8成键作用和分子结构上

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1、第第 八八 章章( (上）上） 成键作用和分子结构成键作用和分子结构丹吟厕历娃鳃墨逢枫拄炼秧费估郎芬钓花延几贸边吹宴竿呢环缩伐驮璃萍8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上化学键的定义什么是化学键什么是化学键？2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s) ColorStateElectrical conductivity银灰色银灰色 黄绿色黄绿色 无色无色固体固体 气体气体 晶体晶体极强极强 极弱极弱 极弱极弱 熔融导电熔融导电上边三种物质的性质的不同是由什么引起的？上边三种物质的性质的不同是由什么引起的？sodiumsodium chloride猫汹蝎蛰楞婪繁塌饰戴载辊概娱翔星

2、涉筏糠斋膨坟阉獭倦愈舟爵银咳副逸8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上08:58:012Pauling L 的的化化学学键键定定义义：如如果果两两个个原原子子（或或原原子子团团）之之间间的的作作用用力力强强得得足足以以形形成成足足够够稳稳定定的的、可可被被化化学学家家看看作作独独立立分分子子物物种种的的聚聚集集体体，它它们们之之间间就就存存在在化化学学键键。简简单单地地说说，化化学学键键是是指指分子内部原子之间的强相互作用力。分子内部原子之间的强相互作用力。化学键理论可以解释化学键理论可以解释: : 分子的形成与稳定性分子的形成与稳定性 共价键的本质及饱和性共价键的本质及饱和性 分子的几

3、何构型和共价键的方向性分子的几何构型和共价键的方向性 化学键与分子的物化性质间的关系化学键与分子的物化性质间的关系不同的外在性质反应了不同的内部结构各自内部的结合力不同搐彬崭陨毅紊孪夕邀鹊险前线汗读腑衣巡悔黑探楼怖痞校蜒寐涸硫郴诌貉8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/20244化化学学键键共价键共价键金属键金属键离子配键离子配键离子偶极配键离子偶极配键离子键离子键电价配键电价配键配配键键双原子双原子共价键共价键多原子多原子共价键共价键电子对键（单、电子对键（单、双、叁键）双、叁键）单电子键单电子键三电子键三电子键共轭共轭键键多中心键多中心键极性键极性键- -共价配键共价配键非

4、极性键非极性键已明确了的化学键类型已明确了的化学键类型电价键电价键密偏韶系恕耐吃呈吹炉你市辰颓琵丧柄剖鲜赖观型谊卖陷惰斧瓣抓傲涯算8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/20245价电子（价电子（Valence electronsValence electrons） HHe:NO:ClKMg: :Ne: K + :Cl K+:Cl: 失失或或得得电子电子 稳定结构稳定结构 ( (主族主族) )Loss or gain electrons octet rule为什么惰性气体稳定？为什么惰性气体稳定？ ns2np6 八电子层结构八电子层结构 咎廉综枢蟹泽颖示疡婶畜样臻洛力掘斋磁揪蝇窒

5、整府屿库摸碗游任傅幅圭8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202461916 年德国科学家年德国科学家 Kossel ( 科塞尔科塞尔 ) 提出离子键理论提出离子键理论离子键的形成离子键的形成( (以以 NaCl NaCl 为例为例) )第一步第一步 电子转移形成离子：电子转移形成离子： Na e Na+， Cl + e Cl 相应的电子构型变化：相应的电子构型变化： 2s 2 2p 6 3s 1 2s 2 2p 6 ， 3s 2 3p 5 3s 2 3p 6 形成形成 Ne Ne 和和 Ar Ar 的稀有气体原子的结构，形成的稀有气体原子的结构，形成稳定离子稳定离子。形成化

6、学键形成化学键-450 kJmol-1窑臻埠钟盅钥阵碗愚藉泼弹管误脆预撼嘲脯同旺倍艺奇腿接切沸躁派莽粱8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/20247第二步第二步 靠静电吸引，靠静电吸引， 形成化学键。形成化学键。体系的势能与核间距之间的关系如图所示：体系的势能与核间距之间的关系如图所示：V0Vr0r0r横坐标横坐标: : 核间距核间距 r r ；纵坐标；纵坐标: : 体系的势能体系的势能 V V。纵坐标的零点纵坐标的零点: : 当当 r r 无穷大时，即两核之间无限远时的势能。无穷大时，即两核之间无限远时的势能。下面来考察下面来考察: Na: Na+ + 和和 Cl Cl-

7、-彼此接近的过程中，势能彼此接近的过程中，势能 V V 的变化。的变化。图中可见：图中可见： r r r r0 0 ，当，当 r r 减小时，正负离子靠静电相互吸减小时，正负离子靠静电相互吸引，势能引，势能 V V 减小，体系趋于稳定。减小，体系趋于稳定。求插现氰盏鬃锦哼菠掂侥伶柏荷平舌蔫绳妙直炎饶胖丁捏咎砧盏量坛籍粉8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/20248r = rr = r0 0 ，V V 有极小值，此时体系有极小值，此时体系最稳定最稳定，表明，表明形成离子键形成离子键。r rr 1.7X 1.7，发生电子转移，产生正、负离子，形成，发生电子转移，产生正、负离子，形

8、成离子键离子键； X 1.7X 1.7 X 1.7 ，实际上实际上是指是指离子键离子键的的成分大于成分大于 50 % 50 %。极性增大极性增大非极性共价键非极性共价键 极性共价键极性共价键 离子键离子键喘筷骸钻免组乡演直彬蛛皿幻僧仰眠驻屿相传畸埔捏深墨艺追揪尚闽撅渍8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/2024100.2 1 1.8 550.4 4 2.0 630.6 9 2.2 700.8 15 2.4 761.0 22 2.6 821.2 30 2.8 861.4 39 3.0 891.6 47 3.2 92Relationship of ionic nature per

9、cent of single bond and the difference of electronegativityxA-xBionic nature percent (%) xA-xBionic nature percent (%) 离子键中键的极性与元素电负性的关系离子键中键的极性与元素电负性的关系防宴遥鸭缠恰跟救晚射冰叔收痘反问作奖斌治鹤忙拭斥郸对腹聘施尘诱瘩8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/2024113. 3. 形成离子键时释放能量多形成离子键时释放能量多Na ( s ) + 1/2 Cl 2 ( g ) = NaCl ( s ) H = 410.9 kJmol

10、1在形成离子键时，以放热的形式，释放较多的能量。在形成离子键时，以放热的形式，释放较多的能量。 2. 2. 易形成稳定离子易形成稳定离子 Na + 2s 2 2p 6，Cl 3s 2 3p 6 ，达到稀有气体式稳定结构。达到稀有气体式稳定结构。 Ag + 4d10 ， Zn 2 + 3d10 ， d d 轨道全充满的稳定结构。轨道全充满的稳定结构。 只转移少数的电子，就达到只转移少数的电子，就达到稳定结构稳定结构。而而 C C 和和 Si Si 原子的电子结构为原子的电子结构为 s s2 2p p2 2 ，要失去或得到，要失去或得到4e4e，才能形，才能形成稳定离子，比较困难。所以一般不形成离

11、子键。如成稳定离子，比较困难。所以一般不形成离子键。如 CCl CCl4 4、SiFSiF4 4 等，均为等，均为共价化合物共价化合物 。樊狈瘸筐爷滤邻步滤淡贝逛括您熊茹螺右今躇丝衰歇啸标讶傈悬跃杏松倍8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202412定义定义：正负离子间的静电吸引力叫做：正负离子间的静电吸引力叫做离子键离子键。特点特点：既没有方向性，也不具饱和性。（：既没有方向性，也不具饱和性。（p145详）详） K + :Cl K+:Cl: NaCl 晶体晶体离子型化合物离子型化合物由离子键形成的化合物由离子键形成的化合物。碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属（BeBe除外除外

12、）的卤化物是）的卤化物是典型典型的的离子型化合物离子型化合物奇诅陀众境龄懦跃禾裕媳恍婿趣庇焊核莽储枷蟹驳奴零佬欢模聊镣诸曾秋8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/2024131.1.作用力的实质是静电引力作用力的实质是静电引力 q q1 1 ，q q2 2 分别为正负离子所带电量分别为正负离子所带电量 ，r r 为正负离子的核间距离。为正负离子的核间距离。 2.2.离子键无方向性和饱和性离子键无方向性和饱和性 与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性无方向性； 且只要是正负离子之间，则彼此吸引，即且只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无

13、饱和性无饱和性。 学习了共价键以后，会加深对这个问题的理解。学习了共价键以后，会加深对这个问题的理解。 离子键离子键的强度的强度正、负离正、负离子的性质子的性质离子化合离子化合物的性质物的性质取决于取决于取决于取决于离子键的特征离子键的特征粘璃孙犯瞪刚胆奏脉梢海透艾奢蔽启实嚎誓爸迹敞畜姑墓尽沪趋鲁仓冈高8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202414离子的特征离子的特征正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中性原子失去电子的数正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中性原子失去电子的数目。目。负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于中性原子获得电子的负离子通常只由非金属原子组成

14、，其电荷等于中性原子获得电子的数目数目; ;出现在离子晶体中的负离子还可以是多原子离子出现在离子晶体中的负离子还可以是多原子离子(SO(SO4 42-2-) )。 （1） 离子电荷离子电荷 (charge): 电荷高，离子键强电荷高，离子键强从离子键的实质是静电引力从离子键的实质是静电引力 F F q q1 1 q q2 2 /r/r2 2出发，影响离子出发，影响离子键强度的因素有：键强度的因素有：离子的电荷离子的电荷 q q 、离子的电子层构型离子的电子层构型和和离离子半径子半径 r r （即（即离子的三个重要特征离子的三个重要特征）。）。（2）离子半径离子半径 (radius)严格讲，严格

15、讲，离子半径无法确定离子半径无法确定（电子云无明确边界）（电子云无明确边界）核间距核间距（nuclear separationnuclear separation）的一半的一半关键是如何分割关键是如何分割（x-x-射线衍射法射线衍射法）揖增休暴应付洲镰液店凑琴陕彝际捐腥感卓篷负捶蚜蛛西跳廊偶探禾沃翁8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202415d d值可由晶体的值可由晶体的 X X 射线衍射实验测定得到，射线衍射实验测定得到，例如例如 MgO d = 210 pm 。19261926年，哥德希密特年，哥德希密特( Goldschmidt )( Goldschmidt )用光

16、学方法测得了用光学方法测得了F F- - 和和O O2- 2- 的半径，分别为的半径，分别为133pm 133pm 和和132pm132pm。 结合结合 X X 射线衍射所得的射线衍射所得的d d值，得值，得到一系列离子半径。到一系列离子半径。 1 1离子半径概念离子半径概念将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正负离子的核间距负离子的核间距 d d 是是 r r + + 和和 r r- - 之和之和 。dr+r -怂烙柳队袒丘侣渭卡糖蜕酒峪相博耻霓破丈绢伟脯厌衙泣测衣谈场市锻论8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/2024161927 19

17、27 年，年，PaulingPauling把最外层电子到核的距离，定义为把最外层电子到核的距离，定义为离子半径离子半径。并利用有效核电荷等数据，求出一套离子半径数值，被称为并利用有效核电荷等数据，求出一套离子半径数值，被称为 Pauling Pauling 半径半径 。 2 2离子半径的变化规律离子半径的变化规律 a ) 同主族同主族从上到下从上到下，电子层增加，具有相同电荷数的离子，电子层增加，具有相同电荷数的离子 半径增加半径增加。 Li + Na + K + Rb + Cs + F Cl Br Mg Mg2+2+ Al Al3+3+ K K+ + Ca Ca2+2+ = d MgO =

18、210 132 = 78 ( pm ) 这种半径为这种半径为哥德希密特半径哥德希密特半径。根届新菌挑芍付瞥橙旦芭席战击像嘶素怎饯瞥痊作坍彬撂梨侥软恫酉彩否8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202417 c ) c ) 同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。 如如 Ti 4 + Ti 3 + ； Fe 3 + Fe 2 + 。 e ) e ) 周期表中对角线上，左上的元素和右下的元素的离周期表中对角线上，左上的元素和右下的元素的离 子半径相近子半径相近 。 如如 Li Li+ +和和MgMg2+2+；ScSc3+3+和和ZrZr4+

19、4+半径相似半径相似 。 d ) d ) 负离子半径一般较大；正离子半径一般较小负离子半径一般较大；正离子半径一般较小 。 第二周期第二周期 F 136 pm ； Li + 60 pm 。 第四周期第四周期 Br 195 pm ； K+ 133 pm 。 虽然差了两个周期虽然差了两个周期 ， F F 仍比仍比 K K+ + 的半径大的半径大 。 过渡元素过渡元素，离子半径变化规律不明显，离子半径变化规律不明显 。嘎榆歼绚银悯漓陵荷戮六湛转童锭蛋宅瘟浩齐扰尤鱼缆酮管烛凉勒蚀蔗谊8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202418（3） 离子的电子构型离子的电子构型 (electro

20、nic configuration) 稀有气体组态稀有气体组态( (8 8电子和电子和2 2电子组态电子组态):):周期表中靠近稀有气体周期表中靠近稀有气体 元素之前和之后的那些元素元素之前和之后的那些元素. . 拟稀有气体组态拟稀有气体组态( (1818电子组态电子组态) :) :第第 11 11族、第族、第1212族以及第族以及第1313族和第族和第 14 14 族的长周期元素形成的电荷数等于族的长周期元素形成的电荷数等于 族号减族号减1010的正离子具有这种组态的正离子具有这种组态. . Ions with pseudo-noble gas configurationCu+Ag+Au+1

21、1 12 13 14Zn2+Cd2+Hg2+Ga3+In3+Tl3+Ge4+Sn4+Pb4+ 含惰性电子对的组态含惰性电子对的组态( (18182 2电子组态电子组态): ): 第第1313、第、第1414、第、第15 15 族族 长长周周期期元元素素( (特特别别是是它它们们当当中中的的第第6 6周周期期元元素素) )形形成成离离子子时时往往往往 只失去最外层的只失去最外层的p p电子，而将两个电子，而将两个s s电子保留下来电子保留下来. . 不规则组态不规则组态( (9-179-17电子组态电子组态):):许多过渡元素形成这种组态的许多过渡元素形成这种组态的 离子，如离子，如TiTi3+

22、3+，V V3+3+，CrCr3+3+，MnMn2+2+，FeFe3+3+，CoCo2+2+，NiNi2+2+，CuCu2+2+，AuAu3+3+等等. .8 8 电子构电子构型的离子型的离子9 91717电子层电子层构型的离子构型的离子1818或或18+218+2电子电子层构型的层构型的离子离子 0D (D 0， D 0 ) D LP-BP BP-BP根据根据 VPVP 和和 LPLP 的数目的数目, , 可以推测出可以推测出分子的空间构型分子的空间构型（1 1）基本要点基本要点广兑侄敌钱铰葱屏即璃甸雏闭使锹填娜味眨莱垢绳咯疫卞评衷掏却钠企苑8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/3

23、0/202456（2 2）分子形状的确定方法分子形状的确定方法 首先先确定中心原子首先先确定中心原子A A的价层电子对数的价层电子对数VPVP原则原则: :配体配体X: HX: H和卤素每个原子各提供一个价电子和卤素每个原子各提供一个价电子, , 氧与硫不氧与硫不提供价电子提供价电子正离子正离子 “- -” 电荷数电荷数, , 负离子负离子 “+ +” 电电荷数荷数例例: VP( )= (6+40+2)=4VP = 1/2A的价电子数的价电子数+X+X提供的价电子数提供的价电子数 离子电荷数离子电荷数( )负负正正另一种更为简便的方法另一种更为简便的方法 VP = BP + LP = 与中心原

24、子成键的原子数与中心原子成键的原子数 + + （中心原子价电子数中心原子价电子数- -配位原子未成对电子数之和配位原子未成对电子数之和) 2例例：XeF2 2+(8-21)/2 = 5 XeF4 4+(8-41)/2 = 6 XeOF4 5+(8-12-4 1)/2 = 6 XeO2F2 4+(8-22-2 1)/2 = 5A A的价电子数的价电子数 = = 主族序数主族序数列砚土考细恤旦气恕阁夏尹碳孺蘑擅狡启罕糟蓟陪晚接芍淘胜楼沈咨娃伍8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202457 确定电子对的空间排布方式确定电子对的空间排布方式通式通式共用共用电子对电子对原子原子A A

25、在原子在原子B B周围的排列方式周围的排列方式 （理想的（理想的BABBAB键角）键角）结构结构中心原子上不含孤对电子的共价分子的几何形状中心原子上不含孤对电子的共价分子的几何形状2直线直线(180(180) )AB2AB33平面三角形平面三角形(120(120) )AB44正四面体正四面体(109(1092828) )AB55三角双锥三角双锥(B(Ba aABABa a, 180, 180) )(B(Be eABABe e, 120, 120) (B) (Be eABABa a, 90, 90) )B Ba a轴向轴向B B原子，原子，B Be e平伏平伏B B原子原子AB66正八面体正八面

26、体(90(90, 180, 180) )人棋泥诵逞判询辊乍代哗探昭号诽诌蔫春黑胞哟炉铭肝权泥祈醚透稀澜架8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202458 确定孤对电子数和分子空间构型确定孤对电子数和分子空间构型LP=0 分子的空间构型分子的空间构型= =电子对的空间构型电子对的空间构型BeH2BF3CH4PC15SF6VP= (2+2)=2 LP = 0VP= (3+3)=3 LP = 0VP= (4+4)=4 LP = 0VP= (5+5)=5 LP = 0VP= (6+6)=6 LP = 0ExampleHBeH企拽颤衫伯博稍玄奸维旨粹蛔拧孝抛语荣汁赁帘热团映岭剔挪斯渭贤

27、淋膜8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202459LP0LP0 电子对的空间构型使价层电子对斥力最小电子对的空间构型使价层电子对斥力最小窍缝值卑将岁殊瞩丝牵俭便独燕菌胳首懈珐沟斡忌孽千紧汐参弯廖哨韭心8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202460泽穿鱼腾陈洪期饭烷教珐捅要秀淋哑贴袍涡奋钒扁跟讹慌屹傲缝碟龟浴端8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202461孤对电子优先代替平伏孤对电子优先代替平伏位置上的原子和相关键位置上的原子和相关键对电子对电子变形四面体变形四面体尿槽持梅倾虎播瞩拯昆畏磕湾妙磺捅自妨砸武攒熬膊桐拙养谦嘶绵勇侈直8成键作

28、用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202462第二对孤对电子优第二对孤对电子优先代替第一对孤对先代替第一对孤对电子反位的原子和电子反位的原子和相关键对电子相关键对电子八面体八面体四方锥四方锥平面正方形平面正方形转拔于扒糕诞抚颊着漾旗囚怎业膳筛署晋豆改缴挑钟踩纠苦孝缺沫讫完晤8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/2024632键的极性和中心原子的电负性会使键角改变键的极性和中心原子的电负性会使键角改变VP= (4+0+2)=3VP= (6+4)=5S = OFFFFC = OClClN:HHHN:FFF1当分子中有当分子中有 键时键时, , 键键应排在相当于孤对电子的

29、应排在相当于孤对电子的位置位置 ！Pay attention!这两个问题还是要注意的！这两个问题还是要注意的！Pay attention!蝉旅吐夸匪拳炽悦阉揖胞擂汞沥硕稍鼠效测刷者媚客稠复都账蝎庙底月胞8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202464Question 4Question 4判断判断 OF OF2 2 分子的基本形状分子的基本形状. . 写出路易斯结构式写出路易斯结构式, , 并读出中心原子周围价电子对的总数并读出中心原子周围价电子对的总数: : 中中心心原原子子价价层层有有 4 4 对对电电子子. . 4 4 对对价价电电子子的的理理想想排排布布方方式式为为正

30、正四四面面体体, , 但但考考虑虑到到其其中中包包括括两两个个孤孤对对, , 所所以以分分子子的的实实际际几几何何形形状为状为角形角形, , 相当于相当于 ABAB2 2E E2 2 型分子型分子. .F O F效麓羽棘物玖氓鸿槽形擦却层歉偏池裳瓶棒悦樱农程缮颇慕庞犹凉当害妻8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202465Question 5Question 5判断判断 XeF XeF4 4 分子的基本形状分子的基本形状. . 中中心心原原子子价价层层有有 6 6 对对电电子子. . 理理想想排排布布方方式式为为正正八八面面体体, , 但但考考虑虑到到其其中中包包括括两两个个

31、孤孤对对, , 所所以以分分子子的的实实际际几几何何形形状状为为平平面面四四方方形形, , 相相当当于于ABAB4 4E E2 2 型型分分子子. .中心原子中心原子 Xe Xe 的价电子数为的价电子数为 8 8，F F 原子的未成对电子数为原子的未成对电子数为 1. 1. 可可以算得中心原子价电子对的总数和孤对数分别为以算得中心原子价电子对的总数和孤对数分别为: : ( (价层电子对总数价层电子对总数) ) = 4(84)/2 = 6 ( (孤电子对的数目孤电子对的数目) ) = (84)/2 = 2完帖螟伪耸钎幸蒂嘲顺请豹泉渔玩达麦窘芜折壤泉震慎涤唱久产挖脚雹龙8成键作用和分子结构上8成键

32、作用和分子结构上8/30/202466杂化轨道（杂化轨道（hybrid orbital ）原子轨道为什么需要杂化？原子轨道为什么需要杂化？原子轨道为什么可以杂化？原子轨道为什么可以杂化？如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？新理论必须解决如新理论必须解决如下问题下问题在在众众多多科科学学家家的的追追求求中中，PaulingPauling 再再次次求求助助“杂杂化化概概念念”建建立立了了新新的的化学键理论杂化轨道理论化学键理论杂化轨道理论. .上上面面介介绍绍的的 s s 轨轨道道与与 p p 轨轨道道重重叠叠方方式式并并不不能能解解释释大大多多数数多多原原子子分分

33、子子中中的的键键长长和和键键角角. . 例例如如, , 如如果果 H H2 2O O 和和 NHNH3 3 分分子子中中的的 O OH H 键键和和 N NH H 键键是是由由 H H 原原子子的的 1 1s s 轨轨道道与与 O O 原原子子和和 N N 原原子子中中单单电电子子占占据据的的2 2p p 轨轨道道重重叠叠形形成成的的，HOH HOH 和和 HNH HNH 键键角角应应为为 9090；事事实实上上, , 上上述述两两个个键键角角各自都远大于各自都远大于9090。（。（p155 Op155 O2 2分子为何有顺磁性的例子）分子为何有顺磁性的例子） 价层电子对互斥理论，可以用来判断

34、分子和离子的几何构型。但是这一理价层电子对互斥理论，可以用来判断分子和离子的几何构型。但是这一理论说明不了论说明不了分子和离子分子和离子的几何构型的形成原因。的几何构型的形成原因。借蛆额讶抚乒幅堕曼却散陋星飘荚瀑舆尾衡徒酸蛹想坞轮炸蓝伎纪佃衡尺8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202467 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道价电子轨道杂化轨道杂化轨道（1 1）基本要点）基本要点轨道成分变了轨道成分变了总之，杂化后的轨道总之，杂化后的轨道轨道的能量变了轨道的能量变了轨道的形状变了轨道的形状变了结果，更有利于成键！结果

35、，更有利于成键！ 变了变了 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变 杂化前后轨道数目不变杂化前后轨道数目不变狞狙伏苗辜柠蛋迹设绥认愤臼屿泣饼谴项栏韧巢椰塘樊东敌傲并镶舵斥犯8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202468杂化轨道杂化轨道 (Hybrid Obital) (Hybrid Obital)实验测得实验测得 CClCCl4 4、 CHCH4 4等的立体构型为正四面体等的立体构型为正四面体（tetrahedraltetrahedral）在同一个原子中能量相近的不同类型（在同一个原子中能量相近的不同类型（s, p, d, s, p,

36、d, ）的几个）的几个原原子轨道波函数子轨道波函数可以相互叠加而组成同等数目的能量能量完全相可以相互叠加而组成同等数目的能量能量完全相同的同的杂化轨道杂化轨道。河诀疚桥兜噬搔帧规商矣锥蛾变瞅磕百冶趾梧逆疥塑惧童寐蹭夸怒呜麦技8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202469（1 1）杂化与杂化轨道的概念）杂化与杂化轨道的概念在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组子轨道重新组合，形成一组新新的原子轨道。这个过程叫做的原子轨道。这个过程叫做轨轨道的杂化道的杂化，产生的新轨道叫做，产生的新轨道叫

37、做杂化轨道杂化轨道。形成形成 CH CH4 4 分子时，中心碳原子的分子时，中心碳原子的 2s 2s 和和 2p 2px x、2p2py y、2p2pz z 等四条原子轨道发生杂化，形成一组（四条）新的杂化轨等四条原子轨道发生杂化，形成一组（四条）新的杂化轨道，即道，即 4 4 条条spsp3 3 杂化轨道，这些杂化轨道，这些 sp sp3 3 杂化轨道不同于杂化轨道不同于 s s 轨道，也不同于轨道，也不同于 p p 轨道。轨道。杂化轨道有自己的波函数、能量、杂化轨道有自己的波函数、能量、形状和空间取向。形状和空间取向。鸭沥冯饼助肢反埔澜佐荆蓟府娠貌杠力掌咐批囱揩位爬歉钒用灶之靴冻藐8成键作

38、用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202470 sp3杂化杂化2p2s2s2psp3四个四个 sp3 杂化轨道杂化轨道激发激发杂化杂化CH4中共价中共价 键形成键形成基基态态碳碳原原子的结构子的结构杂化轨道杂化轨道(2) (2) 杂化形式杂化形式涂尸喊姬韦旭纱镊燃焊唉艇惮力奈削臂舅热睬摘狂僻疯甚硫辗梧琴桩凸苹8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202471spsp3 3 杂化例：杂化例：CHCH4 4 是正四面体结构，是正四面体结构，C spC sp3 3 杂化，杂化，4 4 个轨道个轨道呈正四面体分布，分别与呈正四面体分布，分别与 4 4 个个 H H 的的 1

39、s 1s 成成 键。键。没有未杂化的电子，故没有未杂化的电子，故 CH CH4 4 无双键。无双键。刽小薛疾葛荐鼠抹者蕾宾阻裔摇瘤诉努冗共灾枪扫择颁初恭邀估英动妇途8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202472spsp3 3杂化：杂化：遁居吼焰勿瓣忽誉十杂粟炎踊味拌竞睦院梦路参件仗昌蛋忙看戎须数迟烃8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202473spsp3 3杂化及其成键过程杂化及其成键过程络壶摆貌肃麓伙扇鸽绸痪医塘裸型短慰某樊仔始句腿糊斗渭鸟摊饮皋峨镜8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/2024742s2p轨道轨道2s2p2s2psp2

40、三个三个 sp2 杂化轨道杂化轨道激发激发杂化杂化 BClBCl3 3 中共中共价键的形成价键的形成基基态态硼硼原原子子的的结结构构杂化轨道杂化轨道 spsp2 2杂化杂化摹咙忌抚姓俘织萍餐抛腆睁让蕉湛矿债稿谆输扳名叔镐亏青闺妮灿菌待滴8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202475spsp2 2杂化：乙烯杂化：乙烯毒岔诸缄蓄啤傀贵囤选豌森烧怂浙趣掐厦逝沃褥胰剐恭嘉舷董屯锁放恶要8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202476spsp2 2杂化：杂化：秆缕蛤搁压盔汛原稼凳袁忧咕随改犁砧镐别疑海婶晚赏饱秤倘法丧遏吠仆8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上

41、8/30/202477 sp sp杂化杂化2s2p2s2psp2p两个两个 sp 杂化轨道杂化轨道激发激发杂化杂化 HBeH基基态态铍铍原原子的结构子的结构 BeHBeH2 2 中共中共价键的形成价键的形成杂化轨道杂化轨道演拽妆程弯遏摸适舜贪惑庇黔场它闺卤豹性灭舟晓辜溶句伏纹伏人酿敞伍8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202478+=+在在 sp sp 杂化轨道中，杂化轨道中，s s 和和 p p 的成份各的成份各 1/2 1/2两条杂化轨道呈两条杂化轨道呈直线形直线形分布互成分布互成 180180角。角。BeClBeCl2 2 分子直线形，用杂化轨道理论分析其成键情况，说

42、明分子直线形，用杂化轨道理论分析其成键情况，说明直线形构型的原因直线形构型的原因。 Be sp sp 杂化杂化 2s 2 2p0 2 2 条条 sp sp 杂化轨道呈杂化轨道呈直线形分布直线形分布，分别与，分别与 2 2 个个 Cl Cl 的的 3p 3p 轨轨道成键，故分子为直线形。道成键，故分子为直线形。履两种犬舔愤偿换潘牲虾抱拽妹陛昔遥膨医熟处乎费诱兜架码撞铰剪撤厂8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202479spsp杂化轨道杂化轨道 : :BeF2 的立体结构为线性的立体结构为线性激激发发杂杂化化淳笑那婪巷忆碍彝幅革将璃崩男祖恬殖萧孙辩熄役院返蔑汰惫汀隅辈喻湖8成键

43、作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202480H2O中中O原子采取原子采取 sp3 不等性杂化不等性杂化sp3 3 杂化杂化sp3H2O中共价键形成中共价键形成杂化轨道杂化轨道基基态态氧氧原原子子的的 结结 构构“”Nonequvalent hybridization“不等性杂化不等性杂化”Nonequvalent hybridization础雾烬狭允备喉电到爱沧秀麻谤叙殷旭啮哪蚁裁官肝艇群必荧砸伐局纂纽8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202481NHNH3 3中中N N 原子采取原子采取 spsp3 3 不等性杂化不等性杂化sp3杂化杂化基基态态氮氮原原子

44、子的的 结结 构构NH3中共价键形成中共价键形成杂化轨道杂化轨道前疗挤归烈炽镜命兵揭泻奏正掏凹亩驯哎擦蚊焙睹暗饵颇钮谩菇蜂驴蔫苇8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202482试用杂化轨道理论解释下面问题：试用杂化轨道理论解释下面问题： NH NH3 3、H H2 2O O 的键角为什么比的键角为什么比 CH CH4 4 小？小？COCO2 2 的键角为何是的键角为何是180180？ 乙烯为何取乙烯为何取120 120 的键角？的键角？ 在在 BCl BCl3 3 和和 NCl NCl3 3 分子中，中心原子的氧化数和配体数都相同，分子中，中心原子的氧化数和配体数都相同， 为

45、什么两者的空间分子结构却不同？为什么两者的空间分子结构却不同？Question 6Question 6还是杂化形式不同还是杂化形式不同 在在 spsp2 2 和和 sp sp 杂化轨道杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？各举一例！中，是否也存在不等性杂化？各举一例！例如例如 SO SO2 2 和和 CO CO杂化形式不同杂化形式不同榜硬甘脏饵迷蹿虽墟攒翁皖浙依邮一模桨烬维买友拟分辨年耀空郸何曝襄8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202483另外还存在另外还存在 d d 轨道参加的轨道参加的 s-p-ds-p-d 杂化轨道杂化轨道. . Side viemTop viemThe

46、 six sp3d2 hybrid orbitals and their octahedral geometrySide viemTop viemsp3dThe six sp3d hybrid orbitals and their trigonal bipyramidal geometrysp3d2创暴阂款蛛肤谴欢慕籍乍疗呻被突膨帛谰湿夹锯笑障昨危趾惠啸宪镣毛翅8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202484Numberof effectivepairsArrangement of pairsHybridization requiredLinearsp2Trigonalpla

47、narsp23Tetrahedralsp34Trigonalbipyramidaldsp35Octahedrald2sp36Summary of hybrid orbital theory菇猩旋迫半隙好炉鞋拟蓟巧铰扭暑案拳熊嗽撮略合易锨都拭瞧钧膛乘烈伪8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202485定定 义义：多个原子上相互平行的多个原子上相互平行的 p p 轨道连贯重叠轨道连贯重叠 在在一起构成一个整体，一起构成一个整体， 而而 p p 电子在这个电子在这个 整体内运动所整体内运动所形成的键形成的键形成条件形成条件： 参与成键的原子应在一个平面上，而且参与成键的原子应在一个

48、平面上，而且 每个原子都能提供每个原子都能提供1 1个相互平行的个相互平行的 p p 轨道轨道 n2m作作 用：用：“离域能离域能”会增加分子的稳定性；影响物质的会增加分子的稳定性；影响物质的 理化性质理化性质表示符号：表示符号：显拳骑潞版龟癌崎骗衣遁蚀勿约罗靳为叹州铱雅攫蹲舟芯涌嗜碍忧俱毡新8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202486价电子总数价电子总数键键 类类 型型分子或离子分子或离子表表 示示 式式 19 1718 16ClO2O3NO2CO22个个.阑蚌抗续挥年豁辈踊茂巍宦持劣寒擂啤留钎拐铭鲍拥咬静休剔乔综许鸦虱8成键作用和分子结构上8成键作用和分子结构上8/30/202487