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1、 第六章第六章 分子结构分子结构n.1 离子键理论离子键理论n.2 化学键参数与分子的物理性质化学键参数与分子的物理性质n.3 共价键理论之一共价键理论之一n.4 价健理论价健理论n.5 价层电子对排斥模型价层电子对排斥模型n.6 分子轨道法分子轨道法n.7 金属键理论金属键理论n.8分子间力与氢键分子间力与氢键罢凿瘫泡魏施岳框冀蛛彰烬侗嫌箕腊枢池碴彝遍买筏沃络牙括稗根朴俊鹃六章节分子结构六章节分子结构化学键理论化学键理论n离子键离子键:Na+Cl- , Ca2+O2- 共价健共价健 : H-H , H-Cl, N N , H3C-CH3 , H2C=CH2 , HC CH 金属键金属键: N
2、a,Mg,Al,K,Ca, Fe,Cu眷居蔷逻侵坦暂斋曰萧板瘟粪撮轻抗承铱妈幼做椭疑较泽驱屯攒雹诀糕臭六章节分子结构六章节分子结构7.1 离子键理论n德国Kossel提出“离子键理论”。n Na Na+ + en 3s1 3s0n Na+ Cl- (静电引力静电引力) n Cl + e Cl- 离子化合物离子化合物n 3s23p5 3s2 3p6 东媒柳央巩滨蹄裸雌定道匿沙芦涅泄眉羹昏辅咙乙续奄伶驻散孙情朔落航六章节分子结构六章节分子结构7.1 离子键理论（续）n一、“离子键”定义n 由正、负离子依靠静电引力结合的化学键n二、离子键特点n （一）无方向性；（二）不饱和性n 一个离子周围最紧密相
3、邻的异号离子的数目一个离子周围最紧密相邻的异号离子的数目，称为n”配位数配位数” ，主要取决于离子半径比r+/r- n例: NaCl晶体Na： C.N.； l： C.N. (C.N. Coordination Number，配位数)n但较远的异号离子，也受吸引，尽管引力较小。介郎盟亮法砂谬逾抉赎株韧让姥除儒淘伐钠待驾以狙沮育亿蔽皆儿协馋撼六章节分子结构六章节分子结构三、离子键的强度三、离子键的强度离子键的强度 用晶格能（Lattice Energy, U）表示. （通常不用“键能“表示）。n U ，离子键强度n晶格能定义晶格能定义n互相远离的气态正、负离子结合生成1 mol 离子晶体的过程所释
4、放的能量的相反数。n例： Na(g) + l(g) = Nal (s) n 则晶格能定义为： U = - rHm (7.1)n U (NaCl) = - rHm = + 776 kJ.mol= + 776 kJ.mol-1-1n类似于电子亲合能定义：E.A. = - rHm 瞒馒橡伏吾镁鸳椽半瑟础说份又屈掌窟乘踩校萧衣埃扫唁垂喊程狗彤众筷六章节分子结构六章节分子结构三、离子键的强度三、离子键的强度(续续)n晶格能晶格能测定设计Born-Heber cycle，并利用Hess定律计算。n例如：NaCl的晶格能，见教材图。n据Hess Law，一个过程的热效应与途径一个过程的热效应与途径无关无关。
5、怒通袒耻陶肪客句蓟犀迄见涤琢啼褪绳典捣告孟谰桔送菌帛陵拓虚瞻讳轧六章节分子结构六章节分子结构晶格能计算n fHm (NaCl(s)(NaCl(s) = = H1 + + H2 + + H2 + + H2 + + H2 = = D D(Cl(Cl2 2)+ )+ S S(Na)+ (Na)+ I I1 1(Na)+(-(Na)+(-EAEA(Cl)+(-(Cl)+(-U U (NaCl) (NaCl)n代入数值，得：n U (NaCl) = -H = + 776 kJ.mol= + 776 kJ.mol-1-1n晶格能还可以从理论计算： U NAA Z +Z e 2 (1 1/n) / 4 0r
6、0 （7.2）通崭综必众级稻赴绊万燕档芹疙酸巢莽萨衬巢视晦荫槛爸淡矣乍珍拭炼约六章节分子结构六章节分子结构晶格能计算（续）晶格能计算（续）n 简写为：n U Z +Z r0 ro正负离子平衡距离（pm） AMadelung constant，与晶格类型有关； n与电子构型有关的因子； Z+、Z-正负离子电荷绝对值； 0介电常数n对NaCl晶体，把ro = 281.4 pm，Z +=Z -=1，A = 1.748，nn = 8，代入（7.2）式，算出U (NaCl) = + 7= + 7 kJ.mol kJ.mol-1-1与上述实验值+766 kJmol-1吻合。戌逝捷铅拨搔毗妊已拌首榜河月互灵
7、乔米旨点尽衬掂差瞪缄睡椒晚挫头危六章节分子结构六章节分子结构五、单键的离子性百分数n 电负性差，键的离子性n 键 离子性 % 共价性n Cs-F 4.0-0.7=3.3 92 8n H-Cl 0.06 17.6 82.4n Na-Cl 2.23 70 30n 1.7 50n 没有100%的离子键.n 对于NaCl :n =(Cl) - (Na) = 3.16 0.93 = 2.23锐卢氓普拷擂密特莽蛤瓦采补循犊肢功位给姜诣颗歪瞳从歼滨机膝卜干咖六章节分子结构六章节分子结构六、离子的特征：n（一）电荷数；n（二）电子构型：n1. 简单阴离子： H- 为2e，其余一般为8e（X-、O2-、S2-）
8、n2.阳离子： 2e: Li+, Be2+ (1s 2) 8e: Na+, Mg2+, Al3+ (2s 22p 6) 18e: Cu+, Ag+, Zn2+ (n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 10 (18+2)e: Sn2+, Pb2+ (n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 10ns 2 (9 - 17)e: Fe2+, Fe3+ , Mn2+(n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 1-9n（三）离子半径浇郎胰空酮胞横四匿败凹忱雾寞营邮靠笔壕横惰征涌霜距滔犁播辅圣缘溯六章节分子结构六章节分子结构7.2化学键参数化学键参数与分子的物理性质与分子的物理性质 一、化学键参
9、数（Bond parameters）键能（Bond energy, B.E.）、键级（Bondorder，分子轨道法MO ）键长（Bond length）键角（Bond angle）键极性 (Bond polarity)椅婪弘幸料伪酝鞋蓝惨锭拓嗜经缚常类扳扔监战峪拣顽瞪蛋诊入皖秋类棘六章节分子结构六章节分子结构一、化学键参数（续）一、化学键参数（续）（一）键能键能 (Bond Energy, B.E.) 在标准状态及在，把 1 mol 理想气体AB拆开，成为理想气体A和B过程的焓变焓变，称为AB键的键能键能。（实质上是AB键的离解能） AB（g, 1105 Pa） A（g，1105 Pa ）+
10、B（g, 1105 Pa） BE= rHm (298 K)(298 K) （.） BE，键强度，键强度掐喻摔枫牌斯老屁硅刮丝姚沾梧拒滨泽苑茸愤鲜来错嘉犹删抵朔叼滋阂决六章节分子结构六章节分子结构一、化学键参数（续）一、化学键参数（续）n（二）键级（Bond order）n 键级键级=分子中两原子间共享电子对的数目共享电子对的数目n 例如：H3C-CH3键级=1n H2C=CH2 2n HC CH 3n 在分子轨道法分子轨道法（MO）中：n键级键级=(成键成键分子轨道电子数分子轨道电子数 反反键键分子轨道电子数分子轨道电子数) / 2n (7.) 厘味芦尿耘邱俄喉售诅拂持泊朱痔汉祖咆惨唬怨乖虹洒
11、盆鹅搜酝纱陡躲蕴六章节分子结构六章节分子结构一、化学键参数（续）一、化学键参数（续）（三）键长（Bond Length） 即分子内成键两原子核之间的平衡距离。 同一类型的键： B.E，则键级，键长。分 子H3C-CH3 H2CCH2 HC CH C-C键能/kJmol-1 376 720 964 键级 123键长/pm 154 135 121到移会童禁银嗽季扦撼凰俏谣烛兢拥娟利佣沈阿落绳烯燥诗裸夺棠欧腕辖六章节分子结构六章节分子结构一、化学键参数（续）一、化学键参数（续）n（四）键角（Bond angle）n 即分子内有共同原子的两个化学键之间的夹角。n例: CO2O=C=O 键角=180n
12、H2O键角=104.5n CH4键角=10928n（五）键极性 (Bond polarity)n 若化学键的正、负电荷重心重合，称为“非极性键”，否则称为“极性键”。n = 0, H-H , Cl-Cl, N N 非极性键n 0, H-Cl, H-OH, O=C=O ,H-CH3 极性键侈酋戳谅琅痘最羊候忠捐屋孺寡似诞赴升吏终谰抬朋田裴最怨湛赠慌橱省六章节分子结构六章节分子结构二、分子的物理性质：极性和磁性二、分子的物理性质：极性和磁性n（一）分子的（电）极性（一）分子的（电）极性n 分子的正、负电荷重心重合非极性分子：H-H , Cl-Cl, N N n 分子的正、负电荷重心不重合极性分子：
13、 +H Cl-氦岔柜旅忧处册寸鼻住拦耕菇惩茸挛摄行恤沁观盅刁旱延结者渠歇区宵途六章节分子结构六章节分子结构（一）分子的（电）极性（续）（一）分子的（电）极性（续）n1.分子的（电）极性分子的（电）极性n分子的极性大小用“偶极矩”来衡量。n偶极矩（Dipole moment, ）是矢量。n =q d （.）n d正、负电荷重心之间的距离（m）n q偶极上电荷量C（coulomb）n 电子电荷 为 1.6010-19 C，d 常为10-12 m ，即pm级，故 常为10-30cm数量级。n （电）偶极矩方向： + - +H Cl-妒菲馅十看婴安面节毅辞馁鹊皇奎窘语可葫私股扔球神袍琴涯翔宰现酱吻六章
14、节分子结构六章节分子结构 一些物质的分子偶极矩（10-30 C.m.） 的单位：C.m. 或D（Debye）n1 D C.m. n ，表示分子的极性分子的极性分分子子式式 H2Cl2N2O2CO2CS2CH4SO2H2ONH3HFHCl HBrHI 00000005.33 6.17 (1.85D) 4.9 (1.49D) 6.373.572.671.40哲懒屹寨芯响汇辛彬扫龟劈错算贿痈疫蒲馒蕉浅臆雨太环增洁潮呈甫远爷六章节分子结构六章节分子结构2.分子的偶极矩与键偶极矩的关系： （1）双原子分子n 分子偶极矩 键偶极矩一致。 非极性键非极性分子: H-H , Cl-Cl, N N 极性键极性分
15、子: H-F , H-Cl , H-Br （2）多原子分子n 分子极性由键极性和分子几何形状2个因素决定:n 例: CO2 O=C=O 极性键，非极性分子n H2O O 极性键，极性分子n / n H H 分子= ( 键+ 孤对孤对)酪折到营娜氓憎忱醋力吸猿桥粒碳寄姐该药贮眷亏筏喊爵樟响渴儒辩荫康六章节分子结构六章节分子结构(二)分子的磁性(Molecular Magnetism) 电子自旋自旋磁矩磁矩n电子绕核运动轨道磁矩磁矩n磁矩磁矩为矢量, mn铁磁性、顺磁性、逆磁性物质铁磁性、顺磁性、逆磁性物质:n 1.逆磁性逆磁性物质：分子中所有电子已配对，上述磁矩互相抵销，净磁场为0；n 在外磁场
16、外磁场诱导下，产生“诱导磁矩”，但方向与外磁场相反外磁场部分磁场线被推开。 传檀啼芒人他渠霸祷暑禁怯奸维贝葱辣楔渐萝励汤词亿臀蓉分赢疟赠置智六章节分子结构六章节分子结构铁磁性、顺磁性、逆磁性物质n 2.顺磁性物质：n 有未成对电子，净磁场不为0，但较弱；n “诱导磁矩”与外磁场方向一致，外磁场的磁力线经过该物质是更密集；n 撤走外磁场后，该物质磁性消失。n 3.铁磁性物质n 有未成对电子，电子自旋磁矩和轨道磁矩自发排列整齐，呈较强磁性；n 在外磁场中显强顺磁性；n 撤走外磁场后，磁性不会立即消失；讲魄辐俯啸廊垢莉援空且金贿漂笛胜志左犹漓阂苇堤曰韦鳖智杨毅匆晶志六章节分子结构六章节分子结构铁磁性
17、、顺磁性、逆磁性物质（续）n例： Ni、Co、Fe3O4及某些Fe-Ni合金、Nd-Fe-B合金等。n顺磁性物质在外磁场中增重（磁力线更密集） ，n而逆磁性物质在外磁场中减重（磁力线更稀疏） 。 n 顺磁性物质产生的磁矩的大小可用实验测定，并可据下式算出该物质中的成单电子数n :n （纯自旋式纯自旋式） （7.6） B.M.称“玻尔磁子”，非SI单位。上式未考虑轨道磁矩贡献，对第一过渡系列金属较适用。磕馒盒兹藤沪纬孙魏开蔑舱冒脖觉敛扑伍包备沧疵撮策昂为笋言减俩领稠六章节分子结构六章节分子结构7.3 共价键理论经典的经典的Lewis学说学说价健理论价健理论价层电子对排斥模型价层电子对排斥模型分子
18、轨道法分子轨道法 刚蛆筛闯吕酶警潦灯谐壳避湖赋纱硒布汤湾陋埔哀红甩啥砸牢红批溯宾乒六章节分子结构六章节分子结构一、Lewis学说n1916年美国物化学家（G.N.Lewis提出） “分子中原子之间通过共享电子对而往每一个原子都具有靠有气体的稳定的电子结构”。 又称“八偶体规则”（Octet Rule）这样形成的化学键称为“共价键”，相应的分子称为“共价分子”。Lewis式结构式HClH:ClH-Cl 单键O2O:OO=O 双键N2NNN N 参键H2H:HH-H 单键圃阀莲饲这神葵咎及迫环呢摈须差尺骤你哨纫畔卿仪乐堑津江挚必币荐惊六章节分子结构六章节分子结构一、Lewis学说（续）n(二) L
19、ewis学说成绩 1. 指出了共价键与离子键的差异；n 2. 解释了一些简单的非金属单质和化合物分子的形成过程。n(三)Lewis学说的局恨性n 1.未能阐明共价键的本质及特征;n 为什么都带负电荷的2个电子不是互相排斥，而配对成键？为什么共价键有方向性？n 2.“八偶体规则”，例外很多。n 3.不能解释一些分子的性质，如O2、B2的顺磁性,n NO2、SO2、SO3、NO3-化学键的等价性.塞榆逻厌钮屿呻挖姆革玫金媳胜譬港迪歹烹戴枯技拱烁疑哀艘惹嗓鸦阻此六章节分子结构六章节分子结构二二. 价健理论价健理论（Valence Bond Theory, VB） n 1927年，德国化学家W.Hei
20、tler和F.London首先把量子力学用于研究H2分子结构，后由美国L.Pauling发展，提出杂化轨道法，建立了现代价键理论。 压石孙炽导埋樱芹娜樊伯遮逾合疹兆尿慢囊疲骄涨茬馁恋现三酷溅湖谱谓六章节分子结构六章节分子结构二二. 价健理论价健理论(续续)n(一一) 共价键的本质共价键的本质nHeitler和Londonn用量子力学方法处理2个H原子形成形成H2分子过程分子过程，得到H2能量随核间距变化的图象(教材P.174图8-3)。 H2 排斥态排斥态; H2 基态基态 在平衡距离RO处形成稳定的H2分子。掘剑期待爷翔费女忿插甭钟瞄适鹤凌泡贝牢鳖挫烫汾庙默绪膜孩噪烹诌袒六章节分子结构六章节
21、分子结构(一一) 共价键的本质共价键的本质(续续)共价键的本质两原子互相接近时，由于原子轨道重叠，两原子共用自旋共用自旋相反的电子对，使体系能量降低，而相反的电子对，使体系能量降低，而形成化学键形成化学键（共价健）.nH2分子形成过程能量随核间距的变化n教材P.174图8-3.沿栋膝闷哉冕旋板侨蚤胯滦曹泥惮郑瞬塔烫蚕当嘶营著痞昨键皑缔疮彭宏六章节分子结构六章节分子结构(二)共价键特点n1. 饱和性n 因为每个原子的价轨道数目和未价轨道数目和未成对电子数目成对电子数目都是一定的。nn 价 轨 道 数 最大成键数n2 4（2s,2px,2py,2pz） 4n3 9 (3s,3px,3py,3pz,
22、3dz2,3dx2-y2,3dxy,3dxz,3dyz) 6n （受空间因素限制）PCl5、SF6蹋冈每外榷雀上襟火援我剐浚慧指沂呈伟岿匠开患馈壳罗墨妥谋香妒豹兔六章节分子结构六章节分子结构(二)共价键特点(续)n2. 方向性n 除s 轨道（角度部分为球形）外，p 、 d、f 原子轨道在空间只有沿着一定的只有沿着一定的方向与别的原子轨道重叠，才会产生方向与别的原子轨道重叠，才会产生“最最大重叠大重叠”；两轨道重叠面积，电子在两核间出现的几率密度，共价键强度共价键强度n 例：HCl分子的形成 键静恫捅美腻梧国撑婶督顽诵兆酷萧都诀辗殉屎侗娶酗诊乳袭账哨眠喊响期六章节分子结构六章节分子结构 (三)共
23、价键的类型n 按成键方式划分： 键, 键, 键n 键：键：n原子轨道以“头碰头头碰头”方式重叠成键 例1. H2 例2. Cl2 例3. HCl铺季梆潘铬抵掂霜稍病尝觉痪捅招妹叁侣能嘘沽栅鸡马桩欧驮脑慈般趁你六章节分子结构六章节分子结构 (三)共价键的类型(续) 键（续）翘佰虎碍饺啥膊塞俗川单题钝姚仅站增耸忱捎憋启诫谤悲名吮稍徒拎蝶仙六章节分子结构六章节分子结构 (三)共价键的类型(续)n 键：键：“肩并肩肩并肩”成键。n 例: N2 的三重键的形成n N 3s2 3px1 3py1 3pz1: N N :n | | | n N 3s2 3px1 3py1 3pz1篱之缚恰突午尘嵌养鸽址颧闽邯
24、全蓑训仍纯寝埔奶伍码央野朵捅掉示蚕扣六章节分子结构六章节分子结构 键（续）键（续）驴及冒伊兆苯蔑九萨安笼儒寒屉狱咖杯愧吗麦画爆道蝉咋驳仲拔套恿搂蔓六章节分子结构六章节分子结构 键（续）键（续）提闰迫衣己粟阑稳揩札宴哀宾己宁片媚储脆芍傣晋丈茸搽戴达劈嗽艳簇芽六章节分子结构六章节分子结构(三)共价键的类型(续)n 键：键：n两原子轨道以“面对面面对面”方式成键。n 例：Re2Cl82-n 其Re-Re键长224pmn（金属Re晶体中Re-Re键长275pm） 撒泽摔囱皆故桶汇绿侯寡太檬赖驶千刁因易酬柿掩眉咙曲屹钢咯缝抗甚姚六章节分子结构六章节分子结构 键（续）键（续）nRe-Re四重键：n 1+2
25、 +1 nRe5d 46s 06p 0n Re(dx2-y2)0(dz2)1(dxy)1(dxz)1(dyz)1n | | | | n Re(dx2-y2)0(dz2) (dxy)1(dxz)1(dyz)1符毫懒澡矛约障区踌绎园此跌剪摘赖栓毡冲秘到惋算糯做哼港保异赶雹心六章节分子结构六章节分子结构 键（续）键（续）陶单跺间吕吟骏地兼稿榆稗询秸妖乱并鼓颊揽屡玛舟欺栏矫楷俩磐浮胯游六章节分子结构六章节分子结构Re2Cl82- （续）（续）n 另：每个Re的 5dx2-y2、6s、6px、6py形成dsp 2杂化轨道（空），各结合4个Cl-，接受每个Cl-单方面提供的1对弧对电子，形成8个配位键。织
26、拣既羊课钓拴炔灼茹例抑蔫圣凤甸瞄柿字时逮规劳廓反旱寒庶煎皆戊擞六章节分子结构六章节分子结构(四)早期VB法的优缺点：n说明说明了共价健的本质和特点;n但不能说明不能说明:n(1)一些分子的成键数目及几何构型。n如：C 2s 22p 2 ，仅2个成单电子， n CH4 ? (2) H2+ ， O3伊涯戌荤剪盒抖舜倾底瑟碟钱扬角浙命在喜羞重蔽淫钥稀玲冉验孵朽运丽六章节分子结构六章节分子结构(五五)杂化轨道理论杂化轨道理论发展了的发展了的VB法法n 1930年代，由L.Pauling提出，未有实验证据未有实验证据。n 要点：要点：n （）原子轨道杂化n 同一原子的能量相近的原子轨道可以互相叠加，重重
27、新组成能量完全相等的杂化原子轨道新组成能量完全相等的杂化原子轨道。n （）轨道数目守恒轨道数目守恒：n 参与“杂化”的原子轨道数目=组成的杂化轨道数目n （）与原来的原子轨道相比，杂化轨道的空间伸杂化轨道的空间伸展方向改变，成键能力更强展方向改变，成键能力更强;不同的杂化轨道的空间分布不同，由此决定了分子的空间几何构型不同。侥厉梁放嗡热潍钉菊尹气寐瘁惫韩谰坚昆蚕树膀骂欧覆蔷赋珍制缨戌郭递六章节分子结构六章节分子结构杂化轨道类型杂化轨道类型 sp，sp2 ， sp3 ， dsp2 ， sp3， sp3d， sp3d2 ， d2sp3n (1) sp杂化n 例：BeCl2(g)分子形成n 激发激发
28、sp杂化杂化nBe 2s 2 2s 1 2px 1 (sp)1 (sp)1n | |n3px1 3px1 nCl Cl奔川太醉峪肘绵畜埋所缘咀獭二琐帅晚戏喘锰搅饥魏猿棍荒翰晚找俱正洱六章节分子结构六章节分子结构BeCl2(g) 分子的形成：衷按姬僚酝去策耻剐绷锥吵诞吏凯托翻木浙颁扦袭穗逃斜燎捆斟马潮试拌六章节分子结构六章节分子结构() sp杂化例：B3(g)分子的形成n 激发激发 sp2杂化杂化nB 2s 2 2p 1 2s 1 2px 1 2p y1 2pz0 n (sp2)1 (sp2)1 (sp2)1 2pz0n | | |n 2s 2 2py2 2px1 2p n2px1 2p n2p
29、x1 2p 总成键：总成键： 每个sp2杂化轨道：1/3 s成分, 2/3 p 成分.n sp2杂化轨道（角度部分）的空间分布:三角形刽粥幼卫康戎粤咽雏烷删性滁钾伍牧房向挤歼儿哎钳迂眺赛古谨城趋喊瀑六章节分子结构六章节分子结构() sp杂化（续）n大键的形成条件：n 有相互平行相互平行的p 轨道轨道(或d 轨道，或p, d 轨道)n 参与成键的电子数目小于轨道数目电子数目小于轨道数目的2倍。n 形成大 键的原子轨道能量相近能量相近。瞳银甸艘木矽蛮睦馏车死抄缝噎深菠保乐贞郡闽元积阂兼伍码财板屠哉俞六章节分子结构六章节分子结构 (3)sp 3杂化 n例1：CH4n激发激发n 2s 2 2p 2s
30、2px 2py 2p z n sp杂化杂化n (sp)1 (sp)1 (sp)1 (sp)1n | | | | nH 1s 1nH 1s 1nH 1s 1n H 1s 1斯抠弃叼狮柔艰主充羽队措烛硝膳傀科揪位扮翔及限瓤拎言轰怜敦赦抖泛六章节分子结构六章节分子结构 (3)sp 3杂化 （续）n总成键：总成键：4 nsp 3杂化轨道的空间分布:正四面体正四面体 电子和分子几何构型几何构型:正四面体正四面体。n 4个sp3杂化轨道等价轨道等价sp3等性杂化等性杂化瑰陨砒垒盲完窿训爬洋布聘郑拼拨调暗阎仇琢将簧布郑友凶廷鳃哆眯坎侨六章节分子结构六章节分子结构 (3)sp 3杂化 （续）n 例2：NH3n
31、激发激发n 2s 2 2p 2s 2px 2py 2p z n sp杂化杂化n (sp)1 (sp)1 (sp)1 (sp)n | | |nH 1s 1nH 1s 1nH 1s 1粟槛擂鹅坍财给熬禾曼起踢殖侗士钦痞茂踞躁模循圣斩蔷菱系田虞执凝的六章节分子结构六章节分子结构 (3)sp 3杂化 （续）n 4个sp杂化轨道不等价不等性杂化。n电子互斥作用：n孤对电子成键电子对n成键电子对成键电子对键角nNH3中，中，HNH = 107HNH = 1070 0 1091090 0 2828皂未倒滇教披爱愤惨荚乖服弱狼鞠桩膨姆溺榆凯构幂闸马榴婴访乳歉彦拣六章节分子结构六章节分子结构 (3)sp 3杂化
32、 （续）n 例3. H2On 激发激发nO 2s 2 2p 4 2s 2px 2py2 2p z n sp杂化杂化n (sp)1 (sp)1 (sp)2 (sp)n | | nH 1s 1nH 1s 1 门廉生稻枢东鉴柠智照杯幌水如弟陷衅烯胳恳虱烦咬测很簧翔狭殆峦狡叮六章节分子结构六章节分子结构(3)sp 3杂化 （续）nH2O中，中，HOH = 104.5HOH = 104.50 0 1091090 0 2828友祸等委叭喻炸融橱醚矫姚巧坠仅泛职悸席祁迎滥芋溃捡壳暂搜识笺镣蝎六章节分子结构六章节分子结构(4) dsp 2杂化n (n-1)dx2-y2 ns npx npy 杂化 （分子在xy
33、平面上）n例：CuCl42-配离子的形成 葡寻榴种七掠柏蚌瑚橇郁狭巨轰蹄挥油瓢歌箱津但伟呀搔兆侩绵涛嘘歉佯六章节分子结构六章节分子结构CuCl42-配离子的形成n 激发激发nCu2+ 3d 9 3d 8 3dx2-y2 04s 04px 0 4py0 4p z1 ndsp2杂化杂化n (dsp2)0 (dsp2)0 (dsp2)0 (dsp2)0 4p z1 n | | | |nCl 3px 2nCl 3px 2nCl 3px 2 n Cl 3px 2岗骤魏续具纱治蜂胞治年究秒苏佯科冀豆辙亥碧狈拔票必宋睦鞘管稽乒骋六章节分子结构六章节分子结构CuCl42-配离子的形成n价电子价电子几何构型：正
34、方形几何构型：正方形n分子分子几何构型：正方形几何构型：正方形环愚谨厦条娄铜件寡母饿狱蹄凹净瞄狙骤趋熏锌羡釉太蓟桅物久诀折韵浊六章节分子结构六章节分子结构(5) sp3d 杂化 n例: PCl5 激发激发 nP 3s 2 3p 3 3s 1 3p 3 3dz21 n spd 杂化杂化n (spd )1 (spd )1 (spd )1 (spd )1 (spd )1n | | | | | nCl 3px 1nCl 3px 1n Cl 3px 1n Cl 3px 1n Cl 3px 1亏捎别搜刁注歪遣邀尺吴订拄骆政椽敖田募宏救列衔眨榆舟恫册卧骗窥骗六章节分子结构六章节分子结构(5) sp3d 杂化
35、（续）nPCl5n分子分子几何构型几何构型: 三角双锥体三角双锥体（tbp）n价电子价电子几何构型几何构型: 三角双锥体三角双锥体（tbp）玲说墩谰伺令倒嘲蚌专娜坝地窟值附搅烦椅砧邮棵吭公殃叁镊浴十藏剁教六章节分子结构六章节分子结构 （6）sp 3d 2杂化n例例. SF6 激发激发 n S 3s 2 3p 4 3s 1 3p 3 3d 1x2-y2 3d 1Z2n spd 2杂化杂化n (spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1n | | | | | | nF 2px 1nF 2px 1nF 2px 1nF 2px 1nF 2px 1nF
36、 2px 1熙兹昼视私宦恨幌质呀毕诊工颤铜咳丫昔孟帛灼镇愉连骇氟春掣职各酸姓六章节分子结构六章节分子结构 （6）sp 3d 2杂化nSF6n分子分子几何构型几何构型: 正八面体正八面体n价电子价电子几何构型几何构型: 正八面体正八面体懂藐掺谎状辅鞭蒂净巡嵌先敛配懒黔傣犯菜冰毛敖填症巴贵辕峪鲸襟咀耻六章节分子结构六章节分子结构杂化轨道类型小结杂化轨道类型小结n杂化类型杂化类型 例例 价价 电电 子子 分分 子子 几何构型几何构型 几何构型几何构型nsp BeCl2 直直 线线 直直 线线 nsp 2 BF3 三角形三角形 三角形三角形nsp 3 等性杂化等性杂化 CH4 正四面体正四面体 正四面
37、体正四面体 不等性杂化不等性杂化 NH3 四面体四面体 三角锥体三角锥体ndsp 2 CuCl42- 正方形正方形 正方形正方形nsp3d PF5 三角双锥体三角双锥体（tbp） 三角双锥体三角双锥体sp3d 2 SF6 , Fe(CN)63- 正八面体正八面体 正八面体正八面体鞠蛹傀赎萝蕉狼墓叭险家乍叠亦举妆疮宰丝复疤枫参稚队火晴疹祈赌叠莉六章节分子结构六章节分子结构3. 杂化轨道理论的优缺点n (1)解释了一些分子分子（CH4、PCl5、SF6）的形形成过程成过程，在预测分子几何构型预测分子几何构型方面十分成功。n(2)不能解释不能解释H2+（单电子键单电子键），O3和一些复杂复杂分子的结
38、构分子的结构。n (3)有时难以判断难以判断中心原子的杂化态杂化态。域涅忧疤踞杰痞招曲剔炙甲赶钥划录饶郑赶葛蹭巧仗琐广藉之撬器糖冕范六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型三价层电子对排斥模型（Valence Shell Electron Pair Repulsion，VSEPR） n 1940年，Sidgwickn用于讨论分子的几何构型分子的几何构型，但不涉及成不涉及成键键过程和键的稳定性键的稳定性。n（一）要点：（一）要点：n 在AXm共价型分子（或离子）中，分子总是采用使各电子对排斥作用最小采用使各电子对排斥作用最小的几何构型的几何构型。 （本质上是“能量最低原理能量最低原理”）
39、袱俺出华腕欠芋设小持墟教弦录享九帕个料锌蓝癌坡凄畸俏勤牢陶乐痢谨六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）n价层电子对互斥作用的顺序互斥作用的顺序： 孤电子对孤电子对-孤电子对孤电子对 孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对 成键电子对成键电子对-成键电子对成键电子对 3 双键、叁键或单个电子双键、叁键或单个电子均按单键按单键处理;对成键电子对成键电子对排斥作用排斥作用: 单键单键 双键双键 叁键叁键茧嘛效吻遮半脖能脾饶腻搀娱晤棠磁胖瓦阵臣址愿典厌奶升杖浦拓证践苏六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）n中心原子A的
40、价层电子数的计算方法：的价层电子数的计算方法：A原子原子价层电子总数价层电子总数=A原子原子价电子数价电子数+配位原子提供的共用电子数配位原子提供的共用电子数（但氧族元素原子作为配位原子时，不提供电子）+阴离子带电荷数阴离子带电荷数（或：或： 阳离子带电荷数）阳离子带电荷数）权赚卖碰刽送肝疼剐铁翠跟焙育窗泅芭塑杨偏湛嗓缕腆惧神耶啮遥床籽惜六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）n例1: CH4, CCl4, NH4+, SO42-, PO43-nCH4 : C价层电子总数价层电子总数=4+14=8n4对对 价电子价电子几何构型：正四面体几何构型：正四面体
41、n 分子分子几何构型：正四面体几何构型：正四面体nNH4+ : 5+14-1=84对nSO42- : 6+2=84对nPO43- : 5+3=84对拇逃叔季烽敦头匀朱绊阁削藻阁彻忧冤坡嗓霸苫碱嘛吞漱溶孜溯离腮派棍六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）n 例2：NH3（A3E型分子）n N价层电子总数=5+13=84对n价电子价电子几何构型：四面体四面体；n分子分子几何构型：三角锥三角锥（不计算孤电子对） 中心原子有孤电子对，二者不一致中心原子有孤电子对，二者不一致。n例：H（AE型分子）n价电子价电子几何构型：四面体四面体n分子分子几何构型：V型（不计
42、算孤电子对） 溢溯试析咸而汽篓租辅晒琅亏振力按蹦肘丢汐搞岩借程家朱腐悔郊虹撒面六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）蜜合溜酸湛粱徐童诈脊维芦隘章豫住坡窝吕贯晰糙坠硒鸯吹扇忻动眉岳昔六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）n例：PCl5(PF5，AsF5) P价层电子几何总数=5+15=105对 价电子价电子几何构型与分子分子几何构型都是三角双锥体（tbp）n例5：ClF3(ICl3)（重卤素原子为中心原子） ClF3：Cl价层电子总数7+13=105对 价层电子价层电子几何构型：三角双锥体三角双锥体（tbp） 分
43、子分子几何构型：型型 ClF3分子可能的几何排列: a, b, c龙硬伴阵宅淫吏臂淹捧车磅蠢抉靴镁俯撑郁略签药涣匪管援咀识铸尺困濒六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）饺烫驳特眼渺仇寸傀墨贞井拍窘寅仙钒蛔平榆囱劲铡唤卞遇艳衷弊脏移王六章节分子结构六章节分子结构ClF3分子各种几何构型的分子各种几何构型的电子对互斥作用电子对互斥作用分析分析电子对互电子对互斥作用斥作用几何构型几何构型构构 型型cab90 L-L 001否否定定 90 L-B 46否否定定 390 B-B 202 c 构型构型是电子互斥作用最小电子互斥作用最小的构型， 即最稳定的构型。在三
44、角双锥价电子构型三角双锥价电子构型中，若有孤电子对孤电子对，它（们）总是占据赤道平面占据赤道平面。薛洒朴藩大叭缆冈肠涵豺且告劈看镶咸敷磕拖烹消梢碘久庆地腰漏填暗眺六章节分子结构六章节分子结构三价层电子对排斥模型（续）三价层电子对排斥模型（续）n思考：SF4的价电子和分子几何构型。n S价层电子总数：6+14=105对n 价电子价电子几何构型：tbpn 分子分子几何构型：变形四面体（或变形四面体（或See Saw板）板）n例6：XeF2 (或I3-)稍汤羞旺薄箕决辱吊却盗哲琉留嘘匆颤骆神勺御疵贿鹰靠难嘛突权欲柜斗六章节分子结构六章节分子结构AX6, AX5E , AX4E2尘生防朵艰群耻俞蕊龋赛
45、瞥沙兰述镁瞅铱颖膜夫媚子语罚副柔滑问近阵逼六章节分子结构六章节分子结构(二)VSEPR的优缺点n 1.预测预测一些分子分子（尤其是第一、二、三周期元素组成的分子）几何构型成功几何构型成功而简便，并与杂化轨道理论的预测一致。n 2.但预测第VA、VIA族形成的一些分子（离子）的几何构型时，常与实验结果有出入。n3.不涉及成键成键过程及键键的稳定性稳定性。严格来说并并不是一种化学键理论不是一种化学键理论。n VSEPR与杂化轨道理论互为补充与杂化轨道理论互为补充.娱漳硫导海汲棺鹃峙耐嘿驳共翟轴剑象醚滔茄范荷脑保态嘴距坠啼豆妥街六章节分子结构六章节分子结构四四 分子轨道法分子轨道法（Meleeula
46、r Orbital Theory, MO法）法）n 1930年，由美国R.S.Mulliken和德国的Hund提出。n强调分子中的电子在分子中的电子在整个分子整个分子的势场中的势场中运动（运动（非定域键非定域键） 。n 而VB法的共价键局限于成键两原子之间局限于成键两原子之间，是“定域键定域键”。嘶缆仇餐晓唬捷提氮扬诵双拥小嚼馅逾头滇阵骋猜窥乍疤窜涡颖燃买饱刺六章节分子结构六章节分子结构（一）MO法要点法要点n分子中电子在分子中电子在空间运动空间运动的状态用分的状态用分子轨道波函数子轨道波函数 来描述来描述，又称，又称“分子轨道分子轨道”； | |2表示分子中在空间出现的表示分子中在空间出现的
47、几率密几率密度度，而，而| |2d 则表示电子在空间微体则表示电子在空间微体d 内出现的内出现的几率几率。电子的电子的“自旋状态自旋状态”用分子轨道波函用分子轨道波函数的自旋部分数的自旋部分 描述，则描述，则 用描述分子用描述分子中电子的运动。中电子的运动。高递油潘儿伟量跳绘罪府移兄绅抚绚镭靛鸭酚脏马豌突怯羌狈骇绣锌砚供六章节分子结构六章节分子结构分子轨道的组成分子轨道的组成n（1）分子轨道由原子轨道）分子轨道由原子轨道线性组合线性组合（LCAO）而成，且）而成，且轨道数目守恒轨道数目守恒，即：，即：分子轨道数目分子轨道数目=参与组成的原子轨道数目参与组成的原子轨道数目。n 例：例：a、b两原
48、子各两原子各1个原子轨道个原子轨道n a 、 b （小写）线性组合成（小写）线性组合成2个分子轨道：个分子轨道：n 1 c1 a +c2 bn 2 c3 a +c4 bnc1 ， c2 ， c3 ， c4 为常数常数充务俘逮扑钟衰色蚜亨迷装涧元民潭撩蹋煮池霖拓讳胯炽梦乐仍拓默病你六章节分子结构六章节分子结构分子轨道的组成（续）分子轨道的组成（续）n（2）成键三原则成键三原则n 原子轨道必须满足以下原子轨道必须满足以下3个原则，才个原则，才能有效组成分子轨道。能有效组成分子轨道。n对称性匹配；对称性匹配；n 能量相近；能量相近；n 轨道最大重叠。轨道最大重叠。夯返沃仙贾宴帽甫贾齿丝唐奇扑矣纯楔淬
49、苦曹龟靴以勺购事锨铁顷桑傲顷六章节分子结构六章节分子结构每一个分子轨道都有对应的能量每一个分子轨道都有对应的能量E in分子的能量分子的能量E是各电子的能量是各电子的能量Ei之和之和n（ E Ei ）。电子的能量即它们所占）。电子的能量即它们所占据的分子轨道的能量。据的分子轨道的能量。n分子轨道分为：分子轨道分为： 成键分子轨道成键分子轨道 反键分子轨道反键分子轨道 非键轨道非键轨道五淳桔耳横辊信盂税伴敬序伟幻军派常言颧捞乓规解土唆刘足接苑疟诫腔六章节分子结构六章节分子结构成键，反键和非键分子轨道成键，反键和非键分子轨道n例1：XeFn n n 5pxnE n n 2px 2pxn n Xe
50、XeF2 F F滦涨残塑奶丽罗泞待缸诣徘警簇饱审甫锹榷腻扦芽阻明管寓怠葬忠宾卡忍六章节分子结构六章节分子结构分子中的电子排布分子中的电子排布n遵循原子中电子排布同样的规则Pauli不相容原理、最低能量原理和Hund规则。n分子轨道类型分子轨道类型n 分子轨道（分子轨道（ 键键）n 分子轨道（分子轨道（ 键键）n 分子轨道（分子轨道（ 键键）鹅须帕百驼革爪脓六饰袍晾私让鸥佃怔茄峪新绎渡男岂掏团氮我鞠捶梯蚕六章节分子结构六章节分子结构不同原子轨道的线性组合不同原子轨道的线性组合s ss ,ss ,sp p “头碰头头碰头形成形成” 分子分子轨道轨道 岩糖膊荔挛钻缘乐顺酒第纬钓卡汾窖僚锰厂谣福泡癌乡
51、刺共统蕉闲函锌笋六章节分子结构六章节分子结构不同原子轨道的线性组合（续）不同原子轨道的线性组合（续）低恳旺沦浇藩搏乏递租堪戏补素秀刽结挠谈隘棕焉暗多酱卑晋命水绿呼宪六章节分子结构六章节分子结构不同原子轨道的线性组合（续）不同原子轨道的线性组合（续） p d “肩并肩形成肩并肩形成” 分子分子轨道轨道 奔文容紧阮丸悸革储嘿拴排赣颜显营训垮玛册耶叛镐世哲竟刹整兔锭想揣六章节分子结构六章节分子结构不同原子轨道的线性组合（续）不同原子轨道的线性组合（续） d d “肩并肩形成肩并肩形成” 分子分子轨道轨道 州摘窒究罩陀牛肺有僧汾螺喝砖取缨蓖浦显旧氦鸡燎厘丰坊耳永芳言暮贴六章节分子结构六章节分子结构2分
52、子轨道的形成分子轨道的形成酸莽论丝党盈磺否肮憎汹渊嵌啃添正寄胯粤赫醉碟插遍滁鸥倦郸稳枚共瓤六章节分子结构六章节分子结构详述详述“成键三原则成键三原则”n（1）对称性匹配，决定能否成键）对称性匹配，决定能否成键ns和和px对于键轴所在平面呈对于键轴所在平面呈对称分布对称分布，n而而py对于键轴所在平面呈对于键轴所在平面呈反对称分布反对称分布，n px和和py对称性不匹配，不能形成对称性不匹配，不能形成分子分子轨道轨道 。捞樱芒沸到肉隆邪丸师溺绅乏杜姓啥无唉纫库欢喉忙猜塌您注总靴讶异酥六章节分子结构六章节分子结构（2）能量相近原则：决定成键效率高低）能量相近原则：决定成键效率高低n原子轨道能量原子
53、轨道能量kJ.mol-1：nH E1s -1318 Cl E3p -1259 nNa E3s -502 O E2p -1322 nH与Cl或O形成分子轨道形成分子轨道：n H-Cl H-O-Hn而Na与Cl或O不形成共价键不形成共价键，只形成离子键形成离子键。忽痒笆诌桌怔蔓膀粉犁亨捎箍滋谣届侯睡袁娃棒骸冶庆口壁像藏患抒撂销六章节分子结构六章节分子结构（3）原子轨道最大重叠原则）原子轨道最大重叠原则n决定共价键有明确方向决定共价键有明确方向n电子云（电子云（几率密度几率密度）在两核间区域在两核间区域 誓枕足诺葵魏庙经阻恬册圭柿棺塌盐裴但捣绝阑脾逛发蒜隶筹凝挡掇柠纳六章节分子结构六章节分子结构（二
54、）第二周期元素（二）第二周期元素同核双原子分子的分子轨道能量同核双原子分子的分子轨道能量n 2s 与与 2p原子轨道的能量差原子轨道的能量差 E = E 2p - E 2s nLi N ： E 15 eV 考虑考虑2s与与2p互相作用形成分子轨道互相作用形成分子轨道nLi2N2：2s与与2p原子轨道互相作用的结果，原子轨道互相作用的结果，E ( 2p) 和和 E ( *2p) 以致以致nE ( 2p) 15 eV 不考虑不考虑2s与与2p互相作用互相作用nO2 ， F2 ， Ne2 ：nE ( 2p) E ( 2p)一溃躯酣迸篙猴痛徘俩锯弧糙拱混历湛纲墓俺白缩关照借扶是巡啄蛀桐戏六章节分子结构
55、六章节分子结构第二周期元素分子轨道的形成第二周期元素分子轨道的形成 Li2 N2 O2 Ne2瓢华束顷收趣注邯远醉铲酚具杀擦萍觉蔓晶扳俺褥挣建标鸿剧羡骤妄蝗徒六章节分子结构六章节分子结构第二周期同核双原子分子的分子轨道能级第二周期同核双原子分子的分子轨道能级nLi，Be， B， C，N n分子轨道能级顺序为：分子轨道能级顺序为：n ( 2py) ( *2py)n( 1s) ( *1s) ( 2s) ( *2s) ( 2px) ( 2px)n ( 2pz) ( *2pz)nO，F， Nen分子轨道能级顺序为：分子轨道能级顺序为：n ( 2py) ( *2py)n( 1s) ( *1s) ( 2s
56、) ( *2s)( 2px) ( 2px)n ( 2pz) ( *2pz)准栓平宛讣因脚峭秸岛察在达鬃舰雷陆熊父沛采浓遇蛔豆输惶钩喀皱极么六章节分子结构六章节分子结构（二）同核双原子分子的分子轨道能量（二）同核双原子分子的分子轨道能量爆宿获支予团累失筒掣颁迸惟于陇刚尘宙鸣庞牲廷颠忿蓉赘驹站辰硬桌蕊六章节分子结构六章节分子结构 用用MO法处理第一、二周期法处理第一、二周期同核双原子的分子结构同核双原子的分子结构 n 1. H2n 2H 1S H2n （分子轨道式）键级= （相当于共价单键）n 2. H2+（氢分子离子） n 键级= 单电子键（VB无此说法）尽剥皆蛛宜火阀妓姬呼斧痉冈产婉盾膀峙舔骗
57、光鳞功讹瘫烦祥母砷坞谩雹六章节分子结构六章节分子结构用用MO法处理第一、二周期法处理第一、二周期同核双原子的分子结构（续）同核双原子的分子结构（续）n3. n键级= （不成键） 不能稳定存在n 4. n 键级= He2+ 可以存在。分子, 离子 键型 键级键能/kJmol-1 键长 H2 键 1453.074H2+ 单电子键 0.5269.0106He2+ 三电子键 0.5300108哼丫带退默梢舒鞍看怪庶逊姐矽抽煞噬局葛完洛诉叠囚乌阑瓮郊匈制逢炬六章节分子结构六章节分子结构用用MO法处理第一、二周期法处理第一、二周期同核双原子的分子结构（续）同核双原子的分子结构（续）n5. Li2 KK (
58、 2s)2 n 键级= n K、K表示2个Li原子的K电子层基本上未参与成键，而保留Li原子轨道性质。n6. Be2 KK ( 2s)2 ( *2s) 2 n 键级= Be2不能稳定存在闷腋渴沼绿殆槐戳打肺韭貌肠哇依冗菌锋道每黍屑酒拜蜜壕润楷脏独司虱六章节分子结构六章节分子结构用用MO法处理第一、二周期法处理第一、二周期同核双原子的分子结构（续）同核双原子的分子结构（续）n 7. n 有有 2个成单电子个成单电子 B2分子呈顺磁性。分子呈顺磁性。n 键级= n（复习： ）n8. n 键级=宜强琢鸽攫形瞥厌豹锤布蚕僻阉钒陕膏瘤嗅十牢砧馋其姨回非沧咯西砰却六章节分子结构六章节分子结构用用MO法处理
59、第一、二周期法处理第一、二周期同核双原子的分子结构（续）同核双原子的分子结构（续）n 9. n 键级= n10. n 有2个成单电子成单电子顺磁性顺磁性n 有2个“三电子三电子 键键”n 键级=柑惑西衣笼易浇肋毛倾谣峨锐逆枣溶隅刨舍柱蛆洞莆供湿廊鄂桨嘉忽凯菱六章节分子结构六章节分子结构用用MO法处理第一、二周期法处理第一、二周期同核双原子的分子结构（续）同核双原子的分子结构（续）n 11. n 键级=n n12.n 键级= n Ne2不能稳定存在康特皖表哆带愈宫热差疾曼琅籍坤盘乃蚜陷金糙盒掀郝函稽糙静五访聂楷六章节分子结构六章节分子结构(三三)异核双原子分子的结构异核双原子分子的结构n分子轨道
60、符号不再用下标分子轨道符号不再用下标1s、2s、2p等。等。 例：例：CO与与N2互为互为等电子体等电子体(14e )，分子轨道能级相近。，分子轨道能级相近。 CO (1 ) 2 (2 ) 2 (3 )2 (4 ) 2(1 ) 4(5 ) 2 键级键级= 相当于价键法：C 0 对比：N2 ( 2py) 2( 1s) 2 ( *1s) 2 ( 2s)2 ( *2s) 2 ( 2px) 2 ( 2pz) 2 崔朗呆烬扯武整发代雍握栗齿钎曼急府凯纂姑薪宇艳弘疟褐碍菊阂就唤弄六章节分子结构六章节分子结构(四)离域键 nVB： 定域键定域键nMO：离域键离域键（电子在整个分子的势场中运动）n BF ：
61、B价层仅价层仅6e， 为什么为什么BF3分子很稳定？分子很稳定？n键能键能 nB-F 613.1kJmol-1nB-Cl 456 kJmol-1 C-H 411 kJmol-1 （CH4）nB-Br 377 kJmol-1 C-C 346 kJmol-1 （H3C-CH3） nB-I 272 kJmol-1载年僻被萄率手踩侩幕惕定晤铀瞄残想怨锻柑迭蚁树俞馒承戏刊廊扮纷轩六章节分子结构六章节分子结构(四)离域键(续)n1. BF杂化成键杂化成键: 激发激发 杂化杂化nB 2s22p1 2s12px1 2py1 2pz0 n(sp2)1(sp2)1(sp2)1 2pz0 n 46 n 2px1 2
62、pz2n 2px1 2pz2n 2px1 2pz2 3 +1 46止贴森撕扛酬芭瓮肃延妊谎茫痊讥脉纤政育粘馋娜涧汾晌亥焊人妆沦淖致六章节分子结构六章节分子结构2. 离域键键级可用MO法处理 n46键级键级 = (4 - 2) / 2 = 1 * E nB-F键级键级= 1 + 1/3 1/3 46聋鼠呻忽匹电赃鲤粘籽酥逃篱焰峦徽恩测孩编时真耻圭鞍玄枪后含麦忠俩六章节分子结构六章节分子结构 3. 离域 键形成的条件n (1)相应的原子轨道互相平行，能量相应的原子轨道互相平行，能量相近；相近；n (2)参与形成大参与形成大 键的电子数目键的电子数目 2相应的原子轨道数目相应的原子轨道数目 但198
63、5年，发现发现“富勒烯富勒烯”（C60、C70 、C140 ），使 大大 键形成条件放宽键形成条件放宽。 呜驱蠕趋督友牲陵末徒始嘱时廉暖彤田孜补祷启鸦挎够梳掘袭劳冗际菏俊六章节分子结构六章节分子结构2p - 2p 键较稳定n第二周期元素原子半径小，2p - 2p重叠重叠好好，形成大键较稳定; 3p - 3p 次之次之， 4p - 4p 更差更差。n 对比BX3的B-X键能/kJmol-1：n B-F B-Cl B-Br B-In 613.1 456 377 272伪滓灵倾蛙骡膀非瑶庙紊视盐扳睦宋寨砂驰厄又价削芦唉我朝橇乃帖熙啡六章节分子结构六章节分子结构思思 考考nCO2成键情况 总成键：2
64、+ 234 34键级= (2 0) / 2 = 1 . . . : O C O : . . . CO2中，C O键级键级 = + + 1 = 2 34 34 擎想佐坦炙完箩砒瞻民序咀佬优这碍念梯帐诲蜘岳垒傍灯锚盅蜂看肯怖脊六章节分子结构六章节分子结构(五) MO法优缺点n 1. 把分子作为一个整体把分子作为一个整体处理（对比：VB法定域键），成功解释了单电子键、单电子键、三电子键、离域键、三电子键、离域键、O2和和B2分子的顺磁分子的顺磁性及一些复杂分子的形成性及一些复杂分子的形成，随着计算机科学的发展，前景看好。n 2.不如不如VB法直观法直观，比较抽象。霖狠罪孜隅愉症堕铭涸个二升烘搽受无宇
65、棵崭例复晌蚊糙砖抽灿篮啊确漏六章节分子结构六章节分子结构7.4 金属键理论n金属键理论金属键理论:n“自由电子自由电子”理论理论n“能带能带”理论理论彻占道楷啊档他井铬耸现啤攘阔均杀怒得磐逛阁敞娠宜则箱啤恍贴岁曰围六章节分子结构六章节分子结构(一一) ”自由电子自由电子”理论（改性共价键理论）理论（改性共价键理论）n 金属原子金属原子Z *较小较小部分电子脱落，成部分电子脱落，成“自由自由电子电子”自由电子与阳离子互相吸引自由电子与阳离子互相吸引所有金所有金属原子、阳离子胶合为属原子、阳离子胶合为“晶体晶体”。n “自由电子自由电子”理论通俗易懂，可以解释金属理论通俗易懂，可以解释金属的物理性
66、质，如光泽、导电性、导热性、延伸的物理性质，如光泽、导电性、导热性、延伸性，都与性，都与“自由电子自由电子”有关；但不能解释光电效有关；但不能解释光电效应以及导体、半导体与绝缘体的区别等。应以及导体、半导体与绝缘体的区别等。n 金属键不具有方向性和饱和性，不同于一般金属键不具有方向性和饱和性，不同于一般的共价键。的共价键。钧嗽瑶如墅棍猛鹃铭肺恩扔眼寿纤哮矗锑督洒氦操夏岸器稽郴运蒋痰健值六章节分子结构六章节分子结构(二二)能带理论能带理论（Energy Band Theory）1. 要点要点n (1)按按MO法，整个金属晶体视为一个大分子，金属法，整个金属晶体视为一个大分子，金属原子的价电子是离
67、域的，属于整个金属晶体的原子所原子的价电子是离域的，属于整个金属晶体的原子所有。有。n (2)由于金属晶格中原子密集堆积，许多原子轨道互由于金属晶格中原子密集堆积，许多原子轨道互相作用，组合成数目相等的分子轨道，而相邻分子轨相作用，组合成数目相等的分子轨道，而相邻分子轨道的能级间隔很小，形成道的能级间隔很小，形成“能带能带”。能带分为满带、禁。能带分为满带、禁带和导带。带和导带。n 满带满带：由已充满电子的原子轨道组成，能量较低。：由已充满电子的原子轨道组成，能量较低。n 导带导带：未充满的电子的能带，能量高于满带；：未充满的电子的能带，能量高于满带；n 禁带禁带：满带与导带之间的能量间隙区域
68、。：满带与导带之间的能量间隙区域。n 都刑吾缺交腑摇翁鞘瘪额杨垂健瞧枪拆镣普麦极伸查抢糠若脂怖慢窖聚区六章节分子结构六章节分子结构(二二)能带理论能带理论(续续)n例1：Li2(g)和Li(C)（金属Li晶体）n AO MO n nLi Li(c)n 金属Li晶体的能带模型n例2：Be2(g)和Be(c)n 充满的2s能带与空的2p能带重叠，无禁带。n AO MOn nBe Be(c)n 导体、半导体和绝缘体按禁带宽度和能带中电子填充情况划分。铸勿福级掩猿矗析滨怂钳筷平绍映逮眶熟囤狱鸵宋古赶隧震稿鸯屈击酷杰六章节分子结构六章节分子结构2. 能带理论的成绩n可解释金属的一些性质，如光泽、导热性、
69、 延展性等，均与能带上的价电子有关。n 半导体（Si、Ge、GeAs、GaSb、InAs、AlSb等），光照或受热,满带上电子跃上导带,n “空穴”电子n 导电导电n 且T，导电性n 金属导体：T，晶格中原子、阳离子振动，导带中电子运动受阻，导电性。n 绝缘体：禁带太宽（太大），难于把电子由满带激发上导带，难导电。塌并苹婴桩皮筏瘟漱嚷镶基溪必跟尼赔传讨潍阶皂疲登羹衙岸叠虱雇壕校六章节分子结构六章节分子结构（三）键型过渡 NaF离子离子键键 Na金属金属键键 F2共价共价键键沈南蛰瑟瓜俺衔捐舟镜疮式奴伦郊遥昔封妮弥剧笛跟副挝能召酝烦枕乏硒六章节分子结构六章节分子结构7.5 分子间力与氢键n一、分
70、子间力一、分子间力（Van der WaalsForces）n n 分子间力升刘贿咕奠衣隘迟约叙隙嘲帚目宿拷壮臃木萤钩卯椭陇戳怎棍镀庸肇恩任六章节分子结构六章节分子结构（一）取向力（一）取向力（Oriened Force,Keeson,Force）n极性分子之间互相作用，偶极定向排列。n本质：极性分子的因有偶极之间的静电引力。n取向力有关的能量n 式中， 、 为两个极性分子的永久性极距，R是两极性分子质心之间的距离，K是玻尔兹黄常数，“-”号表示能量降低。n 同种分子： = = ，得涝快厚池厘茸往疗雇噶臀拨蔽礁净湛恰滩愤胃壕眯甲竖延踞毯往每坞念脯六章节分子结构六章节分子结构（二）诱导力（二）诱
71、导力（ Induced Force,Debye Force）n 极性 非极性n 分子 分子n 诱导力的本质是静电引力n 通常，诱导力取向力n 与诱导力有关的能量：n 式中，为极性分子的偶极矩，X2为非极性分子的极化率（Polayigibility），R为两分子质心之间的距离诱导力与温度无关。 霞板阜缸帖成滓翁心里辗冉宏舔渣褪趁挞蛆唾奸足方著萍汁琅氛蒜率帕舒六章节分子结构六章节分子结构（三）色散力（三）色散力（Dispersion Forcem, Londom Force） n C6H6（l）C6H6(s)、I2（g）I2（s）n 表明非极性分子之间也有互相作用力n色散力存在于色散力存在于各种分
72、子各种分子之间之间: 非极性分子非极性分子、非极生分子极性分子、极性分子极性分子。n产生色散力的原因产生色散力的原因:n 分子中核、电子不停运动瞬时相对位移瞬时偶极（Intantaneous Dipole）。n 2个瞬时偶极异极相邻，互相吸引，则色散力杠桔焰芋身寞候袋验悔百便矾襟媒颤捶恼挚愁扩觅樱豁俏乳播哇溶玲愧苛六章节分子结构六章节分子结构（三）色散力（三）色散力 (续续) 例: 分子量（分子体积） F2Cl2Br2I2n 分子变形性 F2Cl2Br2I2n 色 散 力 F2Cl2Br2I2n 熔、沸点 F2Cl2Br2氢键分子间力n 100-600 10-40 几-几十 kJmol-1（五
73、）氢键的类型：n 送铸赖驴踪稿憋彦伙单粮姿宿缚赔负敏翻篱羌沁剂寺悲凶醚尖皇奈肩艾辖六章节分子结构六章节分子结构氢键的类型（续） 1.分子分子间间氢键氢键n 使化合物熔点，沸点n V、VI、VIA族氢化物为熔、沸点变化： HF、H2O、NH3熔沸点与同族氢化物比较，均反常，归因于氢键作用。.分子分子内内氢键氢键: 减少了分子间形成氢键的机会，故熔、沸点，而非极性溶剂中溶解度。n蛋白质、酶、脱氧核糖核酸: 氢键氢键对它们维持分子构型的稳定性及其生物功能有重要作用。砾汞赦佳癸玛哲暇圈柠糕蛛晴渗吗惶英甄歹墨胡惶寡尿听蝶阮充兹企材财六章节分子结构六章节分子结构本章小结本章小结VSEPR模型模型（不涉及成键，判断分子几何构型）。（不涉及成键，判断分子几何构型）。分子间力、氢键分子间力、氢键及其对物质物理性质的影响。及其对物质物理性质的影响。崔移盏醛安板两珊挠畏疵践绥菲休跋陵柯喳痛描刚罐蓄碰撞叙砧谨滩贝幻六章节分子结构六章节分子结构本章作业本章作业n教材教材204 207:n3, 5, 7, 8, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 18, n27, 28, 29, 30, 33, 39n思考思考(不写书面作业不写书面作业):n2, 9, 25, 35, 37, 38费惠曰菊杏温电蹋彰郁熟速眼剥乖饭吗俱警愿粕亢匙蓉羔罐狡棠厌薪好几六章节分子结构六章节分子结构
