第十章 共價鍵與分子間力(new)

1、第十章第十章 共價鍵與分子間力共價鍵與分子間力第一節(jié)第一節(jié) 現(xiàn)代價鍵理論現(xiàn)代價鍵理論第二節(jié)第二節(jié) 軌道雜化理論軌道雜化理論第三節(jié)第三節(jié) 價層電子對互斥理論價層電子對互斥理論第四節(jié)第四節(jié) 分子軌道理論分子軌道理論第五節(jié)第五節(jié) 分子間作用力和氫鍵分子間作用力和氫鍵 化學鍵：化學鍵：分子或晶體中相鄰兩原子或離子間分子或晶體中相鄰兩原子或離子間的強烈作用力的強烈作用力; 三種類型化學鍵：三種類型化學鍵：離子鍵離子鍵、共價鍵共價鍵（包括配（包括配位鍵）和位鍵）和金屬鍵金屬鍵; 共價鍵相結(jié)合的化合物占已知化合物的共價鍵相結(jié)合的化合物占已知化合物的90%以上以上;第一節(jié)現(xiàn)代價鍵理論第一節(jié)現(xiàn)代價鍵理論 經(jīng)典共

2、價鍵理論：經(jīng)典共價鍵理論：分子中的每個原子都有達到分子中的每個原子都有達到穩(wěn)定的稀有氣體結(jié)構的傾向，在非金屬原子組成穩(wěn)定的稀有氣體結(jié)構的傾向，在非金屬原子組成的分子中，原子達到稀有氣體穩(wěn)定結(jié)構不是通過的分子中，原子達到稀有氣體穩(wěn)定結(jié)構不是通過電子的得失，而是通過共用一對或幾對電子實現(xiàn)電子的得失，而是通過共用一對或幾對電子實現(xiàn)的。的。 共價鍵共價鍵這種由共用電子對所形成的化學鍵。這種由共用電子對所形成的化學鍵。但不能解釋：但不能解釋：當電子自旋方向相反的二個當電子自旋方向相反的二個H原子互相靠近原子互相靠近時原子軌道發(fā)生重疊，兩核間電子云濃集，隨著時原子軌道發(fā)生重疊，兩核間電子云濃集，隨著兩核間

3、距離縮小，體系能量降低，當達到某一定兩核間距離縮小，體系能量降低，當達到某一定值值ro時，體系能量最低，表明形成了穩(wěn)定的時，體系能量最低，表明形成了穩(wěn)定的H2分分子子(基態(tài)基態(tài))。 當電子自旋方向相同的二個氫原子互相靠近時當電子自旋方向相同的二個氫原子互相靠近時原子軌道不會重合。電子在兩核間出現(xiàn)的機會少，原子軌道不會重合。電子在兩核間出現(xiàn)的機會少，體系能量升高；體系能量升高；H原子越靠近，體系能量就越增原子越靠近，體系能量就越增高，高，不能形成穩(wěn)定的不能形成穩(wěn)定的H2分子分子,體系仍處于能量體系仍處于能量較低的兩個孤立的較低的兩個孤立的H原子狀態(tài)原子狀態(tài)排斥態(tài)排斥態(tài)一、氫分子的形成一、氫分子的

4、形成flash10-1兩個氫原子接近時兩個氫原子接近時的能量變化曲線的能量變化曲線 H2分子的兩種狀態(tài)分子的兩種狀態(tài) 價鍵理論的基本要點是：價鍵理論的基本要點是： （1）兩個原子接近時，自旋方式相反的未成對兩個原子接近時，自旋方式相反的未成對電子可以配對形成共價鍵。電子可以配對形成共價鍵。 （2）一個原子含有幾個未成對電子，通常就能一個原子含有幾個未成對電子，通常就能與其他原子的幾個自旋方式相反的未成對電子配對與其他原子的幾個自旋方式相反的未成對電子配對形成共價鍵。一個原子所形成的共價鍵的數(shù)目，受形成共價鍵。一個原子所形成的共價鍵的數(shù)目，受未成對電子數(shù)目的限制，未成對電子數(shù)目的限制，這就是共價

5、鍵的飽和性。這就是共價鍵的飽和性。 （3）成鍵的原子軌道重疊越多，兩核間電子出成鍵的原子軌道重疊越多，兩核間電子出現(xiàn)的概率密度就越大，形成的共價鍵就越牢固。在現(xiàn)的概率密度就越大，形成的共價鍵就越牢固。在可能情況下，共價鍵總是沿著原子軌道最大重疊的可能情況下，共價鍵總是沿著原子軌道最大重疊的方向，這就是方向，這就是原子軌道最大重疊原理原子軌道最大重疊原理。二、現(xiàn)代價鍵理論（二、現(xiàn)代價鍵理論（VB法）的基本要點法）的基本要點H 的的1s 軌道與軌道與 Cl 的的 3Px 軌道重疊示意圖軌道重疊示意圖Flash10-2三、共價鍵的類型三、共價鍵的類型（一）（一）鍵鍵 原子軌道沿鍵軸（兩原子核間聯(lián)線）

6、方向以原子軌道沿鍵軸（兩原子核間聯(lián)線）方向以 “頭碰頭頭碰頭” 方式重疊所形成的共價鍵稱為方式重疊所形成的共價鍵稱為鍵鍵。 形成形成鍵時，原子軌道的重疊部分對于鍵軸鍵時，原子軌道的重疊部分對于鍵軸呈圓柱形對稱，沿鍵軸方向旋轉(zhuǎn)任意角度，軌道呈圓柱形對稱，沿鍵軸方向旋轉(zhuǎn)任意角度，軌道的形狀和符號均不改變。的形狀和符號均不改變。 s-s、s-px 和和px-px軌道重疊形成軌道重疊形成鍵。鍵。Flash10-3Flash10-4Flash10-5 原子軌道垂直于鍵軸以原子軌道垂直于鍵軸以 “肩并肩肩并肩” 方式重疊方式重疊所形成的共價化學鍵稱為所形成的共價化學鍵稱為鍵鍵。形成。形成鍵時，原子鍵時，原

7、子軌道的重疊部分對等地分布在包括鍵軸在內(nèi)的平軌道的重疊部分對等地分布在包括鍵軸在內(nèi)的平面上、下兩側(cè)，形狀相同，符號相反，呈鏡面反面上、下兩側(cè)，形狀相同，符號相反，呈鏡面反對稱。對稱。（二）（二）鍵鍵Flash10-61、較穩(wěn)定、較穩(wěn)定 1、不穩(wěn)定、不穩(wěn)定2、電子云受核的約束大，、電子云受核的約束大， 2、電子云受核的約束、電子云受核的約束 不易被極化小不易被極化小 易被極化易被極化 3、成鍵的、成鍵的2個原子可沿鍵軸個原子可沿鍵軸 3、成鍵的、成鍵的2個原子不個原子不 自由旋轉(zhuǎn)自由旋轉(zhuǎn) 能沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)能沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)鍵鍵鍵鍵生成生成性質(zhì)性質(zhì)成鍵軌道沿鍵軸重疊，成鍵軌道沿鍵軸重疊，重疊程度較大

8、重疊程度較大成鍵成鍵p軌道平行重疊，重軌道平行重疊，重疊程度較小疊程度較小N2 中的共價三鍵示意圖Flash10-7 形成配位鍵的條件是：形成配位鍵的條件是：(1)(1)電子對給予體的最外層有孤對電子；電子對給予體的最外層有孤對電子；(2)(2)電子對接受體最外層有可接受孤對電子的空軌道電子對接受體最外層有可接受孤對電子的空軌道. .按共用電子對提供的方式不同，共價鍵又可分按共用電子對提供的方式不同，共價鍵又可分為正常共價鍵和配位共價鍵。為正常共價鍵和配位共價鍵。 由一個原子單獨提供共用電子對而形成的共價由一個原子單獨提供共用電子對而形成的共價鍵稱為鍵稱為配位共價鍵配位共價鍵。配位鍵用箭號。配

9、位鍵用箭號“” 表示，箭頭表示，箭頭方向由提供電子對的原子指向接受電子對的原子。方向由提供電子對的原子指向接受電子對的原子。配位共價鍵配位共價鍵（一）鍵能（一）鍵能 在標準狀態(tài)下，使單位物質(zhì)的量的氣態(tài)分子在標準狀態(tài)下，使單位物質(zhì)的量的氣態(tài)分子 AB 解離成氣態(tài)原子解離成氣態(tài)原子 A 和原子和原子 B 所需要的能量所需要的能量稱為鍵解離能。稱為鍵解離能。 對雙原子分子，鍵能等于鍵解離能。對多原對雙原子分子，鍵能等于鍵解離能。對多原子分子，鍵能等于鍵解離能的平均值。子分子，鍵能等于鍵解離能的平均值。四、共價鍵參數(shù)四、共價鍵參數(shù) 對于多原子分子，鍵能和解離能不同。例如，對于多原子分子，鍵能和解離能不

10、同。例如，H2O分子中有兩個等價的分子中有兩個等價的O-H鍵，鍵， H2O(g) OH(g)+H(g) H1=502kJmol-1 OH (g) O(g)+H(g) H2=423.7kJmol-1 E(O-H)= 463kJmol-1 同一種共價鍵在不同的多原子分子中的鍵能雖同一種共價鍵在不同的多原子分子中的鍵能雖有差別，但差別不大。我們可用不同分子中同一有差別，但差別不大。我們可用不同分子中同一種鍵能的平均值即平均鍵能作為該鍵的鍵能。種鍵能的平均值即平均鍵能作為該鍵的鍵能。 一般鍵能愈大，鍵愈牢固。一般鍵能愈大，鍵愈牢固。 一些共價鍵的鍵能和鍵長一些共價鍵的鍵能和鍵長 分子中兩個成鍵原子核間

11、的平衡距離稱為鍵分子中兩個成鍵原子核間的平衡距離稱為鍵長長.（二）鍵長（二）鍵長 在多原子分子中，鍵與鍵之間的夾角稱為鍵角。在多原子分子中，鍵與鍵之間的夾角稱為鍵角。（四）鍵的極性（四）鍵的極性 共價鍵：非極性共價鍵和極性共價鍵。共價鍵：非極性共價鍵和極性共價鍵。非極性共價鍵非極性共價鍵兩個相同原子以共價鍵結(jié)合時，兩個相同原子以共價鍵結(jié)合時，兩個原子對共用電子對的吸引能力相同，共用電子兩個原子對共用電子對的吸引能力相同，共用電子對不偏向于任何一個原子。如：對不偏向于任何一個原子。如：H2或或Cl2 。極性共價鍵極性共價鍵兩個不同元素的原子以共價鍵結(jié)合兩個不同元素的原子以共價鍵結(jié)合時，共用電子對

12、偏向于電負性較大的原子。電負性時，共用電子對偏向于電負性較大的原子。電負性較大的原子帶部分負電荷，而電負性較小的原子帶較大的原子帶部分負電荷，而電負性較小的原子帶部分正電荷部分正電荷,正、負電荷中心不重合。如：正、負電荷中心不重合。如：HCl 共價鍵的極性與成鍵兩原子的電負性差有關，電共價鍵的極性與成鍵兩原子的電負性差有關，電負性差越大，共價鍵的極性就越大。負性差越大，共價鍵的極性就越大。（三）鍵角（三）鍵角第二節(jié)第二節(jié) 軌道雜化理論軌道雜化理論一、軌道雜化理論的基本要點一、軌道雜化理論的基本要點二、二、s-p 雜化軌道及有關分子的幾何構型雜化軌道及有關分子的幾何構型三、三、d-s-p 雜化軌

13、道及有關分子的幾何構型雜化軌道及有關分子的幾何構型一、軌道雜化理論的基本要點一、軌道雜化理論的基本要點 軌道雜化理論的基本要點是軌道雜化理論的基本要點是： （1 1）只有在形成分子的過程中，能量相近的原子只有在形成分子的過程中，能量相近的原子軌道才能進行雜化。軌道才能進行雜化。 （2 2）雜化軌道的成鍵能力比未雜化的原子軌道的雜化軌道的成鍵能力比未雜化的原子軌道的成鍵能力增強。成鍵能力增強。 （3 3）原子軌道雜化時，軌道的數(shù)目不變，但軌道原子軌道雜化時，軌道的數(shù)目不變，但軌道在空間的伸展方向發(fā)生變化。在空間的伸展方向發(fā)生變化。 （4 4）組合得到的雜化軌道與其他原子形成組合得到的雜化軌道與其

14、他原子形成 鍵或鍵或排布孤對電子，而不會以空軌道的形式存在。排布孤對電子，而不會以空軌道的形式存在。 （5 5）中心原子采取的雜化類型決定了雜化軌道分中心原子采取的雜化類型決定了雜化軌道分布形狀及所形成的分子的幾何構型。布形狀及所形成的分子的幾何構型。 同一原子中能量相近的不同類型的原子軌道重同一原子中能量相近的不同類型的原子軌道重新組合成新的原子軌道，稱為原子軌道的雜化，得新組合成新的原子軌道，稱為原子軌道的雜化，得到的原子軌道稱為到的原子軌道稱為雜化軌道雜化軌道。二、二、s-ps-p 雜化軌道及有關分子的幾何構型雜化軌道及有關分子的幾何構型（一）（一）sp 雜化軌道及有關分子的幾何構型雜化

15、軌道及有關分子的幾何構型 由一個由一個 ns 軌道和一個軌道和一個 np 軌道參與的雜化稱軌道參與的雜化稱為為sp 雜化雜化,所形成的兩個軌道稱為所形成的兩個軌道稱為 sp 雜化軌道雜化軌道。每一個每一個sp 雜化軌道中含有雜化軌道中含有 1/2 的的 s 軌道成分和軌道成分和 1/2 的的 p 軌道成分，雜化軌道間的夾角軌道成分，雜化軌道間的夾角 。180。sp雜化示意圖Flash10-8sp軌道例例101：試說明：試說明BeCl2分子的空間構型。分子的空間構型。（二）（二）sp2 雜化軌道及有關分子的幾何構型雜化軌道及有關分子的幾何構型spsp2 2 雜化軌道示意圖雜化軌道示意圖 由一個由

16、一個 ns 軌道和兩個軌道和兩個 np 軌道參與的雜化稱為軌道參與的雜化稱為 sp2 雜化雜化，所形成的三個雜化軌道稱為，所形成的三個雜化軌道稱為 sp2 雜化軌雜化軌道道。每個。每個 sp2 雜化軌道中含有雜化軌道中含有 1/3 的的 s 軌道成分和軌道成分和 2/3 的的 p 軌道成分，雜化軌道間的夾角為軌道成分，雜化軌道間的夾角為120呈呈平面正三角形平面正三角形。Px Py22S2 激發(fā)Px Py22PyPz2雜化S2Pz2（基態(tài)） （激發(fā)態(tài)） （雜化態(tài)）2sp如如CH2=CH2 分子中兩個分子中兩個C：BF3 形成示意圖形成示意圖Flash10-9sp2軌道BF3的幾何構型（3）sp

17、3雜化軌道：雜化軌道：由由1個個s軌道和軌道和3個個 p軌道組合軌道組合成成4個個sp3雜化軌道的過程稱為雜化軌道的過程稱為sp3 雜化雜化。形成。形成正四正四面體構型面體構型的分子。的分子。2p2s2s2psp3四個四個 sp3 雜化軌道雜化軌道激發(fā)激發(fā)雜化雜化Flash10-10sp3軌道現(xiàn)將上述現(xiàn)將上述sp型的三種雜化歸納于表型的三種雜化歸納于表: sp型的三種雜化型的三種雜化雜雜 化化 類類 型型spsp2sp3參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道1個個 s + 1個個p1個個s + 2個個p1個個s + 3個個p雜雜 化化 軌軌 道道 數(shù)數(shù)2個個sp雜化軌道雜化軌道3個個sp2雜化軌

18、道雜化軌道4個個sp3雜化軌道雜化軌道雜化軌道間夾角雜化軌道間夾角180012001090 28空空 間間 構構 型型直直 線線正三角形正三角形正四面體正四面體實實 例例BeCl2 , C2H2BF3 , C2H4CH4 , CCl4雜化類型雜化類型dsp2dsp3d2sp3 或或sp3d2雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)456空間構型空間構型平面四方形平面四方形三角雙錐三角雙錐八八 面面 體體實實 例例Ni(CN)42-PCl5Fe(CN)63- ,Co(NH3)62 能量相近的（能量相近的（n -1）d與與ns、np軌道軌道或或ns、np與與nd軌道組合成新的軌道組合成新的dsp或或spd型雜化軌道型

19、雜化軌道的過程可統(tǒng)稱為的過程可統(tǒng)稱為spd型雜化。型雜化。幾種典型的雜化實例2. spd型雜化：型雜化：等性雜化：等性雜化：雜化后所形成的幾個雜化軌道所含原雜化后所形成的幾個雜化軌道所含原來軌道成分的比例相等，能量完全相同的軌道來軌道成分的比例相等，能量完全相同的軌道.特征：所有參與雜化的原子軌道都含有特征：所有參與雜化的原子軌道都含有單電子單電子或都是或都是空軌道空軌道，其雜化是等性的。，其雜化是等性的。不等性雜化：不等性雜化：雜化后所形成的幾個雜化軌道所含雜化后所形成的幾個雜化軌道所含原來軌道成分的比例不相等而能量不完全相同的原來軌道成分的比例不相等而能量不完全相同的軌道軌道.特征：通常，

20、若參與雜化的原子軌道中，有的特征：通常，若參與雜化的原子軌道中，有的已被已被孤對電子孤對電子占據(jù)，其雜化是不等性的。占據(jù)，其雜化是不等性的。（二）等性雜化和不等性雜化（二）等性雜化和不等性雜化NH3 的幾何構型的幾何構型三角錐形三角錐形的幾何構型2H OV形形 圖圖 ：NH3分子和分子和H2O分子的結(jié)構示意圖分子的結(jié)構示意圖第三節(jié)第三節(jié) 價層電子對互斥理論價層電子對互斥理論（VSEPR法）法）一一 基本要點：基本要點： 對于共價分子對于共價分子ABn，在中心原子（，在中心原子（A）周圍配）周圍配置的原子團置的原子團(Bn)的幾何構型主要決定于中心原子的幾何構型主要決定于中心原子價電子層中電子對

21、的互相排斥。價電子層中電子對的互相排斥。 只要知道分子或離子中的中心原子上的價層電只要知道分子或離子中的中心原子上的價層電子對數(shù)，就能比較容易而準確地判斷子對數(shù)，就能比較容易而準確地判斷 ABn 型共價型共價分子或離子的空間構型。分子或離子的空間構型。 規(guī)定規(guī)定: 1) 作為配體，鹵素原子和作為配體，鹵素原子和H 原子提原子提1個電子，氧族元個電子，氧族元素的原子不提供電子；素的原子不提供電子； 2) 作為中心原子，鹵素原子按提供作為中心原子，鹵素原子按提供7個子計算，氧族個子計算，氧族元素的原子按提供元素的原子按提供6個電子計算；個電子計算； 3) 對于復雜離子，在計算價層電子對數(shù)時，還應加

22、對于復雜離子，在計算價層電子對數(shù)時，還應加上負離子的電荷數(shù)或減去正離子的電荷數(shù)；上負離子的電荷數(shù)或減去正離子的電荷數(shù)； 4) 計算電子對數(shù)時，若剩余計算電子對數(shù)時，若剩余1個電子，亦當作個電子，亦當作 1對電對電子處理子處理; 5) 雙鍵、叁鍵等多重鍵作為雙鍵、叁鍵等多重鍵作為1對電子看待。對電子看待。二、確定分子幾何構型的方法：二、確定分子幾何構型的方法：1確定中心原子中價層電子對數(shù)確定中心原子中價層電子對數(shù)中心原子中心原子(A)的價電子層中的電子對數(shù)目的價電子層中的電子對數(shù)目=2配位體可供共用的電子數(shù)配位體可供共用的電子數(shù)中心原子價電子數(shù)中心原子價電子數(shù) + 如如 BeH2 價層電子對價層

23、電子對=2 2判斷分子的空間構型判斷分子的空間構型 根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)，從表根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)，從表10-5中中找出相應的價層電子對構型后，再根據(jù)價層電找出相應的價層電子對構型后，再根據(jù)價層電子對中的孤對電子數(shù)，確定電子對的排布方式子對中的孤對電子數(shù)，確定電子對的排布方式和分子的空間構型。和分子的空間構型。 如如 H2O： 價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)= V形結(jié)構形結(jié)構 )(4226四面體=表表10-4 理想的價層電子對構型和分子構型理想的價層電子對構型和分子構型A 的電的電子對數(shù)子對數(shù)價層電子價層電子 對構型對構型分子分子 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

24、子構型分子構型實實 例例2直線直線AB220直線直線HgCl2,CO2AB330平面正三角形平面正三角形BF3,NO3-3平面平面三角形三角形AB221V 形形PbCl2,SO2AB440正四面體正四面體SiF4 ,SO42-AB331三角錐三角錐NH3,H3O4四面體四面體AB222V 形形H2O,H2SAB550三角雙錐三角雙錐PCl5,PF5AB441變形四面體變形四面體SF4,TeCl4AB332T 形形ClF35三角雙錐三角雙錐AB223直線直線I3-,XeF2AB660正八面體正八面體SF6,AlF63-AB551四方錐四方錐BrF5 ,SbF52-6八面體八面體AB442平面正方

25、形平面正方形ICl4-,XeF4例例106 試判斷試判斷SO4 2- 離子的空間構型。離子的空間構型。 解：解：SO42-離子的負電荷數(shù)為離子的負電荷數(shù)為2，中心原子，中心原子S有有6個價電子，個價電子，O原子不提供電子，所以原子不提供電子，所以S原子的價層原子的價層電子對數(shù)為（電子對數(shù)為（6+2）/2 = 4，其排布方式為四面體，其排布方式為四面體型。因價層電子對中無孤對電子，所以型。因價層電子對中無孤對電子，所以SO42- 離子離子為正四面體構型。為正四面體構型。例例107 試判斷試判斷H2S分子的空間構型。分子的空間構型。 解：解： S是是H2S分子的中心原子，它有分子的中心原子，它有

26、6個價電個價電子，與子，與S化合的化合的2個個H原子各提供原子各提供1個電子，所以個電子，所以S原子價層電子對數(shù)為（原子價層電子對數(shù)為（6+2）/2 = 4，其排布方，其排布方式為式為 四面體，因價層電子對中有四面體，因價層電子對中有2對孤對電子對孤對電子,所以所以H2S分子的空間構型為分子的空間構型為V形。形。（一（一 ） 分子的極性分子的極性 非極性鍵組成的分子非極性鍵組成的分子非極性分子非極性分子 （分子中正、負電荷中心重合）（分子中正、負電荷中心重合） 極性鍵組成的雙原子分子極性鍵組成的雙原子分子極性分子極性分子 （分子中正、負電荷中心不重合）（分子中正、負電荷中心不重合）第五節(jié)第五節(jié)

27、 分子間的作用力分子間的作用力一、分子的極性與分子的極化一、分子的極性與分子的極化 雙原子分子的極性決定于共價鍵的極性，如果雙原子分子的極性決定于共價鍵的極性，如果共價鍵為極性鍵，則分子為極性分子；如果共價共價鍵為極性鍵，則分子為極性分子；如果共價鍵為非極性鍵，則分子為非極性分子。鍵為非極性鍵，則分子為非極性分子。 多原子分子的極性不僅與共價鍵的極性有關，多原子分子的極性不僅與共價鍵的極性有關，還與分子的幾何構型有關。如果分子中共價鍵是還與分子的幾何構型有關。如果分子中共價鍵是極性鍵，但分子的幾何構型是完全對稱的，則為極性鍵，但分子的幾何構型是完全對稱的，則為非極性分子；如果分子的中共價鍵為極

28、性鍵，且非極性分子；如果分子的中共價鍵為極性鍵，且分子的幾何構型不對稱，則為極性分子。分子的幾何構型不對稱，則為極性分子。 極性鍵組成的多原子分子：極性鍵組成的多原子分子： 具有對稱結(jié)構具有對稱結(jié)構非極性分子非極性分子(CO2) 具有不對稱結(jié)構具有不對稱結(jié)構極性分子極性分子(NH3) 分子極性的大小常用分子電偶極矩來衡量。分子極性的大小常用分子電偶極矩來衡量。分子電偶極矩分子電偶極矩 p 等于正電荷中心等于正電荷中心 (或負電荷中心或負電荷中心) 的電量的電量 q 與正、負電荷中心間的距離與正、負電荷中心間的距離d 的乘積：的乘積：電偶極矩是一個矢量，其方向是從正電荷重電偶極矩是一個矢量，其方

29、向是從正電荷重心指向負電荷重心。心指向負電荷重心。 分子分子電偶極矩越大電偶極矩越大，分子的，分子的極性就越大極性就越大；分；分子子電偶極矩越小電偶極矩越小，分子的，分子的極性就越小極性就越?。环肿?；分子電偶電偶極矩為零極矩為零的分子的分子是非極性分子是非極性分子。=pq d一些分子的分子電偶極矩與分子空間構型一些分子的分子電偶極矩與分子空間構型H2N2CO2CS2CCl4CH4H2SH2ONH30000003.636.174.29直線形直線形直線形直線形正四面體正四面體V形V形三角錐形SO2CHCl3COO3HFHClHBrHIBF35.283.630.331.676.473.602.601

30、.270V形四面體直線形V形直線形直線形直線形直線形平面正3010C mp3010C mp分子分子分子幾何構型分子幾何構型三角形（二）分子的極化（二）分子的極化1.非極性分子非極性分子（正、負電荷中心重合，（正、負電荷中心重合，=0) 在外電場的作用下：在外電場的作用下： 帶正電荷的核帶正電荷的核負極負極 帶負電荷的電子帶負電荷的電子正極正極 正、負電荷中心的相對移動，分子發(fā)生變形，正、負電荷中心的相對移動，分子發(fā)生變形，由于分子變形而產(chǎn)生的偶極，稱為由于分子變形而產(chǎn)生的偶極，稱為誘導偶極誘導偶極，該，該過程稱為分子的過程稱為分子的極化極化。 當外電場取消，偶極消失，分子仍為非極性分當外電場取

31、消，偶極消失，分子仍為非極性分子。子。極性分子本身具有的偶極，稱為極性分子本身具有的偶極，稱為永久偶極永久偶極。 在外電場作用下：在外電場作用下： 分子的正端分子的正端負極負極 分子的負端分子的負端正極正極 分子的偶極按電場的方向而定位分子的偶極按電場的方向而定位,稱為取向作用稱為取向作用. 在外電場的影響下，極性分子也會發(fā)生變形，在外電場的影響下，極性分子也會發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導偶極。產(chǎn)生誘導偶極。2極性分子極性分子“永久偶極永久偶極 + 誘導偶極誘導偶極”使極性分子的極性更使極性分子的極性更強強二、二、van der Waals（范德華）力（范德華）力(一一) 取向力取向力 當極性分子相互接

32、近時，極性分子的永久偶極當極性分子相互接近時，極性分子的永久偶極間同極相斥、異極相吸，在空間而處于異極相鄰間同極相斥、異極相吸，在空間而處于異極相鄰的狀態(tài)的狀態(tài). 這種由于極性分子的永久偶極間產(chǎn)生的靜電這種由于極性分子的永久偶極間產(chǎn)生的靜電作用力稱為作用力稱為取向力取向力。取向力的本質(zhì)是靜電作用，。取向力的本質(zhì)是靜電作用，顯然顯然,，極性分子的分子電偶極矩越大，取向力就，極性分子的分子電偶極矩越大，取向力就越大越大.極性分子相互作用示意圖Flash10-11取向力 非極性分子由于極性分子的極化產(chǎn)生誘導偶極，非極性分子由于極性分子的極化產(chǎn)生誘導偶極，從而與極性分子的永久偶極相吸引，由于誘導偶從而

33、與極性分子的永久偶極相吸引，由于誘導偶而產(chǎn)生的作用力，稱為而產(chǎn)生的作用力，稱為誘導力誘導力。 極性分子相互充分接近時，在永久偶極的相互極性分子相互充分接近時，在永久偶極的相互影響下，每個極性分子的正、負電荷中心的距離影響下，每個極性分子的正、負電荷中心的距離被拉大，也產(chǎn)生誘導偶極，因此被拉大，也產(chǎn)生誘導偶極，因此誘導力也存在于誘導力也存在于極性分子之間極性分子之間。（二）（二） 誘導力誘導力圖圖10-16 極性分子和非極性分子相互作用示圖極性分子和非極性分子相互作用示圖極性分子非極性分子相互作用示意圖極性分子非極性分子相互作用示意圖Flash10-12誘導力（三）（三） 色散力色散力 在非極性

34、分子中由于電子的運動和原子核的振動，在非極性分子中由于電子的運動和原子核的振動，在一瞬間分子的正、負電荷中心不重合，產(chǎn)生在一瞬間分子的正、負電荷中心不重合，產(chǎn)生瞬間偶瞬間偶極，瞬間偶極誘導相鄰分子產(chǎn)生相應的瞬間誘導偶極極，瞬間偶極誘導相鄰分子產(chǎn)生相應的瞬間誘導偶極。這種瞬間偶極與瞬間偶導與偶極之間的相互作用力稱這種瞬間偶極與瞬間偶導與偶極之間的相互作用力稱為為色散力色散力。雖然瞬時偶極存在時間極短，但是這種情。雖然瞬時偶極存在時間極短，但是這種情況不斷重復，因此色散力始終存在著。況不斷重復，因此色散力始終存在著。 由于極性分子也會產(chǎn)生瞬間偶極，因此由于極性分子也會產(chǎn)生瞬間偶極，因此, 非極性分

35、非極性分子與極性分子之間及極性分子之間也存在色散力。子與極性分子之間及極性分子之間也存在色散力。圖圖10-17 色散力產(chǎn)生示意圖色散力產(chǎn)生示意圖Flash10-13色散力非極性分子相互作用示意圖 綜上所述，綜上所述， 非極性分子非極性分子非極性分子：色散力；非極性分子：色散力； 極性分子極性分子非極性分子：色散力和誘導力；非極性分子：色散力和誘導力； 極性分子極性分子極性分子極性分子: 色散力、誘導力和取向力色散力、誘導力和取向力 對于大多數(shù)分子來說，對于大多數(shù)分子來說，色散力是主要的色散力是主要的；只有；只有當分子的極性很大時，取向力才比較顯著；而誘當分子的極性很大時，取向力才比較顯著；而誘

36、導力通常很小。導力通常很小。三、氫鍵三、氫鍵 當氫原子與電負性大、半徑小的當氫原子與電負性大、半徑小的 X (X=F,O,N) 原子共價鍵后，共用電子對偏向于原子共價鍵后，共用電子對偏向于X 原子，氫原子原子，氫原子幾乎變成了幾乎變成了 “裸核裸核” 。“裸核裸核” 的體積很小，又的體積很小，又沒有內(nèi)層電子，不被其他原子的電子所排斥，還能沒有內(nèi)層電子，不被其他原子的電子所排斥，還能與另一個電負性大、半徑小的與另一個電負性大、半徑小的 Y (Y=F,O,N)原子中原子中的孤對電子產(chǎn)生靜電吸引作用。這種產(chǎn)生在氫原子的孤對電子產(chǎn)生靜電吸引作用。這種產(chǎn)生在氫原子與電負性大的元素原子的孤對電子之間的靜電吸引與電負性大的元素原子的孤對電子之間的靜電吸引稱為稱為氫鍵氫鍵。 氫鍵通常用氫鍵通常用 表示，表示， X和和Y可以是兩可以是兩種相同的元素，也可以是兩種不同的元素。種相同的元素，也可以是兩種不同的元素。 氫鍵可分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵兩氫鍵可分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵兩種類型。一個分子的種類型。一個分子的XH鍵與另一個分子中鍵與另一個分子中的原子形成的氫鍵稱為的原子形成的氫鍵稱為分子間氫鍵分子間氫鍵； 一個分一個分子的子的XH鍵與分子內(nèi)的鍵與分子內(nèi)的 Y 原子形成的氫鍵稱原子形成的氫鍵稱為為分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵。 分子間氫鍵可分為同種分子間