無機(jī)化學(xué)7章-共價(jià)鍵與分子的結(jié)構(gòu)課件

第七章

共價(jià)鍵與分子的結(jié)構(gòu)第七章

共價(jià)鍵與分子的結(jié)構(gòu)7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論7.4分子軌道理論簡介7.5分子間力與氫鍵7.6晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理◆共價(jià)鍵本質(zhì):電性成鍵的兩原子軌道最大程度地重疊，兩核間的電子云密集區(qū)與兩核的強(qiáng)烈吸引作用。上節(jié)課回顧7.1價(jià)鍵理論◆共價(jià)鍵本質(zhì):電性成鍵的兩原子軌道最大程度地重疊，兩核間上1)電子配對(duì)原理

價(jià)鍵理論(valencebondtheory),(VB法)的要點(diǎn):2)最大重疊原理共價(jià)鍵特征:飽和性方向性共價(jià)鍵的類型鍵鍵配位鍵1)電子配對(duì)原理價(jià)鍵理論(valencebondtheoσ鍵π鍵重疊方式頭碰頭肩并肩重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱分布垂直于鍵軸呈鏡面反對(duì)稱分布重疊程度較大較小存在方式可單獨(dú)存在與σ鍵共存穩(wěn)定性較牢固較易斷開例s-s,s-px

,px-pxpy-py,pz-pzσ鍵π鍵重疊方式頭碰頭肩并肩重疊部分沿鍵軸呈圓柱形垂直于鍵軸■

配位鍵形成條件：①一個(gè)原子的價(jià)電子層有孤電子對(duì)②另一個(gè)原子的價(jià)電子層有空軌道■配位鍵形成條件：①一個(gè)原子的價(jià)電子層有孤電子對(duì)②另一個(gè)原5.鍵參數(shù)鍵參數(shù)表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量鍵能鍵長鍵角鍵的極性(bondenergy)(bondlength)(bondangle)(bondpolar)5.鍵參數(shù)鍵參數(shù)表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量鍵能鍵長鍵角鍵的極性(價(jià)鍵理論共價(jià)鍵的形成共價(jià)鍵的方向性和飽和性說明了解釋了無法解釋H2O中O-H鍵角104045’CH4為正四面體結(jié)構(gòu)價(jià)鍵理論的局限性思考價(jià)鍵理論共價(jià)鍵的形成共價(jià)鍵的方向性和飽和性說明了解釋了無法解7.2雜化軌道理論1.雜化軌道理論基本要點(diǎn)：(1)軌道雜化和雜化軌道◆過程——軌道雜化◆新軌道——雜化軌道7.2雜化軌道理論1.雜化軌道理論基本要點(diǎn)：(1(2)由于成鍵原子軌道雜化后，有利于形成更大的重疊，因此雜化軌道比原有的原子軌道成鍵能力更強(qiáng)。

(3)形成的雜化軌道之間應(yīng)盡可能地滿足最小排斥原理，雜化軌道之間的夾角應(yīng)達(dá)到最大。(2)由于成鍵原子軌道雜化后，有利于形成更大的重疊，因

(4)分子的空間構(gòu)型主要取決于分子中σ鍵形成的骨架，雜化軌道形成的鍵為σ鍵，所以，雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型相關(guān)。(5)n個(gè)原子軌道雜化后組合成n個(gè)雜化軌道(4)分子的空間構(gòu)型主要取決于分子中σ鍵形成的骨架，雜化2.雜化類型與分子幾何構(gòu)型(1)sp雜化:1個(gè)S軌道和一個(gè)P軌道線性組合.如BF3

(2)sp2雜化:1個(gè)S軌道和2個(gè)P軌道線性組合2s2p激發(fā)2s2psp雜化sp2pBe:1S22S2Be:1S22S22P12.雜化類型與分子幾何構(gòu)型(1)sp雜化:如BF3(2)s(3)sp3雜化:CH43(3)sp3雜化:CH43sp3雜化軌道的特點(diǎn)

能量相近的1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道組合成4個(gè)sp3

雜化軌道每個(gè)sp3雜化軌道均含有1/4的S軌道成分和3/4的p軌道成分。

4個(gè)sp3軌道間的夾角為109o28’。

sp3雜化軌道的特點(diǎn)每個(gè)sp3雜化軌道均含有■

NH3的形成過程雜化成鍵孤電子對(duì)2s2p(N的基態(tài))sp3(雜化態(tài))sp3-s(化合態(tài))(4)不等性sp3雜化:

NH3:NHHH■NH3的形成過程雜化成鍵孤電子對(duì)2s2p(N的基態(tài))spNHHHNH3分子的空間構(gòu)型——三角錐形107°孤電子對(duì)◆不等性雜化——參加雜化軌道含孤電子對(duì)NHHHNH3分子的空間構(gòu)型——三角錐形107°孤電子對(duì)◆不NH3的形成:2s2p軌道NH3的形成:2s2p軌道雜化成鍵孤電子對(duì)■

H2O的形成過程2s2p(O的基態(tài))sp3(雜化態(tài))sp3-s(化合態(tài))雜化成鍵孤電子對(duì)■H2O的形成過程2s2p(O的基態(tài))spOHHH2O分子的空間構(gòu)型——V形孤電子對(duì)104°45′OHHH2O分子的空間構(gòu)型——V形孤電子對(duì)104°45′不等性雜化:

中心原子雜化后所形成的幾個(gè)雜化軌道所含原來軌道成分的比例不相等,性質(zhì)和能量不完全相同,稱為不等性雜化.不等性雜化:中心原子雜化后所形成的幾個(gè)雜化軌雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道類型參加雜化的軌道雜化軌道數(shù)成鍵軌道夾角分子空間構(gòu)型實(shí)例中心原子s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p2443不等性sp3spsp2sp3180o120o109o28’90o<<109o28’Be(ⅡA)Hg(ⅡB)B(ⅢA)C,Si(ⅣA)N,P(ⅤA)O,S(ⅥA)H2OH2SBeCl2HgCl2BF3BCl3CH4SiCl4NH3PH3雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道類型s+ps+(1.試用雜化軌道理論分別說明HgCl2、SnCl4的中心原子可能采取的雜化類型及分子的空間構(gòu)型。已知：Hg的價(jià)電子層構(gòu)型：5d106S2已知：Sn的價(jià)層電子構(gòu)型：5S25P2中心原子Hg采取的雜化類型為SP雜化，HgCl2分子空間構(gòu)型為直線型中心原子Sn采取的雜化類型為SP3雜化，SnCl4分子空間構(gòu)型為正四面體型。1.試用雜化軌道理論分別說明HgCl2、S2、已知BF3的空間構(gòu)型為平面正三角形，而NF3是三角錐形，試用雜化理論給予說明。B原子的價(jià)層電子構(gòu)型：2S22P1N原子的價(jià)層電子構(gòu)型：2S22P32、已知BF3的空間構(gòu)型為平面正三角形，而NF3是三角錐形，7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論7.4分子軌道理論簡介7.5分子間力與氫鍵7.6晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理強(qiáng)調(diào)電子對(duì)和成鍵電子的定律，有鍵的概念，直觀易懂，空間結(jié)構(gòu)解釋成功。

但是該理論認(rèn)為分子中的電子仍屬于原來的原子，有局限性，不能解釋O2具有順磁性？？

單電子鍵？三電子鍵現(xiàn)象？價(jià)鍵理論特點(diǎn)：1932年，分子軌道理論(MO法）被提出，多原子分子結(jié)構(gòu)能較好說明。強(qiáng)調(diào)電子對(duì)和成鍵電子的定律，有鍵的概念，直觀7.4分子軌道理論分子軌道：描述分子中電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù).1.分子軌道理論(MO法)基本要點(diǎn):

(1)分子中的電子是在整個(gè)分子范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用分子波函數(shù)來描述;

7.4分子軌道理論分子軌道：描述分子中電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)分子軌道區(qū)別于原子軌道:

①在原子中，電子的運(yùn)動(dòng)只受1個(gè)原子核的作用，原子軌道是單核系統(tǒng)；而在分子中，電子則在所有原子核勢(shì)場作用下運(yùn)動(dòng)，分子軌道是多核系統(tǒng)。

②原子軌道的名稱用s、p、d…符號(hào)表示，而分子軌道的名稱則相應(yīng)地用σ、π、δ…符號(hào)表示。分子軌道區(qū)別于原子軌道:②原子軌道的名稱用s、如H2中，ψa和ψb分別表示兩個(gè)氫原子的1s軌道，它們線性組合后得到兩個(gè)分子軌道：ψⅠ=C1ψa+C2ψbψⅡ=C1ψa-C2ψb(2)分子軌道由成鍵原子軌道線性組合而成;成鍵軌道反鍵軌道如H2中，ψa和ψb分別表示兩個(gè)氫原子的1s軌道，原子軌道和分子軌道的能級(jí)關(guān)系1sσ1S成鍵σ1S反鍵1s能級(jí)成鍵分子軌道:能量降低反鍵分子軌道:能量升高原子軌道線性組合

組合前后軌道總數(shù)不變,且成鍵軌道降低的能量近似等于反鍵軌道升高的能量原子軌道和分子軌道的能級(jí)關(guān)系1sσ1S成鍵σ1S反鍵1s能(3)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：對(duì)稱性匹配原則:進(jìn)行線性組合的兩個(gè)原子軌道對(duì)稱性匹配才能組合成分子軌道參加組合的兩原子軌道對(duì)稱性不匹配(3)為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子軌原子軌道分別對(duì)于xy平面呈反對(duì)稱原子軌道分別對(duì)于x軸呈圓柱形對(duì)稱原子軌道分別對(duì)于xy平面呈反對(duì)稱原子軌道分別對(duì)于x軸呈圓柱形因此，對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道時(shí),有兩種組合方式:s-s、s-px、px-px、（對(duì)

x軸）組成σ分子軌道；py-py

（對(duì)

xz平面）、pz-pz（對(duì)

xy平面）組成π分子軌道。因此，對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道時(shí),有兩種組合方p-p原子軌道的組合:“頭碰頭”方式:p-p原子軌道的組合:“頭碰頭”方式:“肩并肩”方式:p-p原子軌道的組合:“肩并肩”方式:p-p原子軌道的組合:＋＋重疊＋－重疊＋－重疊＋＋重疊＋＋重疊＋＋重疊＋－重疊＋－重疊＋＋重疊＋－重疊＋－重疊＋＋重疊＋＋重疊＋＋重疊＋－重疊＋－能量相近原則：只有能量相近的原子軌道才能有效組合成分子軌道當(dāng)H原子和F原子形成HF分子時(shí)，根據(jù)能量近似原則，H原子的1s軌道只能和F原子的2p軌道組合才有效。例如，H原子的1s軌道的能量為-1312kJ·mol-1F原子的1s、2s和2p軌道的能量分別為-67181、-3870.8和-1797.4kJ·mol-1能量相近原則：只有能量相近的原子軌道才能有效組合成分子軌道當(dāng)(4)電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則。軌道最大重疊原則：重疊程度越大，組合的分子軌道能量越低,所形成的化學(xué)鍵愈牢固.具體排布時(shí)，應(yīng)先知道分子軌道的能級(jí)順序。分子軌道能級(jí)順序主要借助于分子光譜實(shí)驗(yàn)來確定。(4)電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能3.分子軌道的能級(jí)(1)同核雙原子分子的軌道能級(jí)圖3.分子軌道的能級(jí)(1)同核雙原子分子的軌道能級(jí)圖1s<1s*<2s<2s*<2px

<2py=2pz<2py*=2pz*<2px*1s<1s*<2s<2s<2py=2pz

*<2px

<2py*=2pz*<2px*(O,F

：2S、2P能量差大）1s<1s*<2s<2s*<2px<第二周期同核雙原子分子O2中電子的排布

：第二周期同核雙原子分子O2中電子的排布：在分子軌道理論中，用鍵級(jí)（bondorder）表示鍵的牢固程度。鍵級(jí)的定義是：鍵級(jí)=(成鍵軌道電子數(shù)-反鍵軌道電子數(shù))÷2求N2、

F2的電子排布式及鍵級(jí)：∵N：1s22s22p3∴N2

的電子排布為:(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2

鍵級(jí)=(10-4)÷2=3或：N2[KK(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2]每一個(gè)K表示K層原子軌道上的2個(gè)電子在分子軌道理論中，用鍵級(jí)（bondorder）表示鍵的牢固F：1s22s22p5F2：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)2(2pz*)2鍵級(jí)=(10-8)÷2=1或：F2[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)2(2pz*)2]F：1s22s22p5F2：鍵級(jí)=(10-8)÷2①兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和小于或等于14（氮分子中電子數(shù)）[CO：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2]鍵級(jí)=(10-4)÷2=3CO和N2為等電子體對(duì)于第二周期元素的異核雙原子分子或離子，可近似地用第二周期的同核雙原子分子的方法去處理：（2）異核雙原子分子軌道能級(jí)①兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和小于或等于14（氮分子中電子數(shù)②兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和大于14NO：[(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)1]②兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和大于14NO：[(4.分子軌道理論的應(yīng)用:(1)推測分子的存在和闡明分子的結(jié)構(gòu):①分子離子與Li2分子H2＋中只有1個(gè)1s電子，所以它的分子軌道式為(σ1s)1。鍵級(jí)=1/2故H2＋可以存在，但不很穩(wěn)定,稱為單電子σ鍵。Li2的分子軌道式：Li2[KK(σ2s)2]由于有2個(gè)價(jià)電子進(jìn)入(σ2s)軌道，體系能量也降低，因此從理論上推測Li2分子也是可能存在的。4.分子軌道理論的應(yīng)用:(1)推測分子的存在和闡明分子的結(jié)構(gòu)2）Be2分子與Ne2分子Be2[KK(σ2s)2(σ*2s)2]Ne2[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)2(2px*

)2Be2分子和Ne2分子不是高度不穩(wěn)定就是根本不存在。事實(shí)上Be2和Ne2分子至今尚未被發(fā)現(xiàn)。3）He2分子與分子離子He2[(σ1s)2(σ*1s)2]

[(σ1s)2(σ*1s)1]

分子離子可以存在。三電子σ鍵2）Be2分子與Ne2分子Be2[KK(σ2s)2(σ*2試比較NO分子和NO+離子的穩(wěn)定性。NO：[(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)1]NO+：[(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

]鍵級(jí)=(10-5)÷2=2.5鍵級(jí)=(10-4)÷2=3故NO+比NO更穩(wěn)定。試比較NO分子和NO+離子的穩(wěn)定性。NO：[(1(2)預(yù)言分子的順磁與反磁性:順磁性:凡有未成對(duì)電子的分子，在外加磁場中必順著磁場方向排列,分子的這種性質(zhì)叫順磁性反之，電子完全配對(duì)的分子則具有反磁性如:O2,按價(jià)鍵理論，O2分子的結(jié)構(gòu)應(yīng)為：O＝O即:O2分子是以雙鍵結(jié)合的，分子中無未成對(duì)電子，應(yīng)具有反磁性。(2)預(yù)言分子的順磁與反磁性:順磁性:反之，電子完全配對(duì)的分磁性實(shí)驗(yàn)說明O2分子具有順磁性，而且光譜實(shí)驗(yàn)還指出O2分子中含有兩個(gè)自旋平行的未成對(duì)電子。按照分子軌道理論來處理:KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1其中有一個(gè)鍵、兩個(gè)三電子鍵.

O2

鍵級(jí)=(10-6)÷2=2····……OO兩個(gè)未成對(duì)電子在較高能量的反鍵軌道上,故氧表現(xiàn)相當(dāng)大的活潑性磁性實(shí)驗(yàn)說明O2分子具有順磁性，而且光譜實(shí)驗(yàn)還指出O2分子中試用分子軌道理論說明超氧離子O2-和過氧離子O22-能否存在，與氧分子相比，其穩(wěn)定性和磁性如何？[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)1(2pZ*)1]O2：O2-[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)2

(2pZ*)1]O22-[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)2(2pZ*)2]試用分子軌道理論說明超氧離子O2-和過氧離子O22-能否存在優(yōu)點(diǎn)：1.分子具有整體性；2.分子體系能量降低就可以成鍵；3.應(yīng)用范圍廣局限性：價(jià)鍵概念不明顯，計(jì)算方法復(fù)雜，描述分子構(gòu)型不直觀，不易為一般學(xué)習(xí)者應(yīng)用及掌握。分子軌道理論優(yōu)點(diǎn)：1.分子具有整體性；2.分子體系能量降低就可以成鍵；3作業(yè)：P161思考題：1.課后作業(yè)：2、3、5、7、22（1、2、3、4）作業(yè)：P161第七章

共價(jià)鍵與分子的結(jié)構(gòu)第七章

共價(jià)鍵與分子的結(jié)構(gòu)7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論7.4分子軌道理論簡介7.5分子間力與氫鍵7.6晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理◆共價(jià)鍵本質(zhì):電性成鍵的兩原子軌道最大程度地重疊，兩核間的電子云密集區(qū)與兩核的強(qiáng)烈吸引作用。上節(jié)課回顧7.1價(jià)鍵理論◆共價(jià)鍵本質(zhì):電性成鍵的兩原子軌道最大程度地重疊，兩核間上1)電子配對(duì)原理

價(jià)鍵理論(valencebondtheory),(VB法)的要點(diǎn):2)最大重疊原理共價(jià)鍵特征:飽和性方向性共價(jià)鍵的類型鍵鍵配位鍵1)電子配對(duì)原理價(jià)鍵理論(valencebondtheoσ鍵π鍵重疊方式頭碰頭肩并肩重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱分布垂直于鍵軸呈鏡面反對(duì)稱分布重疊程度較大較小存在方式可單獨(dú)存在與σ鍵共存穩(wěn)定性較牢固較易斷開例s-s,s-px

,px-pxpy-py,pz-pzσ鍵π鍵重疊方式頭碰頭肩并肩重疊部分沿鍵軸呈圓柱形垂直于鍵軸■

配位鍵形成條件：①一個(gè)原子的價(jià)電子層有孤電子對(duì)②另一個(gè)原子的價(jià)電子層有空軌道■配位鍵形成條件：①一個(gè)原子的價(jià)電子層有孤電子對(duì)②另一個(gè)原5.鍵參數(shù)鍵參數(shù)表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量鍵能鍵長鍵角鍵的極性(bondenergy)(bondlength)(bondangle)(bondpolar)5.鍵參數(shù)鍵參數(shù)表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量鍵能鍵長鍵角鍵的極性(價(jià)鍵理論共價(jià)鍵的形成共價(jià)鍵的方向性和飽和性說明了解釋了無法解釋H2O中O-H鍵角104045’CH4為正四面體結(jié)構(gòu)價(jià)鍵理論的局限性思考價(jià)鍵理論共價(jià)鍵的形成共價(jià)鍵的方向性和飽和性說明了解釋了無法解7.2雜化軌道理論1.雜化軌道理論基本要點(diǎn)：(1)軌道雜化和雜化軌道◆過程——軌道雜化◆新軌道——雜化軌道7.2雜化軌道理論1.雜化軌道理論基本要點(diǎn)：(1(2)由于成鍵原子軌道雜化后，有利于形成更大的重疊，因此雜化軌道比原有的原子軌道成鍵能力更強(qiáng)。

(3)形成的雜化軌道之間應(yīng)盡可能地滿足最小排斥原理，雜化軌道之間的夾角應(yīng)達(dá)到最大。(2)由于成鍵原子軌道雜化后，有利于形成更大的重疊，因

(4)分子的空間構(gòu)型主要取決于分子中σ鍵形成的骨架，雜化軌道形成的鍵為σ鍵，所以，雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型相關(guān)。(5)n個(gè)原子軌道雜化后組合成n個(gè)雜化軌道(4)分子的空間構(gòu)型主要取決于分子中σ鍵形成的骨架，雜化2.雜化類型與分子幾何構(gòu)型(1)sp雜化:1個(gè)S軌道和一個(gè)P軌道線性組合.如BF3

(2)sp2雜化:1個(gè)S軌道和2個(gè)P軌道線性組合2s2p激發(fā)2s2psp雜化sp2pBe:1S22S2Be:1S22S22P12.雜化類型與分子幾何構(gòu)型(1)sp雜化:如BF3(2)s(3)sp3雜化:CH43(3)sp3雜化:CH43sp3雜化軌道的特點(diǎn)

能量相近的1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道組合成4個(gè)sp3

雜化軌道每個(gè)sp3雜化軌道均含有1/4的S軌道成分和3/4的p軌道成分。

4個(gè)sp3軌道間的夾角為109o28’。

sp3雜化軌道的特點(diǎn)每個(gè)sp3雜化軌道均含有■

NH3的形成過程雜化成鍵孤電子對(duì)2s2p(N的基態(tài))sp3(雜化態(tài))sp3-s(化合態(tài))(4)不等性sp3雜化:

NH3:NHHH■NH3的形成過程雜化成鍵孤電子對(duì)2s2p(N的基態(tài))spNHHHNH3分子的空間構(gòu)型——三角錐形107°孤電子對(duì)◆不等性雜化——參加雜化軌道含孤電子對(duì)NHHHNH3分子的空間構(gòu)型——三角錐形107°孤電子對(duì)◆不NH3的形成:2s2p軌道NH3的形成:2s2p軌道雜化成鍵孤電子對(duì)■

H2O的形成過程2s2p(O的基態(tài))sp3(雜化態(tài))sp3-s(化合態(tài))雜化成鍵孤電子對(duì)■H2O的形成過程2s2p(O的基態(tài))spOHHH2O分子的空間構(gòu)型——V形孤電子對(duì)104°45′OHHH2O分子的空間構(gòu)型——V形孤電子對(duì)104°45′不等性雜化:

中心原子雜化后所形成的幾個(gè)雜化軌道所含原來軌道成分的比例不相等,性質(zhì)和能量不完全相同,稱為不等性雜化.不等性雜化:中心原子雜化后所形成的幾個(gè)雜化軌雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道類型參加雜化的軌道雜化軌道數(shù)成鍵軌道夾角分子空間構(gòu)型實(shí)例中心原子s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p2443不等性sp3spsp2sp3180o120o109o28’90o<<109o28’Be(ⅡA)Hg(ⅡB)B(ⅢA)C,Si(ⅣA)N,P(ⅤA)O,S(ⅥA)H2OH2SBeCl2HgCl2BF3BCl3CH4SiCl4NH3PH3雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型雜化軌道類型s+ps+(1.試用雜化軌道理論分別說明HgCl2、SnCl4的中心原子可能采取的雜化類型及分子的空間構(gòu)型。已知：Hg的價(jià)電子層構(gòu)型：5d106S2已知：Sn的價(jià)層電子構(gòu)型：5S25P2中心原子Hg采取的雜化類型為SP雜化，HgCl2分子空間構(gòu)型為直線型中心原子Sn采取的雜化類型為SP3雜化，SnCl4分子空間構(gòu)型為正四面體型。1.試用雜化軌道理論分別說明HgCl2、S2、已知BF3的空間構(gòu)型為平面正三角形，而NF3是三角錐形，試用雜化理論給予說明。B原子的價(jià)層電子構(gòu)型：2S22P1N原子的價(jià)層電子構(gòu)型：2S22P32、已知BF3的空間構(gòu)型為平面正三角形，而NF3是三角錐形，7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論7.4分子軌道理論簡介7.5分子間力與氫鍵7.6晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7.1價(jià)鍵理論7.2雜化軌道理論※7.3價(jià)層電子對(duì)互斥理強(qiáng)調(diào)電子對(duì)和成鍵電子的定律，有鍵的概念，直觀易懂，空間結(jié)構(gòu)解釋成功。

但是該理論認(rèn)為分子中的電子仍屬于原來的原子，有局限性，不能解釋O2具有順磁性？？

單電子鍵？三電子鍵現(xiàn)象？價(jià)鍵理論特點(diǎn)：1932年，分子軌道理論(MO法）被提出，多原子分子結(jié)構(gòu)能較好說明。強(qiáng)調(diào)電子對(duì)和成鍵電子的定律，有鍵的概念，直觀7.4分子軌道理論分子軌道：描述分子中電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù).1.分子軌道理論(MO法)基本要點(diǎn):

(1)分子中的電子是在整個(gè)分子范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用分子波函數(shù)來描述;

7.4分子軌道理論分子軌道：描述分子中電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)分子軌道區(qū)別于原子軌道:

①在原子中，電子的運(yùn)動(dòng)只受1個(gè)原子核的作用，原子軌道是單核系統(tǒng)；而在分子中，電子則在所有原子核勢(shì)場作用下運(yùn)動(dòng)，分子軌道是多核系統(tǒng)。

②原子軌道的名稱用s、p、d…符號(hào)表示，而分子軌道的名稱則相應(yīng)地用σ、π、δ…符號(hào)表示。分子軌道區(qū)別于原子軌道:②原子軌道的名稱用s、如H2中，ψa和ψb分別表示兩個(gè)氫原子的1s軌道，它們線性組合后得到兩個(gè)分子軌道：ψⅠ=C1ψa+C2ψbψⅡ=C1ψa-C2ψb(2)分子軌道由成鍵原子軌道線性組合而成;成鍵軌道反鍵軌道如H2中，ψa和ψb分別表示兩個(gè)氫原子的1s軌道，原子軌道和分子軌道的能級(jí)關(guān)系1sσ1S成鍵σ1S反鍵1s能級(jí)成鍵分子軌道:能量降低反鍵分子軌道:能量升高原子軌道線性組合

組合前后軌道總數(shù)不變,且成鍵軌道降低的能量近似等于反鍵軌道升高的能量原子軌道和分子軌道的能級(jí)關(guān)系1sσ1S成鍵σ1S反鍵1s能(3)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：對(duì)稱性匹配原則:進(jìn)行線性組合的兩個(gè)原子軌道對(duì)稱性匹配才能組合成分子軌道參加組合的兩原子軌道對(duì)稱性不匹配(3)為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子軌原子軌道分別對(duì)于xy平面呈反對(duì)稱原子軌道分別對(duì)于x軸呈圓柱形對(duì)稱原子軌道分別對(duì)于xy平面呈反對(duì)稱原子軌道分別對(duì)于x軸呈圓柱形因此，對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道時(shí),有兩種組合方式:s-s、s-px、px-px、（對(duì)

x軸）組成σ分子軌道；py-py

（對(duì)

xz平面）、pz-pz（對(duì)

xy平面）組成π分子軌道。因此，對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道時(shí),有兩種組合方p-p原子軌道的組合:“頭碰頭”方式:p-p原子軌道的組合:“頭碰頭”方式:“肩并肩”方式:p-p原子軌道的組合:“肩并肩”方式:p-p原子軌道的組合:＋＋重疊＋－重疊＋－重疊＋＋重疊＋＋重疊＋＋重疊＋－重疊＋－重疊＋＋重疊＋－重疊＋－重疊＋＋重疊＋＋重疊＋＋重疊＋－重疊＋－能量相近原則：只有能量相近的原子軌道才能有效組合成分子軌道當(dāng)H原子和F原子形成HF分子時(shí)，根據(jù)能量近似原則，H原子的1s軌道只能和F原子的2p軌道組合才有效。例如，H原子的1s軌道的能量為-1312kJ·mol-1F原子的1s、2s和2p軌道的能量分別為-67181、-3870.8和-1797.4kJ·mol-1能量相近原則：只有能量相近的原子軌道才能有效組合成分子軌道當(dāng)(4)電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則。軌道最大重疊原則：重疊程度越大，組合的分子軌道能量越低,所形成的化學(xué)鍵愈牢固.具體排布時(shí)，應(yīng)先知道分子軌道的能級(jí)順序。分子軌道能級(jí)順序主要借助于分子光譜實(shí)驗(yàn)來確定。(4)電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能3.分子軌道的能級(jí)(1)同核雙原子分子的軌道能級(jí)圖3.分子軌道的能級(jí)(1)同核雙原子分子的軌道能級(jí)圖1s<1s*<2s<2s*<2px

<2py=2pz<2py*=2pz*<2px*1s<1s*<2s<2s<2py=2pz

*<2px

<2py*=2pz*<2px*(O,F

：2S、2P能量差大）1s<1s*<2s<2s*<2px<第二周期同核雙原子分子O2中電子的排布

：第二周期同核雙原子分子O2中電子的排布：在分子軌道理論中，用鍵級(jí)（bondorder）表示鍵的牢固程度。鍵級(jí)的定義是：鍵級(jí)=(成鍵軌道電子數(shù)-反鍵軌道電子數(shù))÷2求N2、

F2的電子排布式及鍵級(jí)：∵N：1s22s22p3∴N2

的電子排布為:(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2

鍵級(jí)=(10-4)÷2=3或：N2[KK(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2]每一個(gè)K表示K層原子軌道上的2個(gè)電子在分子軌道理論中，用鍵級(jí)（bondorder）表示鍵的牢固F：1s22s22p5F2：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)2(2pz*)2鍵級(jí)=(10-8)÷2=1或：F2[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)2(2pz*)2]F：1s22s22p5F2：鍵級(jí)=(10-8)÷2①兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和小于或等于14（氮分子中電子數(shù)）[CO：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2]鍵級(jí)=(10-4)÷2=3CO和N2為等電子體對(duì)于第二周期元素的異核雙原子分子或離子，可近似地用第二周期的同核雙原子分子的方法去處理：（2）異核雙原子分子軌道能級(jí)①兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和小于或等于14（氮分子中電子數(shù)②兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和大于14NO：[(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2

(2py*)1]②兩個(gè)組成原子的原子序數(shù)之和大于14NO：[(4.分子軌道理論的應(yīng)用:(1)推測分子的存在和闡明分子的結(jié)構(gòu):①分子離子與Li2分子H2＋中只有1個(gè)1s電子，所以它的分子軌道式為(σ1s)1。鍵級(jí)=1/2故H2＋可以存在，但不很穩(wěn)定,稱為單電子σ鍵。Li2的分子軌道式：Li2[KK(σ2s)2]由于有2個(gè)價(jià)電子進(jìn)入(σ2s)軌道，體系能量也降低，因此從理論上推測Li2分子也是可能存在的。4.分子軌道理論的應(yīng)用:(1)推測分子的存在和闡明分子的結(jié)構(gòu)2）Be2分子與Ne2分子Be2[KK(σ2s)2(σ*2s)2]Ne2[KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)2(