共價(jià)鍵及分子間作用力

1、離離 子子 鍵鍵共共 價(jià)價(jià) 鍵鍵金金 屬屬 鍵鍵 氫氫 鍵鍵 van der Waals力力化學(xué)鍵化學(xué)鍵第九章第九章 共價(jià)鍵和分子間作用力共價(jià)鍵和分子間作用力9.1 9.1 共價(jià)鍵和共價(jià)化合物共價(jià)鍵和共價(jià)化合物 q 經(jīng)典共價(jià)鍵理論經(jīng)典共價(jià)鍵理論 Lewis HH+H H 或 HHF + FF F或 FFBF3 PCl5 共用電子對(duì)共用電子對(duì) 1. 氫分子的形成氫分子的形成:一、一、 現(xiàn)代價(jià)鍵理論現(xiàn)代價(jià)鍵理論氫分子的兩種狀態(tài)氫分子的兩種狀態(tài)1s1s+1s1s+ r/pm74.3E/kJmol-1兩個(gè)氫原子接近時(shí)的能量變化曲線兩個(gè)氫原子接近時(shí)的能量變化曲線（1）兩個(gè)原子相互接近時(shí)，只有自旋方向兩個(gè)

2、原子相互接近時(shí)，只有自旋方向相相反反的兩個(gè)單電子可以相互配對(duì)成鍵。的兩個(gè)單電子可以相互配對(duì)成鍵。2. VB2. VB法基本要點(diǎn)法基本要點(diǎn): :（2 2）共價(jià)鍵的）共價(jià)鍵的飽和性飽和性：原子所能形成共價(jià)鍵：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。的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目。（3 3）共價(jià)鍵的）共價(jià)鍵的方向性方向性：原子軌道最大重疊原理原子軌道最大重疊原理共價(jià)鍵的方向性共價(jià)鍵的方向性 3. 3. 共價(jià)鍵的類型共價(jià)鍵的類型: :H2成鍵軌道示意圖成鍵軌道示意圖鍵鍵 軸軸頭頭 碰碰 頭頭v 鍵和鍵和鍵鍵Cl2成鍵軌道示意圖成鍵軌道示意圖鍵鍵 軸軸頭頭 碰碰 頭頭HCl成鍵軌道示意圖成

3、鍵軌道示意圖鍵鍵 軸軸頭頭 碰碰 頭頭v鍵鍵沿著鍵軸方向以沿著鍵軸方向以“頭碰頭頭碰頭” ” 方式進(jìn)行重疊，軌道的方式進(jìn)行重疊，軌道的重重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱分布，原子軌道間以這疊部分沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱分布，原子軌道間以這種重疊方式形成的共價(jià)鍵稱為種重疊方式形成的共價(jià)鍵稱為鍵。鍵。N2成鍵軌道示意圖成鍵軌道示意圖v 鍵鍵兩個(gè)原子的成鍵軌道以兩個(gè)原子的成鍵軌道以“肩并肩肩并肩”的方式進(jìn)行重疊，的方式進(jìn)行重疊，軌道的重疊部分垂直于鍵軸并呈鏡面反對(duì)稱分布，軌道的重疊部分垂直于鍵軸并呈鏡面反對(duì)稱分布，原子軌道以這種重疊方式形成的共價(jià)鍵稱為原子軌道以這種重疊方式形成的共價(jià)鍵稱為鍵鍵。鍵鍵鍵鍵定義定義

4、頭碰頭頭碰頭肩并肩肩并肩對(duì)稱特點(diǎn)對(duì)稱特點(diǎn)園柱形對(duì)稱園柱形對(duì)稱鏡面反對(duì)稱鏡面反對(duì)稱存在方式存在方式單獨(dú)存在于兩個(gè)原子之間單獨(dú)存在于兩個(gè)原子之間伴隨伴隨鍵而存在鍵而存在穩(wěn)定性穩(wěn)定性鍵比鍵比鍵軌道重疊程度大，鍵軌道重疊程度大， 所以更穩(wěn)定所以更穩(wěn)定鍵和鍵和鍵的比較鍵的比較v 正常共價(jià)鍵和配位共價(jià)鍵正常共價(jià)鍵和配位共價(jià)鍵 正常共價(jià)鍵正常共價(jià)鍵：共價(jià)鍵是由成鍵兩原子各提供共價(jià)鍵是由成鍵兩原子各提供1 1個(gè)個(gè)電子配對(duì)成鍵的，如電子配對(duì)成鍵的，如H2、O2、HCl等分子中的共價(jià)鍵。等分子中的共價(jià)鍵。 配位共價(jià)鍵配位共價(jià)鍵：共價(jià)鍵的形成是由成鍵兩原子中共價(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(duì)，進(jìn)入

5、另一個(gè)原子的空的一個(gè)原子單獨(dú)提供電子對(duì)，進(jìn)入另一個(gè)原子的空軌道共用而成鍵。軌道共用而成鍵。成鍵原子一方有孤對(duì)電子成鍵原子一方有孤對(duì)電子另一方有空軌道另一方有空軌道HHNHH4NH形成條件：形成條件：例：例：配位鍵配位鍵NHHHH+CH4二、雜化軌道理論二、雜化軌道理論 C: 1s22s22p21s22s22px12py1 CH2 鍵角鍵角90 正四面體正四面體 四個(gè)四個(gè)C-H鍵等長(zhǎng)鍵等長(zhǎng) 鍵角為鍵角為10928 CH4:激發(fā)激發(fā)sp3雜化雜化sp32s2p2pC:1s22s22p2能量相近原則能量相近原則軌道數(shù)目守恒原則軌道數(shù)目守恒原則等性雜化等性雜化2s1、雜化軌道理論的基本要點(diǎn)：、雜化軌道

6、理論的基本要點(diǎn)：（1）在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同）在成鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一原子中一原子中的不同類型的原子軌道，可的不同類型的原子軌道，可以進(jìn)行線性組合，重新分配能量和確定空間方向，以進(jìn)行線性組合，重新分配能量和確定空間方向，組成組成的新的原子軌道，這種軌道重新組合的新的原子軌道，這種軌道重新組合的過程稱為的過程稱為雜化雜化，形成的新軌道稱為，形成的新軌道稱為雜化軌道雜化軌道。常見的雜化類型有常見的雜化類型有sp和和spd型型 （2）雜化軌道的角度波函數(shù)在某個(gè)方向的值比雜）雜化軌道的角度波函數(shù)在某個(gè)方向的值比雜化前的大得多，更有利于原子軌道間最大程度地重化前的大得多，

7、更有利于原子軌道間最大程度地重疊，因而雜化軌道比原來(lái)軌道的成鍵能力強(qiáng)。疊，因而雜化軌道比原來(lái)軌道的成鍵能力強(qiáng)。（3）雜化軌道之間力圖在空間取最大夾角分）雜化軌道之間力圖在空間取最大夾角分布，使相互間的排斥能最小，故形成的鍵較穩(wěn)布，使相互間的排斥能最小，故形成的鍵較穩(wěn)定。不同類型的雜化軌道之間的夾角不同，成定。不同類型的雜化軌道之間的夾角不同，成鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。等性雜化等性雜化與與不等性雜化不等性雜化、sp雜化雜化:BeCl2Be:1s22s2BeClCl2s2p激發(fā)激發(fā)2s2psp雜化雜化sp2p2、雜化軌道的類型及應(yīng)用、雜化軌道的類

8、型及應(yīng)用 BeCl2分子的形成分子的形成 參與雜化的原子軌道：參與雜化的原子軌道：1個(gè)個(gè) s + 1個(gè)個(gè)p 雜化軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)：2個(gè)個(gè)sp雜化軌道雜化軌道 雜化軌道間夾角：雜化軌道間夾角：1800 空間構(gòu)型：空間構(gòu)型：直線直線B:1s22s22p1、sp2雜化雜化:BF3激發(fā)激發(fā)BFFF2s2psp2雜化雜化2s2psp22pBF3的形成的形成:參與雜化的原子軌道：參與雜化的原子軌道：1個(gè)個(gè)s + 2個(gè)個(gè)p 雜化軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)：3個(gè)個(gè)sp2雜化軌道雜化軌道雜化軌道間夾角：雜化軌道間夾角：1200 空間構(gòu)型：空間構(gòu)型：正三角形正三角形sp2雜化雜化激發(fā)激發(fā)sp3雜化雜化sp32s2s2p

9、2pv sp3等性雜化等性雜化、 sp3雜化雜化CH4參與雜化的原子軌道：參與雜化的原子軌道：1 1個(gè)個(gè)s + 3s + 3個(gè)個(gè)p p 雜化軌道數(shù)：雜化軌道數(shù)：4 4個(gè)個(gè)spsp3 3雜化軌道雜化軌道雜化軌道間夾角：雜化軌道間夾角：1091090 0 2828 空間構(gòu)型：空間構(gòu)型：正四面體正四面體 等性等性sp3雜化雜化v sp3不等性雜化不等性雜化: NH3 :N:1s22s22p3NHHH2s2psp3雜化雜化sp3H2O ： O 1s22s22p4 2s2psp3雜化雜化sp3OHH小結(jié)小結(jié):雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道類型雜化軌道類型參加雜化的軌

10、道參加雜化的軌道 雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)成鍵軌道夾角成鍵軌道夾角分子空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型 實(shí)例實(shí)例s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p2443不等性不等性sp3spsp2sp3180120 10928 90 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力分子間力的特點(diǎn)分子間力的特點(diǎn):氫化物沸點(diǎn)變化規(guī)律氫化物沸點(diǎn)變化規(guī)律:氫鍵通式氫鍵通式:XHY要有一個(gè)與電負(fù)性很大的元素要有一個(gè)與電負(fù)性很大的元素(X)形成強(qiáng)極形成強(qiáng)極 性鍵的氫原子性鍵的氫原子要有一個(gè)電負(fù)性很大要有一個(gè)電負(fù)性很大,含有孤對(duì)電子并帶有含有孤對(duì)電子并帶有 部分負(fù)電荷的原子部分負(fù)電荷的原子(Y) X,Y的原子半徑都要小的原子半徑都要小氫鍵的特性：氫鍵的特性： 氫鍵

11、鍵能較弱氫鍵鍵能較弱 氫鍵具有方向性和飽和性。氫鍵具有方向性和飽和性。 分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵 物質(zhì)的熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，溶解度，粘度，密度改變物質(zhì)的熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，溶解度，粘度，密度改變. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對(duì)形成氫鍵示意圖氫鍵的形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵的形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:3、含極性共價(jià)鍵的分子不一定是極性分子、含極性共價(jià)鍵的分子不一定是極性分子（ ） 。1、波函數(shù)和原子軌道的含義是一致的。、波函數(shù)和原子軌道的含義是一致的。 （ ） 判斷題判斷題 2、電子等微觀粒子既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即、電子等微觀粒子既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即具有波粒二象性。具有波粒二象性。

12、 （ ）4、氫鍵是具有方向性和飽和性的共價(jià)鍵（、氫鍵是具有方向性和飽和性的共價(jià)鍵（ ） 。5 5、將氫原子的、將氫原子的1s1s電子激發(fā)到電子激發(fā)到3s3s軌道要比激發(fā)到軌道要比激發(fā)到3p3p軌道軌道所需的能量少。所需的能量少。 （ ） 6 6、偶極矩為零的分子中肯定不存在極性共價(jià)鍵、偶極矩為零的分子中肯定不存在極性共價(jià)鍵（ ） 。 7 7、原子形成的共價(jià)鍵數(shù)目可以超過該基態(tài)原子的未成原子形成的共價(jià)鍵數(shù)目可以超過該基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)。對(duì)電子數(shù)。 （ ）8、BF3分子中，分子中，B原子的原子的s軌道與軌道與F原子的原子的p軌道進(jìn)行軌道進(jìn)行sp2等性雜化，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。等性雜化，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。 （ ） 1、已知、已知H2O分子中分子中O原子采取原子采取sp3不等性雜化，則該不等性雜化，則該分子在空間的構(gòu)型為：分子在空間的構(gòu)型為： （ ） A、“V”字形字形 B、平面三角形、平面三角形 C、三角錐形、三角錐形 D、正四面體形、正四面體形選擇題選擇題2、已知某原子中四個(gè)電子的量子數(shù)（、已知某原子中四個(gè)電子的量子數(shù)（n、l、m、ms）如下，其中能量最高的是：如下，其中能量最高的是： （ ） A、3，1，1，-1/2 B、3，1，0，-1/2 C、3，1，0，+1/2 D、