第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件

分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)競(jìng)賽大綱路易斯結(jié)構(gòu)式。路易斯結(jié)構(gòu)式正確性與合理性判斷。孤對(duì)電子對(duì)。8電子、缺電子、多電子結(jié)構(gòu)。（主族）元素化合價(jià)（價(jià)電子數(shù)）與路易斯結(jié)構(gòu)式中的單鍵、雙鍵和三鍵及孤對(duì)電子對(duì)數(shù)目的關(guān)系?！卜肿樱òx子、游離基）的〕總價(jià)電子數(shù)=（分子的）鍵和電子數(shù)+孤電子數(shù)。形式電荷。形式電荷與路易斯結(jié)構(gòu)式的合理性。分子真實(shí)結(jié)構(gòu)與路易斯結(jié)構(gòu)式。分子結(jié)構(gòu)競(jìng)賽大綱路易斯結(jié)構(gòu)式。路易斯結(jié)構(gòu)式正確性與合理性判斷路易斯理論(covalentbondtheory）

美國(guó)科學(xué)家LewisG.N.在1916年假定化學(xué)鍵所涉及的每一對(duì)電子處于兩個(gè)相鄰原子之間為其共享，用A—B表示.雙鍵和叁鍵相應(yīng)于兩對(duì)或三對(duì)共享電子.分子的穩(wěn)定性是因?yàn)楣蚕黼娮訉?duì)服從“八隅律”(octetrule).如＋ClClHH路易斯理論(covalentbondtheory）路易斯結(jié)構(gòu)式：用“—”表示共價(jià)鍵/鍵合電子/成鍵電子；用“

·”表示孤對(duì)電子/非鍵合電子。簡(jiǎn)單分子的路易斯結(jié)構(gòu)式可用觀察法直接得到。路易斯結(jié)構(gòu)式：用“—”表示共價(jià)鍵/鍵合電子/成鍵電子；用“復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：計(jì)算可用價(jià)電子的數(shù)目。在分子中為每一個(gè)原子貢獻(xiàn)的價(jià)電子相加，對(duì)于負(fù)離子要加上離子的電荷數(shù)，對(duì)于正離子要減去離子的電荷數(shù)。以NH4+和NO3-為例：畫(huà)出分子或離子的結(jié)構(gòu)草圖，用單鍵把原子連接起來(lái)，使每個(gè)原子的電子總數(shù)為8(含成鍵電子對(duì)和非成鍵電子對(duì))。如原子的排列有幾種可能，則用化學(xué)或物理方法確定哪一種可能的結(jié)構(gòu)是正確的，它一般遵循下列規(guī)律：復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：計(jì)算可用價(jià)電子的數(shù)目。在分子中為原子排列遵循的一般規(guī)律：氫原子總是形成單鍵，碳原子通常是4個(gè)鍵。同一分子有幾個(gè)碳原子，可能會(huì)鍵合成鏈狀或環(huán)狀。在含有幾個(gè)氧原子和一個(gè)非金屬原子的化合物或離子里，氧原子通常圍繞非金屬中心原子排列。含氧酸中，可電離的氫原子通常與氧原子鍵合，而氧原子與非金屬原子鍵合。如H—O—X原子排列遵循的一般規(guī)律：氫原子總是形成單鍵，碳原子通常是4個(gè)復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：計(jì)算所畫(huà)結(jié)構(gòu)里電子的總數(shù)，并將它與第一步計(jì)算所得到的可用價(jià)電子數(shù)對(duì)比。若多出2個(gè)電子，則該分子有一個(gè)雙鍵，且該重鍵在C—C或在氧與某一元素之間。如ClO-、HCN。畫(huà)出SO2Cl2、HNO3、H2SO3、CO32-、SO42-的路易斯結(jié)構(gòu)式。分析CCl4、BCl3、PCl5的路易斯結(jié)構(gòu)式。復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：計(jì)算所畫(huà)結(jié)構(gòu)里電子的總數(shù)，并將它①缺電子結(jié)構(gòu)——包括形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)之內(nèi)，少于8電子的，稱為缺電子結(jié)構(gòu)。如第3主族的硼和鋁，典型的例子有BCl3、AlCl3，缺電子結(jié)構(gòu)的分子往往有形成配合物的能力。例如：BCl3＋:NH3＝Cl3B←NH3能夠接受電子對(duì)的分子稱為“路易斯酸”，能夠給出電子對(duì)的分子稱為“路易斯堿”。路易斯酸和路易斯堿以配價(jià)鍵相互結(jié)合形成的化合物叫做“路易斯酸堿對(duì)”。

①缺電子結(jié)構(gòu)——包括形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)之內(nèi)，少于8電子的②多電子結(jié)構(gòu)——如PCl5里的磷呈5價(jià)，氯呈-1價(jià)。中性磷原子的價(jià)電子數(shù)為5。在PCl5磷原子的周圍的電子數(shù)為10，超過(guò)8。這種例外只有第3周期或更高周期的元素的原子才有可能出現(xiàn)。②多電子結(jié)構(gòu)——如PCl5里的磷呈5價(jià)，氯呈-1價(jià)。中性磷原復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：N2O路易斯結(jié)構(gòu)式可用“形式電荷”判斷其合理性。將鍵合電子的半數(shù)分別歸屬各鍵合原子，再加上各原子的孤對(duì)電子數(shù)，如果兩者之和等于該原子(呈游離態(tài)電中性時(shí))的價(jià)層電子數(shù)，形式電荷計(jì)為零，否則少了電子，形式電荷計(jì)“+”，多了電子計(jì)為“-”。當(dāng)結(jié)構(gòu)式中所有原子的形式電荷均為零，或者形式電荷為“+”的原子比形式電荷為“-”的原子的電負(fù)性小，可認(rèn)為是合理的路易斯結(jié)構(gòu)式。復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：N2O路易斯結(jié)構(gòu)式復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：有時(shí)，一個(gè)分子在不改變其中的原子的排列的情況下，可以寫(xiě)出一個(gè)以上合理的路易斯結(jié)構(gòu)式，為解決這一問(wèn)題，鮑林提出所謂的“共振”的概念，認(rèn)為該分子的結(jié)構(gòu)是所有這些正確的路易斯結(jié)構(gòu)式的總和，真實(shí)的分子結(jié)構(gòu)是這些結(jié)構(gòu)式的“共振混合體”。

共振論在有機(jī)化學(xué)中仍有廣泛應(yīng)用。有助于理解路易斯結(jié)構(gòu)式的局限性。復(fù)雜分子的路易斯結(jié)構(gòu)式確定：有時(shí)，一個(gè)分子在不改變其中的原子2-1價(jià)鍵理論(ValenceBondTheory)

1927年，Heitler和London用量子力學(xué)處理氫氣分子H2，解決了兩個(gè)氫原子之間的化學(xué)鍵的本質(zhì)問(wèn)題，使共價(jià)鍵理論從經(jīng)典的Lewis理論發(fā)展到今天的現(xiàn)代共價(jià)鍵理論。

價(jià)鍵理論的基本論點(diǎn)包括：（1）共價(jià)鍵的本質(zhì)（2）成鍵原理（3）共價(jià)鍵的特點(diǎn)2-1價(jià)鍵理論(ValenceBondTheory（1）共價(jià)鍵的本質(zhì)E0－DRro

r=r0

時(shí)，V值最小，兩個(gè)H原子之間形成了化學(xué)鍵

兩個(gè)1s電子以相同自旋的方式靠近則r越小，V越大。不形成化學(xué)鍵。電子自旋相反成對(duì)，結(jié)果使體系的能量降低，H2

形成化學(xué)鍵。H的1s軌道在兩核間重疊，使電子在兩核間出現(xiàn)的幾率大，形成負(fù)電區(qū)。兩核吸引核間負(fù)電區(qū)，使2個(gè)H結(jié)合在一起。（1）共價(jià)鍵的本質(zhì)E0－DRror=r0時(shí)，（2）成鍵的原理（a）電子配對(duì)原理（b）能量最低原理（c）原子軌道最大重疊原理（2）成鍵的原理（a）電子配對(duì)原理（3）共價(jià)鍵的特點(diǎn)（a）共價(jià)鍵是電性的，但不是靜電的；（b）共用電子對(duì)在兩核間幾率密度最大，結(jié)合力大小決定于共用電子的數(shù)目和重疊方式；（c）具有飽和性；（d）具有方向性；（e）共價(jià)鍵具有不同的鍵型。（3）共價(jià)鍵的特點(diǎn)（a）共價(jià)鍵是電性的，但不是靜電的；共價(jià)鍵的方向性和飽和性

共價(jià)鍵的數(shù)目由原子中單電子數(shù)決定，包括原有的和激發(fā)而生成的。

各原子軌道在空間分布方向是固定的，為了滿足軌道的最大程度重疊，原子間成的共價(jià)鍵，當(dāng)然要具有方向性。共價(jià)鍵的方向性和飽和性共價(jià)鍵的數(shù)目由原子中單電子數(shù)+++1sz+3pzz以HCl為例

Cl的3pz

和H的1s軌道重疊，只有沿著z軸重疊，才能保證最大程度的重疊，而且不改變?cè)械膶?duì)稱性。+++1sz+3pzz以HCl為例Cl的Cl2

分子中成鍵的原子軌道，也要保持對(duì)稱性和最大程度的重疊pzz

pz++z

++Cl2分子中成鍵的原子軌道，也要保持對(duì)稱性和最大程度的重共價(jià)鍵的鍵型共價(jià)鍵的鍵型主要分為兩種。

鍵

成鍵軌道的“頭碰頭”重疊。如HCl分子中的3p和1s的成鍵Cl2

中的3p和3p的成鍵++++共價(jià)鍵的鍵型共價(jià)鍵的鍵型主要分為兩種。鍵鍵

成鍵軌道的“肩病肩”重疊。xx++Px

z繞鍵軸旋轉(zhuǎn)180°++

鍵的對(duì)稱性：通過(guò)鍵軸的節(jié)面呈反對(duì)稱鍵成鍵軌道的“肩病肩”重疊。xx++Pxz

N2分子中兩個(gè)原子各有三個(gè)單電子，

pxpypz

沿z軸成鍵時(shí)，pz與pz“頭碰頭”形成一個(gè)鍵。此時(shí)，px和px,py

和py

以“肩并肩”形式重疊，形成兩個(gè)鍵。所以N2分子的3鍵中,有1個(gè)鍵，2個(gè)鍵。

N2分子中兩個(gè)原子各有三個(gè)單電子，共價(jià)鍵的鍵型

s-s

s-p

p-p

p-p共價(jià)鍵的鍵型s-ss-p2-2雜化軌道理論（hybridorbitalTheory

）

CH4形成的過(guò)程中，C原子的電子曾有過(guò)如下的激發(fā)步驟，以得到4個(gè)單電子。

電子激發(fā)2p2s

2p2s

2-2雜化軌道理論（hybridorbitalTh

顯然，這4個(gè)單電子所在原子軌道不一致。利用這些原子軌道與4個(gè)H原子形成的化學(xué)鍵，應(yīng)該不完全相同,應(yīng)該是何結(jié)構(gòu)?

然而CH4為什么是正四面體結(jié)構(gòu)？

BCl3

鍵角120°，NH4+

鍵角109°28′。

它們是如何成鍵的？顯然，這4個(gè)單電子所在原子軌道不一致。利用這些

在眾多科學(xué)家的追求中，1931年P(guān)auling

再次求助“雜化概念”建立了新的化學(xué)鍵理論—雜化軌道理論.非常成功地解釋了構(gòu)型方面的這類問(wèn)題。

●原子軌道為什么可以雜化？●原子軌道為什么需要雜化？●如何求得雜化軌道的對(duì)稱軸間的夾角？新理論必須解決如下問(wèn)題●原子軌道為什么可以雜化？新理論必須解決如下問(wèn)題（1）雜化與雜化軌道的概念

在形成多原子分子的過(guò)程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的原子軌道。這個(gè)過(guò)程叫做軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫做雜化軌道。

（1）雜化與雜化軌道的概念在形成多原子分子的過(guò)程中，形成CH4分子時(shí)，中心碳原子的2s和2px、2py、2pz

等四條原子軌道發(fā)生雜化，形成一組（四條）新的雜化軌道，即4條sp3

雜化軌道，這些sp3

雜化軌道不同于s軌道，也不同于p軌道。雜化軌道有自己的波函數(shù)、能量、形狀和空間取向。形成CH4分子時(shí)，中心碳原子的2s和2px、●成鍵時(shí)能級(jí)相近的價(jià)電子軌道相混雜，形成新的價(jià)電子軌道—雜化軌道;●雜化前后軌道數(shù)目不變;●雜化后軌道伸展方向，形狀和能量發(fā)生改變.

總之，雜化后的軌道變了●軌道成分變了●軌道的能量變了結(jié)果，當(dāng)然是更有利于成鍵！●軌道的形狀變了●成鍵時(shí)能級(jí)相近的價(jià)電子軌道相混雜，形成新的價(jià)電子軌道—雜化（2）雜化軌道的類型（a）sp雜化在sp雜化軌道中，s和p的成份各1/22s2p2s2psp2ptwo

sphybridorbitalexcitedhybridization

ConfigurationofBeingroundstateHybridorbital兩條雜化軌道呈直線形分布互成180°H－Be－HFormationofthecovalentbondsinBeH2（2）雜化軌道的類型（a）sp雜化在sp雜化軌道中（b）sp2

雜化2s2p軌道2s2p2s2psp2threesp2hybridorbitalexcitedhybridizationConfigurationofBingroundstateHybridorbitalFormationofthecovalentbondsinBCl3在sp2雜化軌道中，s為1/3,

p的成份為2/3三條雜化軌道呈直線形分布互成120°（b）sp2雜化2s2p軌道2s2p2s2psp2th(c)sp3雜化2s2p2p2ssp3foursp3hybridorbitalexcitedhybridizationConfigurationofCingroundstateHybridorbital

FormationofthecovalentbondsinCH4在sp3

雜化軌道中，s為1/4,

p的成份為3/4四條雜化軌道呈直線形分布互成109°28′(c)sp3雜化2s2p2p2ssp3fours第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件(3)等性雜化與不等性雜化等性雜化如CH4：正四面體結(jié)構(gòu)C的sp3雜化，4條sp3

雜化軌道能量一致不等性雜化H2O:V形結(jié)構(gòu)，O:sp3不等性雜化。(3)等性雜化與不等性雜化等性雜化如CH4：正四面體結(jié)構(gòu)

有單電子的sp3

雜化軌道與H的1s成σ鍵，有成對(duì)電子的sp3

不成鍵，為孤對(duì)電子，故H2O分子呈

V字形結(jié)構(gòu)。

HOH鍵角本應(yīng)109°28′，但由于孤電子的斥力，該角變小，變?yōu)?04.5°。

判斷是否等性雜化，要看各條雜化軌道的能量是否相等，不要看未參加雜化的軌道的能量。有單電子的sp3雜化軌道與H的H2O中O原子采取sp3

不等性雜化示意圖:sp3雜化sp3HybridorbitalConfigurationofOingroundstate

FormationofthecovalentbondsinH2O

ValencebondpicturesofH2O∠HOH=104.5°H2O中O原子采取sp3不等性雜化示意圖:sp3雜化spNH3中N原子采取sp3

不等性雜ConfigurationofNingroundstateHybridorbitalsp3雜化

FormationofthecovalentbondsinNH3

ValencebondpicturesofNH3

∠HNH=107°NH3中N原子采取sp3不等性雜ConfiguratiS-p-d型雜化Thefivesp3dhybridorbitalsandtheirtrigonalbipyramidalgeometrySideviemTopviemsp3dSideviemTopviemsp3d2

Thesixsp3d2hybridorbitalsandtheiroctahedralgeometryS-p-d型雜化Thefivesp3dhybrido下列是d軌道參與的常見(jiàn)雜化軌道:dsp2

平面四方形PtCl42-dx2-y2,

s,px,pysp3d三角雙錐形PCl5s,px,py,pz,dz2sp3d2

八面體形SF6s,px,py,pz,dz2

,dx2-y2下列是d軌道參與的常見(jiàn)雜化軌道:試用雜化軌道理論解釋下面問(wèn)題：●NH3、H2O的鍵角為什么比CH4

?。緾O2

的鍵角為何是180°？乙烯為何取120°的鍵角？(雜化形式不同)●在BCl3

和NCl3

分子中，中心原子的氧化數(shù)和配體數(shù)都相同，為什么兩者的空間分子結(jié)構(gòu)卻不同？

(還是雜化形式不同)●在sp2和sp雜化軌道中,是否也存在不等性雜化？各舉一例！

(例如SO2

和CO)試用雜化軌道理論解釋下面問(wèn)題：●NH3、H2O的鍵角為什么(4)雜化軌道理論的基本要點(diǎn)a.原子形成分子時(shí),由于原子間的相互作用,中心原子(或配位原子)若干不同類型、能量相近的原子軌道混合起來(lái),進(jìn)行雜化,重新組成一組新的雜化軌道.b.雜化軌道的數(shù)目與組成雜化軌道各原子軌道的數(shù)目相同,如某原子采用sp3雜化,則形成4個(gè)sp3雜化軌道.

(4)雜化軌道理論的基本要點(diǎn)a.原子形成分子時(shí),由于原子間的c.根據(jù)形成的雜化軌道能量和成分是否完全等同,可將雜化軌道分為等性雜化和不等性雜化.

形成的雜化軌道能量和成分完全等同,為等性雜化;

若雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對(duì)存在,造成雜化軌道能量和成分不完全等同,為不等性雜化.d.雜化軌道成鍵時(shí),要滿足原子軌道最大重疊原理,即原子軌道重疊越多,形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定.

雜化軌道的成鍵能力大于未雜化的原子軌道的;c.根據(jù)形成的雜化軌道能量和成分是否完全等同,可將雜化軌道分不同雜化軌道成鍵能力的次序?yàn)?

sp＜sp2＜sp3＜dsp2(sp2d)＜dsp3(sp3d)＜d2sp3(sp3d2)e.雜化軌道成鍵時(shí),要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理.鍵與鍵的排斥力的大小決定鍵的方向,即決定雜化軌道間的夾角,鍵角越大,化學(xué)鍵間的排斥力越小.

見(jiàn)P159

表4-6f.從分子內(nèi)部穩(wěn)定性角度考慮,沒(méi)有參與形成雜化軌道的p軌道(或d軌道)滿足形成π鍵時(shí)要形成π鍵.

sp雜化的分子中有兩個(gè)π鍵;sp2雜化的分子中有一個(gè)π鍵不同雜化軌道成鍵能力的次序?yàn)?雜化軌道最大值之間的夾角θ根據(jù)雜化軌道的正交、歸一條件★兩個(gè)等性雜化軌道的最大值之間的夾角θ滿足：式中：α,β,γ,δ分別是雜化軌道中s,p,d,f軌道所占的百分?jǐn)?shù)★兩個(gè)不等性雜化軌道ψi和ψj的最大值之間的夾角θij

：由不等性雜化軌道形成的分子，其準(zhǔn)確的幾何構(gòu)型需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，不能預(yù)言其鍵角的準(zhǔn)確值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可按上式計(jì)算每一軌道中s

和p

等軌道的成分。雜化軌道最大值之間的夾角θ根據(jù)雜化軌道的正交、歸一條件★兩個(gè)

例1.

實(shí)驗(yàn)測(cè)定H2O分子∠HOH=104.5o

。設(shè)分子處在

xy平面上。

OHH104.5o例子若不需區(qū)分px和py,只需了解雜化軌道中s成分和p成分，可按計(jì)算夾角。對(duì)于H2O中的O原子只有s軌道和p軌道參加雜化。

設(shè)s成分為α，p成分β=1-α則：解得：據(jù)此，可計(jì)算出H2O中，兩個(gè)孤對(duì)電子所在軌道的成分（

α=0.30

，β＝0.7）,夾角（θ=115.4o

）例1.實(shí)驗(yàn)測(cè)定H2O分子∠HOH=104.例2.

實(shí)驗(yàn)測(cè)定NH3

分子屬C3v

點(diǎn)群。3個(gè)N—H鍵中s、p成分相同。∠HNH=107.3o。按H2O的處理方法，N原子雜化軌道中s軌道的成分：，形成N—H鍵的雜化軌道中：s軌道占0.23，p軌道占0.77，雜化軌道為：而孤對(duì)電子所占雜化軌道中s軌道占

1.00－3×0.23=0.31P軌道占3.00－3×0.77=0.69

即★由H2O，NH3分子可見(jiàn)，孤對(duì)電子占據(jù)的雜化軌道含較多的s成分。例子例2.實(shí)驗(yàn)測(cè)定NH3分子屬C3v點(diǎn)群。3個(gè)兩個(gè)與雜化軌道有關(guān)的問(wèn)題彎鍵雜化軌道的極大值方向通常和鍵軸方向一致，形成圓柱對(duì)稱的σ鍵，但有時(shí)極大值方向卻與分子中成鍵兩原子間的連線方向不同。例：環(huán)丙烷中鍵角為60o

，而碳原子利用sp3

雜化軌道成鍵，軌道間的夾角為109.5o。為了了解三元環(huán)中軌道疊加情況，有人測(cè)定2，5-二環(huán)乙胺-1，4苯醌C6H2O2(NC2H4)2

在110K下的晶體結(jié)構(gòu)，并計(jì)算通過(guò)三元環(huán)平面的電子密度差值圖，如下頁(yè)圖所示?？梢?jiàn)，軌道疊加最大區(qū)域在三角形外側(cè)，這時(shí)形成的σ鍵由于彎曲，不存在繞鍵軸的圓柱對(duì)稱性，這種彎曲的σ鍵稱為彎鍵。四面體的P4分子中也存在彎鍵。兩個(gè)與雜化軌道有關(guān)的問(wèn)題彎鍵雜化軌道的極大值方向通常和鍵軸方(a)(b)圖5.3—NC2H4

三元環(huán)中的彎鍵(a)電子密度差值圖(b)軌道疊加圖(a)(b)圖5.3—NC2H4三元環(huán)中的彎鍵(a)判斷分子中心原子雜化類型及分子構(gòu)型方法：一、中心原子雜化類型

1、對(duì)于周期表中第三、四、五、六周期的p區(qū)元素作為分子的中心原子時(shí)，由于半徑大，很難形成有效的p-pπ鍵，而常采取高p型雜化類型(sp3、sp3d···);2、根據(jù)中心原子價(jià)層中電子對(duì)數(shù)確定雜化類型：

價(jià)層電子對(duì)數(shù)：兩對(duì)-sp、三對(duì)-sp2、四對(duì)-sp3；

價(jià)層電子對(duì)數(shù)=(中心原子價(jià)電子數(shù)+配體提供電子數(shù))/2

中心原子的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù);

判斷分子中心原子雜化類型及分子構(gòu)型方法：配體提供的電子數(shù):H和鹵素每個(gè)原子各提供一個(gè)價(jià)電子,氧與硫不提供價(jià)電子;

正離子減去電荷數(shù),負(fù)離子加上電荷數(shù)二、分子構(gòu)型

根據(jù)中心原子雜化軌道的空間取向和配體原子在雜化軌道上的排列情況就可以確定分子構(gòu)型。配體提供的電子數(shù):

分析周期表中p區(qū)元素作為中心原子形成的化合物的雜化類型?第二周期:含氧酸-H3BO3、H2CO3、HNO3、HNO2；含氧酸根-BO33-、CO32-、NO3-、NO2-；第三周期:含氧酸-H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO3；含氧酸根-SiO44-、PO43-、SO42-、ClO3-；亞酸-H3PO3、H2SO3、HClO2；次酸-H3PO2、HClO；包括高酸、焦酸、過(guò)酸、連酸及其酸根第四周期和第五周期與第三周期類似第五周期高酸:H2Sn(OH)6,HSb(OH)6,H6TeO6,H5IO6；分析周期表中p區(qū)元素作為中心原子形成的2-3價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)

1940年Sidgwick提出價(jià)層電子對(duì)互斥理論，用以判斷分子的幾何構(gòu)型。分子ABn中，A為中心，B為配體，n為配體的個(gè)數(shù)。配體B均與A有鍵聯(lián)關(guān)系。本節(jié)討論的ABn型分子中，A為主族元素的原子。

VP=BP

+LP

價(jià)層成鍵

孤對(duì)2-3價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)1940年S（1）理論要點(diǎn)a.ABn

型分子的幾何構(gòu)型取決于中心A的價(jià)層中電子對(duì)的排

斥作用。分子的構(gòu)型總是采取電子對(duì)排斥力最小的形式.b.ABn

型分子的幾何構(gòu)型取決于中心A的價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目和類型(VP、BP、LP的數(shù)目).c.多重鍵的處理(把雙鍵或三鍵當(dāng)作一個(gè)電子對(duì)處理).d.電子對(duì)間夾角和成鍵情況決定相互排斥作用的大小電子對(duì)夾角越小排斥力越大;LP-LP＞LP-BP＞BP-BP

三鍵＞雙鍵＞單鍵（1）理論要點(diǎn)a.ABn型分子的幾何構(gòu)型取決于中心A（2）判斷共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的一般規(guī)則（a）確定中心價(jià)層電子的總數(shù)和對(duì)數(shù)（b）根據(jù)中心原子A周圍的電子對(duì)數(shù)，找出相應(yīng)的理想幾何結(jié)構(gòu)圖形（c）畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖（d）確定排斥力最小的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（2）判斷共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的一般規(guī)則（a）確定中心價(jià)層電子的總中心原子A的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VP確定原則

VP=1/2[A的價(jià)電子數(shù)+X提供的價(jià)電子數(shù)±離子電荷數(shù)()]

A的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù);配體X:H和鹵素每個(gè)原子各提供一個(gè)價(jià)電子,氧與硫不提供價(jià)電子;

正離子“-”電荷數(shù),負(fù)離子“+”電荷數(shù)負(fù)正中心原子A的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VP確定原則VP=1/2[A的價(jià)●確定電子對(duì)的空間排布方式●確定電子對(duì)的空間排布方式（3）判斷共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的實(shí)例

例1利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷下列分子和離子的幾何

構(gòu)型。要求寫(xiě)出價(jià)層電子總數(shù)、對(duì)數(shù)、電子對(duì)構(gòu)型和分子構(gòu)型。

BeCl2H2SSO32-NH4

+NO2CO2

BCl3SF6H3O+IF7XeF4XO4-

（3）判斷共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的實(shí)例例1試用VSEPR分析ClF3(X′X3)合理的分子構(gòu)型（a）確定中心原子價(jià)層電子的總數(shù)和對(duì)數(shù)

中心原子Cl價(jià)層電子對(duì)數(shù)為5（b）根據(jù)中心原子周圍的電子對(duì)數(shù)，找出相應(yīng)的理想幾何結(jié)構(gòu)圖形

中心原子Cl價(jià)層電子對(duì)數(shù)排列方式為三角雙錐（c）畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖

FFFacb試用VSEPR分析ClF3(X′X3)合理的分子構(gòu)型FFF（d）確定排斥力最小的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

ClF3(a)(b)(c)90°孤電子對(duì)-孤電子對(duì)排斥作用數(shù)01090°孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)排斥作用數(shù)43690°成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì)排斥作用數(shù)220由此判斷(a)式為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)式

ClFFF（d）確定排斥力最小的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)ClFFF第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件2-4分子軌道理論(MO)（1）理論要點(diǎn)a.分子中每個(gè)電子都有特定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)-波函數(shù)ψ-分子軌道；分子中每個(gè)電子都有特定的幾率密度-│ψ│2-電子云。b.分子軌道是由原子軌道線性組合而成，分子軌道數(shù)目與參與形成分子軌道的原子軌道數(shù)目相同。c.每個(gè)分子軌道都有對(duì)應(yīng)的能量E，分子中一系列分子軌道組成分子軌道能級(jí)圖。d.分子中的電子按能量最低原理、泡里不相容原理、洪特規(guī)則進(jìn)行填充。e.根據(jù)分子軌道中電子填充情況得出鍵級(jí)大小和化學(xué)鍵形成情況。2-4分子軌道理論(MO)

分子軌道由原子軌道線性組合而成。分子軌道的數(shù)目與參與組合的原子軌道數(shù)目相等。

H2中的兩個(gè)H，有兩個(gè)

1s，可組合成兩個(gè)分子軌道：

MO=c1

1+c2

2

能量低，有利于成鍵，成鍵軌道

*MO=c1

1-c2

2能量高，不利于成鍵，反鍵軌道

每一個(gè)分子軌道都有一相應(yīng)的能量和圖象

（2）原子軌道線性組合的類型

s-s重疊、s-p重疊、p-p重疊、p-d重疊、d-d重疊分子軌道由原子軌道線性組合而成。分子軌道的數(shù)目與參與組合(3)線性組合的原則（a）對(duì)稱性一致原則對(duì)核間連線呈相同的對(duì)稱性的軌道可以進(jìn)行線性組合。除上述的s－s，p－p之外，還有s－px沿x方向的組合，兩者的對(duì)稱性一致。組成σ分子軌道。

dxypy

++++

py－

dxy

沿

x方向，也可以組合成有效的π分子軌道。

spx++(3)線性組合的原則（a）對(duì)稱性一致原則

b)能量相近原則

H1s－1312kJ·mol－1Na3s－496kJ·mol－1O2p－1314kJ·mol－1Cl3p－1251kJ·mol－1(以上數(shù)據(jù)根據(jù)

I1

值估算）

左面3個(gè)軌道能量相近，彼此間均可組合，形成分子軌道；

但Na3s比左面3個(gè)軌道的能量高許多，不能與之組合。

實(shí)際上Na與H,Cl,O一般不形成共價(jià)鍵，只以離子鍵相結(jié)合

c)最大重疊原理

在對(duì)稱性一致、能量相近的基礎(chǔ)上，原子軌道重疊越

大，越易形成分子軌道，或說(shuō)共價(jià)鍵越強(qiáng)。b)能量相近原則左（4）同核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖同核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖分為A圖和B圖兩種,P174。A圖適用于O2，F(xiàn)2

分子；B圖適用于B2，C2，N2

等分子必須注意A圖和B圖之間的差別（4）同核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖同核雙原子分子的分子軌道2p2p2s

2s

2s*2s

1s*1s

MO1s

1sAOAOA圖*2*2*2

2

2

21s1s

1s*1s2s

2s

2s*2sAO2p2p

B圖

MOAO*2*2*2

2

2

22p2p2s2s2s*2s1s*1sMO1H2

分子軌道圖AOAO1s1s

*1s

1s

MO

分子軌道式(

1s)2電子填充在成鍵軌道中，能量比在原子軌道中低。這個(gè)能量差就是分子軌道理論中化學(xué)鍵的本質(zhì)?？捎面I級(jí)表示分子中鍵的個(gè)數(shù)鍵級(jí)=(成鍵電子數(shù)－反鍵電子數(shù))/2

H2分子中，鍵級(jí)=(2－0)/2=1（單鍵）H2分子軌道圖AON2

分子軌道圖2p2p*2*2*2

2

2

21s1s

1s*1s2s

2s

2s*2sAO

MOAO三鍵一個(gè)鍵，兩個(gè)鍵

N2:KK[(

2s

)2(*2s)2

(

2py

)2(

2pz)2(

2px)2]N2分子軌道式:[(

1s)2(*1s)2

(

2s

)2(*2s)

(

2py

)2(

2pz

)2(

2px

)2]N2分子軌道圖2p2p*2*2*2220000

根據(jù)分子軌道理論判斷O2、O2+、O22+、

O2-、O22-的鍵級(jí)、鍵能、鍵長(zhǎng)、磁性、穩(wěn)定性順序O2的分子軌道式：KK[(

2s

)2(*2s)2

(

2px

)2(

2py

)2(

2pz

)2(

*

2py

)1(

*

2pz

)1]

鍵級(jí)=2O2+的分子軌道式：KK[(

2s

)2(*2s)2

(

2px

)2(

2py

)2(

2pz

)2(

*

2py

)1]

鍵級(jí)=2.5O22+的分子軌道式：KK[(

2s

)2(*2s)2

(

2px

)2(

2py

)2(

2pz

)2]

鍵級(jí)=3根據(jù)分子軌道理論判斷O2、O2+、O2O2-的分子軌道式：KK[(

2s

)2(*2s)2

(

2px

)2(

2py

)2(

2pz

)2(

*

2py

)2(

*

2pz

)1]

鍵級(jí)=1.5O22-的分子軌道式：KK[(

2s

)2(*2s)2

(

2px

)2(

2py

)2(

2pz

)2(

*

2py

)2(

*

2pz

)2]

鍵級(jí)=1故鍵級(jí)：O22+＞

O2+＞

O2＞O2-＞O22-

鍵能：O22+＞

O2+＞

O2＞O2-＞O22-鍵長(zhǎng)：O22+＜

O2+＜

O2＜O2-＜O22-

磁性：O2＞＞穩(wěn)定性：O22+＞

O2+＞

O2＞O2-＞O22-O2+

O2-O22

+O22-O2-的分子軌道式：KK[(2s)2(*2s（5）異核雙原子分子的

分子軌道能級(jí)圖

CO異核雙原子分子和N2是等電子體。其分子軌道能級(jí)圖與N2相似。值得注意的是C和O的相應(yīng)的原子軌道能量并不相等,見(jiàn)P179。

電子數(shù)相同,鍵數(shù)相同的分子或離子:

CO,N2與CN-;NO與O2+;O22-與F2······（5）異核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖CO異核雙原子分子2-5鍵參數(shù)與分子的性質(zhì)（1）鍵級(jí)(bondorder):

鍵級(jí)=（成鍵電子數(shù)-反鍵電子數(shù)）/2（2）鍵能(bondenergy):AB(g)——A(g)+B(g)H=EAB

對(duì)于雙原子分子，鍵能EAB等于解離能DAB。但對(duì)于多原子分子，則要注意鍵能與解離能的區(qū)別與聯(lián)系。如NH3：

NH3(g)——H(g)+NH2(g)D1=435.1kJ·mol－1NH2(g)——H(g)+NH(g)

D2=397.5kJ·mol－1NH(g)——H(g)+N(g)D3=338.9kJ·mol－1三個(gè)D值不同。D1>D2>D3，為什么？EN－H=(D1+D2+D3)/3=390.5(kJ·mol－1)

2-5鍵參數(shù)與分子的性質(zhì)（1）鍵級(jí)(bondorde第二講-化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)課件（3）鍵長(zhǎng)(bondlength)：分子中成鍵兩原子核之間的距離叫鍵長(zhǎng)。一般鍵長(zhǎng)越小，鍵越強(qiáng)。

鍵長(zhǎng)/pm鍵能/kJ·mol-1C－C154345.6C=C133602.0CC120835.1在不同化合物中，相同的鍵，鍵長(zhǎng)和鍵能并不相等。例如，CH3OH中和C2H6

中均有C－H鍵，而它們的鍵長(zhǎng)和鍵能不同。（3）鍵長(zhǎng)(bondlength)：分子中成鍵兩原子核之間

（4）鍵角(bondangle)：鍵角是分子中鍵與鍵之間的夾角，在多原子分子中才涉及鍵角。

如H2S，H－S－H鍵角為92°，決定了H2S

分子的構(gòu)型為“V”字形

又如

CO2，O－C－O的鍵角為180°，則CO2分子為直線形。鍵角是決定分子幾何構(gòu)型的重要因素。（4）鍵角(bondangle)：鍵角是分子中鍵與鍵之（5）鍵的極性(bondpolarity)

用什么物理量來(lái)衡量分子是否有極性？■偶極矩bonddipolemoment(μ)

μ=q?d偶極矩是矢量,有數(shù)量又有方向其方向從正極到負(fù)極,大小為10-30C·m(庫(kù)侖·米)(德拜D=10-18厘米靜電單位=3.334×10-30庫(kù)侖·米)Thebonddipolemoment

ofsome

compoundsMoleculem/10-30C?mMoleculem/10-30C?mH20H2O6.16N20HCl3.43CO20HBr2.63CS20HI1.27H2S3.66CO0.40SO25.33HCN6.99（5）鍵的極性(bondpolarity)用什么物理鍵參數(shù)小結(jié)鍵的強(qiáng)度1.鍵級(jí)(BO)BO=1/2(成鍵軌道中的電子數(shù)-反鍵軌道中的電子數(shù)）2.鍵能(E)分子的空間構(gòu)型3.鍵角4.鍵長(zhǎng)鍵的極性5.鍵矩(m):m=q·l鍵參數(shù)小結(jié)鍵1.鍵級(jí)(BO)BO=1/2(成鍵軌道中的電子π鍵：原子軌道以“肩并肩”方式互相重疊形成的共價(jià)鍵。(如：p－p)N≡N分子：1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵結(jié)合雜化軌道分析下列分子成鍵情況：乙烯分子，乙炔分子如果多個(gè)原子軌道互相平行以“肩并肩”方式互相重疊？p—p大π鍵2-6大π鍵(離域π鍵)π鍵：原子軌道以“肩并肩”方式互相重疊形成的共價(jià)鍵。(如：p苯分子里的p—p大π鍵

苯分子中每個(gè)碳原子采取sp2雜化軌道，每個(gè)碳原子上還有一個(gè)未參加雜化的p軌道是與苯分子的σ鍵形成的骨架平面垂直的，這些彼此平行的p軌道互相重疊形成一個(gè)p—p大π鍵。苯分子里的p—p大π鍵苯分子中每個(gè)碳原子采取sp2雜化軌道苯分子里的p—p大π鍵

在大π鍵里的電子數(shù)可以通過(guò)下面的步驟計(jì)算：①苯分子里的電子總數(shù)=中性原子的價(jià)電子之和=6×1＋6×4=30②計(jì)算σ鍵和不與π鍵p軌道平行的孤對(duì)電子的電子數(shù)：6H-C＋6C-C＋0=6×2＋6×2＋0=24③剩下的電子是在p—p大π鍵里的電子：30－24=6所以苯分子里有個(gè)p—p大π鍵記作Л

66苯分子里的p—p大π鍵在大π鍵里的電子數(shù)可以通過(guò)記作甲醛分子中的p—pπ鍵甲醛分子中心原碳采取sp2雜化軌道，碳原子上還有一個(gè)未參加雜化的p軌道是與分子的σ鍵形成的骨架平面垂直的，氧原子上有一個(gè)p軌道與碳原子的上p產(chǎn)軌道互相平行，形成一個(gè)p—pπ鍵。在π鍵里的電子數(shù)可以通過(guò)下面的步驟來(lái)計(jì)算：①甲醛分子里的電子總數(shù)=2×1＋4＋6=12②2H-C＋C-O＋4=3×2＋4=10③剩下的電子是在p—pπ鍵或p—p大π鍵里的電子：12－10=2

所以甲醛分子里的p—pπ鍵是一般的p—pπ鍵Π鍵Π鍵甲醛分子中的p—pπ鍵甲醛分子中心原碳采取sp2雜化軌道，碳1,3-丁二烯

分子的電子總數(shù)=6×1＋4×4=226H-C＋3C-C＋0=9×2＋0=18

剩下的電子是在p—p大π鍵里的電子：22－18=4記作Л

441,3-丁二烯分子的電子總數(shù)=6×1＋4×4=CO2分子里的大π鍵CO2是直線形的分子，在中心原子碳原子上沒(méi)有孤對(duì)電子。根據(jù)雜化軌道理論，CO2分子的碳原子取sp雜化軌道。它的兩個(gè)未參加雜化的p軌道在空間的取向是跟sp雜化軌道的軸呈正交的關(guān)系(即相互垂直)。

所以對(duì)于CO2分子，有兩套O—C—O相互平行的由三個(gè)原子提供的3個(gè)p—p平行軌道。CO2分子里的大π鍵CO2是直線形的分子，在中心原子碳原子上CO2分子共有4＋2×6=16個(gè)價(jià)電子；兩個(gè)C-Oσ鍵和每個(gè)氧原子上的一對(duì)孤對(duì)電子對(duì)總共8個(gè)電子，尚余8個(gè)電子應(yīng)當(dāng)填入上述兩套三原子的平行軌道，即每套是三個(gè)軌道4個(gè)電子，標(biāo)為。換言之，CO2分子里有兩套p—p大π鍵。CO2分子共有4＋2×6=16個(gè)價(jià)電子；CO32–離子的結(jié)構(gòu)

離子的電子總數(shù)=4×1＋6×3＋2=243C-O＋3×4=3×2＋12=18

剩下的電子是在p—p大π鍵里的電子：22－18=6記作Л

64CO32–中的大π鍵CO32–離子的結(jié)構(gòu)離子的電子總數(shù)=4×1＋6×O3分子里的大π鍵臭氧分子是平面三角形（包括氧原子上的孤對(duì)電子對(duì)）的理想模型（O原子成的σ鍵骨架呈角型）。根據(jù)雜化軌道理論，臭氧分子中的中心氧原子取sp2雜化軌道。還有一個(gè)未參與雜化的p軌道，它在空間的取向是垂直于分子平面。

O3分子里的大π鍵臭氧分子是平面三角形（包括氧原子上的孤對(duì)電分子結(jié)構(gòu)中值得注意的問(wèn)題三:

O3的分子結(jié)構(gòu)O原子O3中的中心氧原子Sp2雜化OOOO3的分子結(jié)構(gòu)能量氧原子軌道分子軌道E3反鍵分子軌道E0y3y2y1E2非鍵分子軌道E1成鍵分子軌道分子結(jié)構(gòu)中值得注意的問(wèn)題三:O3的分子結(jié)構(gòu)O原子

分子的電子總數(shù)=6×3=182O-O＋2

＋2×4=3×2＋8=14

剩下的電子：18－14=4記作Л43分子的電子總數(shù)=6×3=18記作Л43組成大π鍵的原子(共軛原子)須在同一平面上，且每個(gè)原子可以提供一個(gè)彼此平行的p軌道；總的π電子數(shù)小于參與形成大π鍵的p軌道數(shù)目的2倍，即b＜2a。前一條件保證了p軌道之間有最大程度的重疊；后一條件保證了成鍵電子數(shù)大于反鍵電子數(shù)形成大π鍵的條件Л

ba組成大π鍵的原子(共軛原子)須在同一平面上，且每個(gè)原子可以提試分析：BX3分子中的大π鍵

X—鹵素原子試分析：BX3分子中的大π鍵2-7等電子體原理即具有VSEPR理論的相同通式AXmEn（A表示中心原子，X表示配位原子，下標(biāo)m表示配位原子的個(gè)數(shù)，E表示中心原子的孤對(duì)電子對(duì)，下標(biāo)n表示電子對(duì)數(shù)），又具有相同的價(jià)電子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征，這個(gè)原理稱為“等電子體原理”。

2-7等電子體原理即具有VSEPR理論的相同通式AXmEn

CO2、NCS–、NO2+、N3–

具有相同的通式—AX2,價(jià)電子總數(shù)16，具有相同的結(jié)構(gòu)——直線型分子，中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取sp雜化軌道，形成直線形σ骨架，鍵角為180°，分子里有兩套p-p大π鍵。CO32–、NO3–、SO3

等離子或分子具有相同的通式——AX3,總價(jià)電子數(shù)24，有相同的結(jié)構(gòu)——平面三角形分子，中心原子沒(méi)有孤對(duì)電子而取sp2雜化軌道形成分子的σ骨架，有一套p-p大π鍵。CO2、NCS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2SO2、O3、NO2–

等離子或分子，通式AX2，18e，中心原子取sp2雜化形式，VSEPR理想模型為平面三角形，中心原子上有1對(duì)孤對(duì)電子，分子立體結(jié)構(gòu)為V型，有一套p-p大π鍵。SO42–、PO43–

等離子具有AX4的通式,總價(jià)電子數(shù)32，中心原子有4個(gè)σ鍵，故取sp3雜化形式，呈四面體立體結(jié)構(gòu)；由于分子里已經(jīng)不可能存在中心原子的p軌道參與的p-pπ鍵，而是d-pπ鍵。PO33–、SO32–、ClO3–

等離子具有AX3的通式，總價(jià)電子數(shù)26，同上例。SO2、O3、NO2–等離子或分子，通式AX2，18e，中

2-8分子間作用力

分子內(nèi)原子間的結(jié)合靠化學(xué)鍵，物質(zhì)中分子間存在著分子間作用力。共價(jià)作用力是一種普遍存在的作用力.除少數(shù)形成原子晶體(如金剛石、石英等)外，大多數(shù)以共價(jià)結(jié)合的物質(zhì)形成分立的分子(如HCl分子、H2O分子等).分立共價(jià)分子的原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，但形成晶體(分子晶體)時(shí)則靠分子間作用力.如果將原子晶體、離子晶體和金屬晶體中的質(zhì)點(diǎn)(原子或離子)比作構(gòu)成建筑物的磚塊，分子晶體中的分立分子則可比作建筑物“預(yù)制件”.分子間作用力就是指預(yù)制件之間的結(jié)合力.2-8分子間作用力極性分子與非極性分子●多原子分子的極性不但取決于鍵的極性，而且取決于分子的幾何形狀.OHHNHHHOCOCClClClCl+–H2ONH3CO2CCl4+–(μ=6.17×10-30C·m)(μ=4.90×10-30C·m)(μ=0)(μ=0)

對(duì)雙原子分子而言，分子偶極矩等于鍵的偶極矩；對(duì)多原子分子而言，分子偶極矩則等于各個(gè)鍵的偶極矩的矢量和.極性分子與非極性分子●多原子分子的極性不但取決于鍵的極性其極性的大小可以用偶極矩μ來(lái)度量。

雙原子分子HCl的正負(fù)電重心不重合，是極性分子。若正電(和負(fù)電

)重心上的電荷的電量為q，正負(fù)電重心

之間的距離為

d(稱偶極矩長(zhǎng)

)，則偶極矩μ=q·d。

偶極矩以德拜（D）為單位，當(dāng)q=1.62

10-19

庫(kù)侖(電子的電量)d=1.0

10-10m(?)時(shí)，μ=4.8D。

表示分子中電荷分布狀況的物理量，定義為正、負(fù)電重心間的距離與電荷量的乘積.分子電偶極矩是個(gè)矢量.對(duì)雙原子分子而言，分子偶極矩等于鍵的偶極矩；對(duì)多原子分子而言，分子偶極矩則等于各個(gè)鍵的偶極矩的矢量和.其極性的大小可以用偶極矩μ來(lái)度量。雙原子分子1永久偶極

分子的正電重心和負(fù)電重心不重合，則為極性分子，

極性分子的偶極矩稱為永久偶極。

非極性分子偶極矩為零，但各鍵矩不一定為零，如BCl3。BCl3

分子H2O分子

多原子分子的偶極矩是各鍵矩的矢量和，如H2O分子。1永久偶極

分子的正電重心和負(fù)電重心不重合，則

非極性分子在外電場(chǎng)的作用下，可以變成具有一定偶極矩的極性分子。

誘導(dǎo)偶極用μ表示，其強(qiáng)度大小和電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，也和分子的變形性成正比。所謂分子的變形性，即分子的正負(fù)電重心的可分程度，分子體積越大，電子越多，變形性越大。2誘導(dǎo)偶極和瞬間偶極

而極性分子在外電場(chǎng)作用下，其偶極也可以增大。在電場(chǎng)的影響下產(chǎn)生的偶極稱為誘導(dǎo)偶極。

非極性分子在外電場(chǎng)的作用下，可以變成具有一定偶極矩的

非極性分子在無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)、碰撞，原子核和電子的相對(duì)位置變化…

…其正負(fù)電重心可有瞬間的不重合；極性分子也會(huì)由于上述原因改變正負(fù)電重心。

這種由于分子在一瞬間正負(fù)電重心不重合而造成的偶極叫瞬間偶極。

瞬間偶極和分子的變形性大小有關(guān)。非極性分子在無(wú)外電場(chǎng)作用時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)、碰撞，原子核和電子分子間作用力（范德華力）

化學(xué)鍵的結(jié)合能一般在1.0

102

kJ·mol－1

數(shù)量級(jí)，而分子間力的能量只有幾個(gè)kJ·mol－1。

1取向力

極性分子之間的永久偶極

——永久偶極作用稱為取向力，

它僅存在于極性分子之間，F(xiàn)∝μ2。2誘導(dǎo)力

誘導(dǎo)偶極——

永久偶極之間的作用稱為誘導(dǎo)力。極性分子作為電場(chǎng)，使非極性分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極或使極性分子的偶極增大（也產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極），這時(shí)誘導(dǎo)偶極與永久偶極之間產(chǎn)生誘導(dǎo)力。因此誘導(dǎo)力存在于極性分子與非極性分子之間，也存在于極性分子與極性分子之間。分子間作用力（范德華力）1取向力2誘3色散力(dispersionforce)

瞬間偶極

——瞬間偶極之間有色散力。由于各種分子均有瞬間偶極，故色散力存在于極性分和極性分子，極性分子和非極性分子及非極性分子和非極性分子之間。

色散力不僅存在廣泛，而且在分子間力中，色散力經(jīng)常是重

要的。下面的數(shù)據(jù)可以說(shuō)明這一點(diǎn)。

kJ?mol－1

取向力誘導(dǎo)力色散力

Ar008.49

HCl3.3051.10416.823色散力(dispersionforce)瞬

通常情況下非極性分子的正電荷重心與負(fù)電荷重心重合，但原子核和電子的運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致電荷重心瞬間分離，從而產(chǎn)生瞬間偶極.瞬間偶極又使鄰近的另一非極性分子產(chǎn)生瞬間誘導(dǎo)偶極，不難想像，兩種偶極處于異極相鄰狀態(tài).Intermolecularforces:(a)dipole-dipoleforce;(b)dispersionforce.(a)(b)通常情況下非極性分子的正電荷重心與負(fù)電荷重心重合，但原

取向力、誘導(dǎo)力和色散力統(tǒng)稱范德華力，具有以下的特性：

a)分子間力是電性的；

b)永遠(yuǎn)存在于分子之間的力，分子間力很??；

c)無(wú)方向性和飽和性；

d)是近程力，F(xiàn)∝1/r7；e)經(jīng)常是以色散力為主。

He、Ne、Ar、Kr、Xe從左到右原子半徑（分子半徑）依次增大，變形性增大，色散力增強(qiáng)，分子間結(jié)合力增大，故b.p.依次增高?？梢?jiàn)，范德華力的大小與物質(zhì)的m.p.，b.p.等物理性質(zhì)有關(guān)。取向力、誘導(dǎo)力和色散力統(tǒng)稱范德華力，具有以下色散力的大小既依賴于分子的大小，也依賴于分子的形狀

Distributionofinter-molecularforce(kJ·mol-1)MolecularOrientationforceInductionforceDispersionforceTotalforce

Ar0.0000.0008.58.5CO0.0030.0088.758.75HI0.0250.11325.8726.00HBr0.690.502