第三章+化学键和分子结构1讲课.ppt

4. 杂化轨道又可分为等性和不等性杂化轨道两种。凡是由不同类型的原子轨道混合起来，重新组合成一组完全等同（能量相同、成分相同）的杂化轨道，叫等性杂化。凡是由于杂化轨道中有不参加成键的孤对电子的存在，造成不完全等同的杂化轨道，叫不等性杂化 5. 杂化轨道成键时应满足化学键间最小排斥原理。所以分子有构型 价键理论将量子力学的原理和化学的直观经验紧密结合，在经典化学中引入了量子力学理论和一系列的新概念，如?键、?键、杂化、共振、电负性、电子配对等，阐明了共价键的本质，阐明了共价键的方向性和饱和性，对化学键理论的发展起了重要作用。 例1 P112 / 7 作业：P112：3，5 对应书上的内容： P98 ? 107上 （小体字不要） * * * 第 三 章 化学键和分子结构 ?? = 0 ? 1.7 共价键（非极性） ? 1.7 金属键 ? ? 0 0 ?? 1.5 共价键（极性性） ?? 1.5 离子键 化学键：共价键，离子键，金属键 阿尔莱德?罗州标度电负性 例外：HF，?? = 4.1 ? 2.2 = 1.9, 共价键 1.1. 经典的路易斯学说(Lewis: 美国物理化学家) 两个原子通过共用一对价电子的互相作用称为共价键 共用一对电子的共价键 共价单键 共用二对电子的共价键 共价双键 共用三对电子的共价键 共价叁键 由一个原子单方面提供一对电子与另一个原子共用而形成的 共价键称为 配位共价键或共价配键 1. 共价键 价电子指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键的电子。主族元素的价电子就是主族元素原子的最外层电子；过渡元素的价电子不仅是最外层电子，次外层电子及某些元素的倒数第三层电子也可成为价电子。 路易斯（Lewis）结构式： 孤对电子：未成键的价层电子对 “?”表示共享一对电子形成共价键 H2 O2 N2 CO Cl2 PCl3 Lewis认为，分子中原子之间可以共享电子对而使每个原子具有稳定的稀有气体电子结构。因此，Lewis结构式的写法规则又称八隅体规则（即8电子结构）。例外：PCl5 Lewis共价键概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。所以一些简单分子的Lewis结构式至今仍为化学家们所采用。但Lewis共价键概念有其局限性： 不能阐明共价键的本质，不能说明为什么共用电子对就能使两个原子牢固结合 八隅体规则的例外很多。该规则能较好地适用于第二周期元素的原子，但其它周期某些元素的原子并不完全遵守此规则 1927年德国物理学家海特勒（W. Heitler, 1904?1981）和伦敦（F. W. London, 1900?1954）首先把量子力学应用到分子结构中，建立和求解了氢分子的薛定谔方程，揭示了氢分子中每个原子共用一对电子形成化学键的本质，指出只有自旋相反的未成对电子才能形成共价键。 1930年，美国化学家鲍林（L. Pauling, 1901?1994）和德国物理学家斯莱特（J. C. Slater, 1900?1976）把海特勒和伦敦的电子对成键理论推广到多种单质和化合物中，从而形成了现代价键理论，简称VB理论或电子配对理论。 1.2.价键理论（又称电子配对理论，简称 VB法） 现代价键理论的要点： A. 形成共价键的两个必要条件 （1）2个原子的价层轨道上必须有不成对电子（成单电子），且自旋相反 （2）2个原子轨道必须要有最大程度的重叠：沿着原子轨道电子云密度最大的方向发生重叠 B. 共价键的本质 由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键 共价键的本质（P101） 价键理论继承了Lewis学说中共享电子对的概念，但它是在量子力学的基础上发展起来的，指出这对成键电子是自旋相反的，而且电子不是静止的，是运动的，并且在核间有较大的几率分布。 共价键的特点：饱和性和方向性 饱和性：根据价键理论，2个原子价层轨道上的2个不成对电子可以通过自旋相反的方式配对成键，已经配对的电子不能再与其它原子中的不成对电子成键，因此，一个原子可能与其它原子形成共价键的数目取决于该原子价层轨道上的不成对电子数目，不成对电子用完了，就不能再形成共价键。 H2 H2O O2