 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力41 + + + + + 雜雜化化 + s軌軌道道 p軌軌道道 sp軌軌道道 sp軌軌道道 2個(gè)個(gè)sp軌軌道道 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子

26、間力共價(jià)鍵和分子間力42 + sp雜雜化化 + x y z x y z 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力43 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力44 【例例10-2】用雜化理論說明用雜化理論說明BeCl2是一個(gè)鍵角為是一個(gè)鍵角為180的的 直線分子。直線分子。 【解解】 Be原子電子組態(tài)：原子電子組態(tài)：1s22s22px2py2pz 1s22s22px 2py2pz1s22s12px 2py2pz 1s22(sp)12(sp)1 2py2pz 1激激發(fā)發(fā) 雜雜化化 2021年年7月月5日星期一日星

27、期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力45 Be的的雜雜化化組組態(tài)態(tài)：1s22(sp)12(sp)1 2py2pz 成成鍵鍵 Cl的的電電子子組組態(tài)態(tài)：1s22s22px 2py 2pz 221 Cl的的電電子子組組態(tài)態(tài)：1s22s22px 2py 2pz 221 BeCl2 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力46 Be原原子子價(jià)價(jià)層層電電子子組組態(tài)態(tài)2個(gè)個(gè)單單電電子子原原子子軌軌道道2個(gè)個(gè)sp雜雜化化軌軌道道 激激發(fā)發(fā) 雜雜化化 成成鍵鍵 2個(gè)個(gè) 鍵鍵，BeCl2分分子子 2s 2p sp 2s 2p2p 2021年年7月月5日星期

28、一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力47 + + + Cl Be Cl 所以，所以，BeCl2分子為直線型，含有二個(gè)分子為直線型，含有二個(gè) 鍵。鍵。 sp-p 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力48 （二）（二） sp2雜化雜化 原子中由原子中由1個(gè)個(gè)ns和和2個(gè)個(gè)np軌道參與的雜化稱為軌道參與的雜化稱為sp2雜雜 化，所形成的化，所形成的3個(gè)軌道稱為個(gè)軌道稱為sp2雜化軌道，每個(gè)雜化軌道，每個(gè)sp2雜化軌雜化軌 道均含道均含 s和和 p軌道成分，雜化軌道間最小排斥力的軌道成分，雜化軌道間最小排斥力的 夾角為夾角為120。當(dāng)。

29、當(dāng)3個(gè)個(gè)sp2雜化軌道分別與其他雜化軌道分別與其他3個(gè)相同原個(gè)相同原 子成鍵后，就形成正三角形分子。子成鍵后，就形成正三角形分子。 2 3 1 3 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力49 + + + + 雜雜化化 2s軌軌道道 2個(gè)個(gè)2p軌軌道道 + + + 3個(gè)sp軌道道 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力50 + + + + + + 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力51 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分

30、子間力52 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力53 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力54 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力55 【例例10-3】用雜化理論說明用雜化理論說明BF3是平面三角形分子。是平面三角形分子。 【解解】中心原子中心原子B的電子組態(tài)：的電子組態(tài)： 1s22s22px 2py2pz 1 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力56 1s22s22px 2py2pz 1 1s22s12px

31、2py 2pz 11 1s2 2(sp2) 2(sp2) 2(sp2) 2pz 111 1 激激發(fā)發(fā) 雜雜化化 成成鍵鍵 1s2 2(sp2) 2(sp2) 2(sp2) 2pz 1 1 1 F: 1s2 2s2 2px 2py 2pz 221 F: 1s2 2s2 2px 2py 2pz 22 1 F: 1s2 2s2 2px 2py 2pz 22 BF3 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力57 + + + + + BF3分子呈平面分子呈平面 三角形，形成的三三角形，形成的三 個(gè)共價(jià)鍵均為個(gè)共價(jià)鍵均為 。 2 sp -p 2021年年7月月5日

32、星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力58 B原原子子價(jià)價(jià)層層電電子子組組態(tài)態(tài)3個(gè)個(gè)單單電電子子原原子子軌軌道道3個(gè)個(gè)sp2雜雜化化軌軌道道 激激發(fā)發(fā) 雜雜化化 2s 2p sp2 2s 2p2p 成成鍵鍵 3個(gè)個(gè) 鍵鍵，BF3分分子子 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力59 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力60 （三）（三）sp3雜化雜化 原子中由原子中由1個(gè)個(gè)ns和和3個(gè)個(gè)np軌道參與的雜化稱為軌道參與的雜化稱為sp3雜雜 化化, 所形成的所形成的4個(gè)雜化軌道稱為個(gè)雜化軌

33、道稱為sp3雜化軌道。雜化軌道。 通常參與雜化的原子軌道均含有單電子或均是空軌通常參與雜化的原子軌道均含有單電子或均是空軌 道，其雜化是等性雜化道，其雜化是等性雜化(equivalent hybridization) 。等。等 性雜化的每個(gè)性雜化的每個(gè)sp3雜化軌道所含原來原子軌道成份比例雜化軌道所含原來原子軌道成份比例 相等，雜化軌道的能量完全相同。相等，雜化軌道的能量完全相同。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力61 【例【例10-4】CH4分子是正四面體，鍵角分子是正四面體，鍵角109.5， 是是 sp3等性雜化的典型例子。等性雜化的典型例

34、子。 【解解】基態(tài)基態(tài)C原子的核外電子排布為原子的核外電子排布為 1s22s22px12py12pz 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力62 雜雜化化 1s22s22px 2py 2pz1s22s1 2px 2py 2pz 1s22(sp3)12(sp3)12(sp3)12(sp3)1 11111 激激發(fā)發(fā) 成成鍵鍵 C: 1s22(sp3)12(sp3)12(sp3)12(sp3)1 H:1s1H:1s1 H:1s1H:1s1 CH4 CH4分子中含有分子中含有4個(gè)個(gè) 鍵。鍵。 3 sp -s 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章

35、共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力63 C原原子子價(jià)價(jià)層層電電子子組組態(tài)態(tài)4個(gè)個(gè)單單電電子子原原子子軌軌道道4個(gè)個(gè)sp3雜雜化化軌軌道道 激激發(fā)發(fā)2s sp3 2s 2p2p 雜雜化化 成成鍵鍵 4個(gè)個(gè) 鍵鍵，CH4分分子子 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力64 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力65 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力66 + + 4個(gè)個(gè) 共共價(jià)價(jià)鍵鍵 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力

36、67 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力68 在形成的在形成的sp3雜化軌道中若有孤對電子，這種雜化稱為雜化軌道中若有孤對電子，這種雜化稱為 sp3不等性雜化不等性雜化。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力69 【例【例10-5】用雜化理論說明】用雜化理論說明NH3和和H2O分子空間構(gòu)分子空間構(gòu) 型。型。 （1）實(shí)驗(yàn)得出）實(shí)驗(yàn)得出NH3分子是三角錐形，鍵角為分子是三角錐形，鍵角為107。 NH3分子是分子是sp3不等性雜化的典型代表。不等性雜化的典型代表。 N: 1s22s2 2px 2py 2pz

37、1s22s1 2px 2py 2pz 1s22(sp3) 2(sp3) 2(sp3) 2(sp3) 11111 激激發(fā)發(fā) 2 2 雜雜化化 111 N: 1s22s2 2px 2py 2pz 111 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力70 成成鍵鍵 1s22(sp3) 2(sp3) 2(sp3) 2(sp3)2 111 H: 1s1H: 1s1 H: 1s1 NH3 形成三個(gè)形成三個(gè) 共價(jià)鍵。共價(jià)鍵。3 sp -s 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力71 N原原子子價(jià)價(jià)層層電電子子組組態(tài)態(tài)3個(gè)個(gè)單單

38、電電子子原原子子軌軌道道4個(gè)個(gè)sp3不不等等性性雜雜化化軌軌道道 激激發(fā)發(fā)2s sp3 2s 2p2p 雜雜化化 成成鍵鍵 3個(gè)個(gè) 鍵鍵，NH3分分子子 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力72 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力73 （2）實(shí)驗(yàn)測得，）實(shí)驗(yàn)測得，H2O分子中有分子中有2個(gè)個(gè)O-H鍵，鍵角為鍵，鍵角為 10445，分子的空間構(gòu)型為，分子的空間構(gòu)型為 V形。試解釋形。試解釋H2O分子的空分子的空 間構(gòu)型。間構(gòu)型。 【解】【解】O: 1s22s22px 2py 2pz 121 1s22s1

39、2px 2py 2pz 1s22(sp)12(sp)12(sp)22(sp)2 12 1s22s22px 2py 2pz 1212 激激發(fā)發(fā) 雜雜化化 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力74 1s22s12px 2py 2pz 1s22(sp)12(sp)12(sp)22(sp)2 12 1s22s22px 2py 2pz 1212 激激發(fā)發(fā) 雜雜化化 O: 1s22(sp)12(sp)12(sp)22(sp)2 成成鍵鍵 H:1s1 H:1s1 H2O 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力75 20

40、21年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力76 【問題】（【問題】（1）NH4+中中N原子成鍵所用原子軌道為原子成鍵所用原子軌道為 何種雜化？（何種雜化？（2）H3O+中中O原子成鍵所用原子軌道為何原子成鍵所用原子軌道為何 種雜化？（種雜化？（3）為什么）為什么SiF4分子是正四面體形？分子是正四面體形？ 【解】（【解】（1）NH4+中中N原子成鍵所用原子軌道為原子成鍵所用原子軌道為sp3 等性雜化，離子空間構(gòu)型為正四面體。等性雜化，離子空間構(gòu)型為正四面體。 （2）H3O+中中O原子成鍵所用原子軌道為原子成鍵所用原子軌道為sp3不等性不等性 雜化，離子空間構(gòu)

41、型為三角錐形。雜化，離子空間構(gòu)型為三角錐形。 （3） SiF4分子是正四面體形，中心原子分子是正四面體形，中心原子Si采取采取sp3 等性雜化，每個(gè)等性雜化，每個(gè)sp3雜化軌道與雜化軌道與1個(gè)個(gè)F原子中含原子中含1個(gè)單電子個(gè)單電子 的的2p軌道重疊成鍵，所以軌道重疊成鍵，所以SiF4分子是正四面體形。分子是正四面體形。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力77 關(guān)于碳原子的雜化：關(guān)于碳原子的雜化： 1. 在飽和烴中在飽和烴中C原子為原子為sp3雜化雜化 例如例如C2H6 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子

42、間力78 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力79 33 sp -sp 3 sp -s CC H H H H H H 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力80 2. 烯烴中烯烴中C原子為原子為sp2雜化：雜化： 例如例如C2H4 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力81 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力82 HH HH C C zz p -p 2 sp -s 22 sp -sp 2021年年7月月5日星期一日

43、星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力83 3. 炔烴中炔烴中C原子為原子為sp雜化：雜化： 例如例如C2H2 + sp雜雜化化 + x y z x y z 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力84 + x y z + y z 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力85 H HC C zz p -p yy p -p sp-sp sp-s 第三節(jié)第三節(jié) 價(jià)層電子對互斥理論價(jià)層電子對互斥理論 1. 價(jià)層電子對互斥理論的基本要點(diǎn)價(jià)層電子對互斥理論的基本要點(diǎn) 2. 判斷分子構(gòu)型的規(guī)定和步驟判斷分子構(gòu)

44、型的規(guī)定和步驟 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力87 雜化軌道理論可以解釋共價(jià)分子構(gòu)型，但難以預(yù)測雜化軌道理論可以解釋共價(jià)分子構(gòu)型，但難以預(yù)測 分子構(gòu)型。分子構(gòu)型。1940年由美國西基威克年由美國西基威克(N.V.Sidgwick)提出提出, 經(jīng)吉萊斯皮經(jīng)吉萊斯皮(R.J.Gillespie)改進(jìn)而得到普及的價(jià)層電子對改進(jìn)而得到普及的價(jià)層電子對 互斥理論互斥理論(valence-shell electron-pair repulsion theory)可可 以相當(dāng)簡便準(zhǔn)確地判斷許多以相當(dāng)簡便準(zhǔn)確地判斷許多ABn（A稱為中心原子，稱為中心原子，B

45、稱稱 為配位原子）型的分子或離子的構(gòu)型。為配位原子）型的分子或離子的構(gòu)型。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力88 價(jià)層電子對互斥理論的基本要點(diǎn)：價(jià)層電子對互斥理論的基本要點(diǎn)： 1. 一個(gè)共價(jià)分子或離子的空間構(gòu)型往往是中心原子價(jià)層一個(gè)共價(jià)分子或離子的空間構(gòu)型往往是中心原子價(jià)層 電子對（成鍵電子對和孤對電子）互斥力最小時(shí)所形成的幾電子對（成鍵電子對和孤對電子）互斥力最小時(shí)所形成的幾 何結(jié)構(gòu)。何結(jié)構(gòu)。 2. 若中心原子價(jià)層都是共享電子對即成鍵電子對若中心原子價(jià)層都是共享電子對即成鍵電子對,則成鍵則成鍵 電子對之間互斥力最小時(shí)的分布即為分子的特定構(gòu)型。

46、若中電子對之間互斥力最小時(shí)的分布即為分子的特定構(gòu)型。若中 心原子價(jià)層除成鍵電子對外還有孤對電子，由于孤對電子占心原子價(jià)層除成鍵電子對外還有孤對電子，由于孤對電子占 有一定位置，且對成鍵電子對的排斥作用大，對分子的構(gòu)型有一定位置，且對成鍵電子對的排斥作用大，對分子的構(gòu)型 影響極大。影響極大。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力89 3. 若若A、B原子之間是通過雙鍵或叁鍵結(jié)合而成的，可原子之間是通過雙鍵或叁鍵結(jié)合而成的，可 把雙鍵或叁鍵作為一個(gè)電子對來看待，但其產(chǎn)生的斥力大于把雙鍵或叁鍵作為一個(gè)電子對來看待，但其產(chǎn)生的斥力大于 單鍵。單鍵。 202

47、1年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力90 判斷分子構(gòu)型的可按下列規(guī)定和步驟：判斷分子構(gòu)型的可按下列規(guī)定和步驟： 1. 確定中心原子價(jià)層電子對數(shù)：確定中心原子價(jià)層電子對數(shù)： H原子作配位原子時(shí)提供原子作配位原子時(shí)提供1個(gè)電子；個(gè)電子； 鹵素原子作中心原子有鹵素原子作中心原子有7個(gè)電子，作為配位原子時(shí)提個(gè)電子，作為配位原子時(shí)提 供供1個(gè)電子；個(gè)電子； O、S作為中心原子有作為中心原子有6個(gè)電子，作為配位原子不提個(gè)電子，作為配位原子不提 供電子。供電子。 價(jià)價(jià)層層電電子子對對數(shù)數(shù) 中中心心原原子子的的 配配位位原原子子提提供供的的 2 價(jià)價(jià)電電子子數(shù)數(shù) 電電子

48、子數(shù)數(shù) + + - - 離離子子電電荷荷數(shù)數(shù) 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力91 對于多原子離子，計(jì)算其中心原子的價(jià)層電子總數(shù)對于多原子離子，計(jì)算其中心原子的價(jià)層電子總數(shù) 時(shí)，還應(yīng)減去正離子的電荷數(shù)或加上負(fù)離子的電荷數(shù)。時(shí)，還應(yīng)減去正離子的電荷數(shù)或加上負(fù)離子的電荷數(shù)。 若計(jì)算了價(jià)電子對數(shù)后剩余若計(jì)算了價(jià)電子對數(shù)后剩余1個(gè)電子，這個(gè)電子看作個(gè)電子，這個(gè)電子看作 是是1對電子；對電子； 分子或離子中雙鍵、叁鍵也看作是分子或離子中雙鍵、叁鍵也看作是1對電子。對電子。 2. 判斷分子構(gòu)型及中心原子雜化類型：根據(jù)中心原判斷分子構(gòu)型及中心原子雜化類型：根

49、據(jù)中心原 子的價(jià)層電子對數(shù)，從下表即可確定中心原子價(jià)電子對子的價(jià)層電子對數(shù)，從下表即可確定中心原子價(jià)電子對 構(gòu)型和分子構(gòu)型。構(gòu)型和分子構(gòu)型。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力92 價(jià)層電價(jià)層電 子對數(shù)子對數(shù) 價(jià)層電子價(jià)層電子 對構(gòu)型對構(gòu)型 分子分子 類型類型 成鍵電成鍵電 子對數(shù)子對數(shù) 孤對電孤對電 子數(shù)子數(shù) 分子構(gòu)型分子構(gòu)型實(shí)實(shí) 例例 2直線直線AB220直線直線HgCl2,CO2 3 平面三角平面三角 形形 AB330平面正三角形平面正三角形BF3,NO3- AB221V形形PbCl2,SO2 4四面體四面體 AB440正四面體正四面體Si

50、F4 ,SO42- AB331三角錐三角錐NH3,H3O AB222V形形H2O,H2S 5三角雙錐三角雙錐 AB550三角雙錐三角雙錐PCl5,PF5 AB441變形四面體變形四面體SF4,TeCl4 AB332T形形ClF3 AB223直線直線I3-,XeF2 6八面體八面體 AB660正八面體正八面體SF6,AlF63- AB551四方錐四方錐BrF5 ,SbF52- AB442平面正方形平面正方形ICl4-,XeF4 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力93 中心原子的價(jià)電子對數(shù)與其雜化類型的對應(yīng)關(guān)系中心原子的價(jià)電子對數(shù)與其雜化類型的對應(yīng)關(guān)

51、系 價(jià)層電子對數(shù)價(jià)層電子對數(shù)23456 雜化類型雜化類型spsp2sp3dsp3(sp3d)d2sp3(sp3d2) 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力94 【例例10-6】試判斷試判斷HCHO分子和分子和SO42-離子的構(gòu)型離子的構(gòu)型 【解解】甲醛甲醛HCHO和硫酸根和硫酸根SO42-的中心原子分別是的中心原子分別是 C和和S原子，其它是配原子。首先計(jì)算出中心原子的價(jià)電原子，其它是配原子。首先計(jì)算出中心原子的價(jià)電 子對數(shù)，若價(jià)電子對數(shù)與配原子數(shù)一致，則無孤對電子；子對數(shù)，若價(jià)電子對數(shù)與配原子數(shù)一致，則無孤對電子； 價(jià)電子對數(shù)大于配原子數(shù)，其差值

52、為孤對電子數(shù)，由此價(jià)電子對數(shù)大于配原子數(shù)，其差值為孤對電子數(shù)，由此 可確定分子構(gòu)型，同時(shí)也可判斷中心原子的雜化類型?？纱_定分子構(gòu)型，同時(shí)也可判斷中心原子的雜化類型。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力95 HCHO中心原子中心原子C的價(jià)電子數(shù)為的價(jià)電子數(shù)為4，2個(gè)個(gè)H原子共提原子共提 供供2個(gè)電子，個(gè)電子，O原子不提供電子，則中心原子原子不提供電子，則中心原子C的價(jià)電子的價(jià)電子 對數(shù)等于（對數(shù)等于（4+2+0）/23，HCHO分子中有分子中有3個(gè)配原子，個(gè)配原子， 因此成鍵電子對為因此成鍵電子對為3，孤對電子為，孤對電子為0，所以，所以HCHO應(yīng)

53、為平應(yīng)為平 面三角形，面三角形，C原子為原子為sp2雜化。雜化。 SO42-的中心原子的中心原子S的價(jià)電子數(shù)為的價(jià)電子數(shù)為6，O作為配原子不作為配原子不 提供電子，加上負(fù)離子的電荷數(shù)提供電子，加上負(fù)離子的電荷數(shù)2，因此，因此S原子的價(jià)電子原子的價(jià)電子 對數(shù)等于（對數(shù)等于（6+0+2）/24，SO42-有有4個(gè)配原子，因此成個(gè)配原子，因此成 鍵電子對是鍵電子對是4，孤對電子是，孤對電子是0，所以，所以SO42是四面體形，是四面體形，S 原子為原子為sp3雜化。雜化。 第四節(jié)第四節(jié) 簡單分子軌道理論簡單分子軌道理論 1. 分子軌道理論要點(diǎn)分子軌道理論要點(diǎn) 2. 分子軌道與原子軌道的區(qū)別分子軌道與原

54、子軌道的區(qū)別 3. 同核雙原子分子軌道能級圖同核雙原子分子軌道能級圖 4. 簡單同核雙原子分及離子的穩(wěn)定性、磁性及所含共簡單同核雙原子分及離子的穩(wěn)定性、磁性及所含共 價(jià)鍵的類型價(jià)鍵的類型 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力97 1. 原子在形成分子時(shí)，所有電子都有貢獻(xiàn)，分子中原子在形成分子時(shí)，所有電子都有貢獻(xiàn)，分子中 的電子不再從屬于某個(gè)原子，而是在整個(gè)分子空間范圍的電子不再從屬于某個(gè)原子，而是在整個(gè)分子空間范圍 內(nèi)運(yùn)動。在分子中電子的空間運(yùn)動狀態(tài)可用相應(yīng)的分子內(nèi)運(yùn)動。在分子中電子的空間運(yùn)動狀態(tài)可用相應(yīng)的分子 軌道波函數(shù)軌道波函數(shù)（稱為分子軌道）

55、來描述。稱為分子軌道）來描述。 分子軌道和原子軌道的主要區(qū)別在于：分子軌道和原子軌道的主要區(qū)別在于： （1）在原子中）在原子中, 電子的運(yùn)動只受電子的運(yùn)動只受 1個(gè)原子核的作用個(gè)原子核的作用, 原子軌道是單核系統(tǒng)；而在分子中，電子則在所有原子原子軌道是單核系統(tǒng)；而在分子中，電子則在所有原子 核勢場作用下運(yùn)動，分子軌道是多核系統(tǒng)。核勢場作用下運(yùn)動，分子軌道是多核系統(tǒng)。 （2）原子軌道的名稱用）原子軌道的名稱用s、p、d符號表示，而分符號表示，而分 子軌道的名稱則相應(yīng)地用子軌道的名稱則相應(yīng)地用、符號表示。符號表示。 一、分子軌道理論的要點(diǎn)一、分子軌道理論的要點(diǎn) 2021年年7月月5日星期一日星期一

56、第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力98 2. 分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性組分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性組 合（合（linear combination of atomic orbitals，LCAO）而而 得到。有幾個(gè)原子軌道就可以組合成幾個(gè)分子軌道。其得到。有幾個(gè)原子軌道就可以組合成幾個(gè)分子軌道。其 中能量較原來的原子軌道能量低，有利于成鍵的分子軌中能量較原來的原子軌道能量低，有利于成鍵的分子軌 道，稱為成鍵分子軌道（道，稱為成鍵分子軌道（bonding molecular orbital），）， 如如、軌道；能量較原來的原子軌道能量高軌道；能量較原來的

57、原子軌道能量高,不利于成鍵不利于成鍵 的分子軌道的分子軌道,稱為反鍵分子軌道（稱為反鍵分子軌道（antibonding molecular orbital），），如如 *、* 軌道。軌道。 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力99 3. 為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子 軌道必須符合下述三條原則：軌道必須符合下述三條原則： （1）對稱性匹配原則）對稱性匹配原則 （2）能量近似原則）能量近似原則 （3）軌道最大重疊原則）軌道最大重疊原則 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子

58、間力共價(jià)鍵和分子間力100 + + 能能 量量 升升 高高+ + + + + + + + + + + + + + + + s s s s s s+ + 原子軌道原子軌道 線性組合線性組合 分子軌道分子軌道 能量變化能量變化 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力101 + + 能能 量量 升升 高高+ + + + + + + + + + + + + + s px s px + + + + + + s px 原子軌道原子軌道 線性組合線性組合 分子軌道分子軌道 能量變化能量變化 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和

59、分子間力102 原子軌道原子軌道 線性組合線性組合 分子軌道分子軌道 能量變化能量變化 + + 能能 量量 升升 高高 + + + + + + px px px px + + px px + + + + + + + + + 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力103 + + 能能 量量 升升 高高 + + + + py py py py + + py py + + + + + + + + + + + + 原子軌道原子軌道 線性組合線性組合 分子軌道分子軌道 能量變化能量變化 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和

60、分子間力104 + + 能能 量量 升升 高高 + + + + pz pz pz pz + +pz pz + + + + + + + + + + + + 原子軌道原子軌道 線性組合線性組合 分子軌道分子軌道 能量變化能量變化 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力105 + + + + + + + + + + + + 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力106 + + + + + + + + 2021年年7月月5日星期一日星期一第十章第十章 共價(jià)鍵和分子間力共價(jià)鍵和分子間力107 【問題問題】 軌道的圖形