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1、第第9 9章章 分子结构分子结构 分子结构分子结构分子结构分子结构9/26/2024上一内容下一内容回主目录化学键：化学键：化学键：化学键： 分子（或晶体）中相邻原子（或离子）间分子（或晶体）中相邻原子（或离子）间的强烈相互作用的强烈相互作用我带负电荷我带负电荷第一节第一节 现代价键理论现代价键理论一、经典一、经典一、经典一、经典 学说学说学说学说课本第课本第150页页氢分子形成过程能量随氢分子形成过程能量随核间距的变化核间距的变化 氢分子的两种状态氢分子的两种状态 排斥态排斥态 基态基态核间距核间距R成键原子的原子轨道部分重叠而形成共价键成键原子的原子轨道部分重叠而形成共价键共价键的本质共价
2、键的本质:二、氢分子的形成和共价键的本质二、氢分子的形成和共价键的本质两个氢原子相互接近时原子轨道重叠示意图二、氢分子的形成和共价键的本质二、氢分子的形成和共价键的本质三三、现代价键理论的基本要点现代价键理论的基本要点（1 1）两原子接近时，两原子接近时，只有自旋相反的只有自旋相反的未成对电子可以配对未成对电子可以配对，使核间电子云较密集，使核间电子云较密集，体系能量低，形成稳定的共价键体系能量低，形成稳定的共价键（一）共价键的形成（一）共价键的形成三三、现代价键理论的基本要点现代价键理论的基本要点（2 2）成键电子的原子轨道重叠越多，两成键电子的原子轨道重叠越多，两核间电子云越密集，形成的共
3、价键就越牢固。核间电子云越密集，形成的共价键就越牢固。因此，因此，共价键的形成，在可能的范围内共价键的形成，在可能的范围内, ,将沿将沿着原子轨道最大重叠的方向进行着原子轨道最大重叠的方向进行，叫原子轨道叫原子轨道最大重叠原理最大重叠原理。重叠程度大重叠程度大不重叠不重叠重叠程度小重叠程度小氯化氢分子成键示意图氯化氢分子成键示意图 举例说明原子轨道最大重叠原理举例说明原子轨道最大重叠原理: 一个原子的一个未成对电子只能和另一个原子的一个原子的一个未成对电子只能和另一个原子的一个未成对电子配对一个未成对电子配对, ,不可能再和第三个未成对电子不可能再和第三个未成对电子配对了配对了. . 每个原子
4、中所含有的未成对电子数，就是它每个原子中所含有的未成对电子数，就是它可能形成的共价键数目。可能形成的共价键数目。1.共价键的饱和性共价键的饱和性: :（二）共价键的特性（二）共价键的特性 2.共价键的方向性共价键的方向性: 要形成稳定的共价键，原子轨道必要形成稳定的共价键，原子轨道必须沿着最大重叠方向进行须沿着最大重叠方向进行( (原子轨道最大原子轨道最大重叠原理重叠原理).).（二）共价键的特性（二）共价键的特性 （三）（三） 共价键的类型共价键的类型两个成键原子核间的连线两个成键原子核间的连线1、 键键:键轴键轴 两个成键原子的成键轨道沿键轴方向两个成键原子的成键轨道沿键轴方向以以“头碰头
5、头碰头”方式重叠所形成的共价方式重叠所形成的共价键键 键的特征键的特征 键键轨道重叠程度大轨道重叠程度大. .对键轴呈圆柱形对称对键轴呈圆柱形对称( (头碰头头碰头).).是构成共价分子的骨架是构成共价分子的骨架. .（三）（三） 共价键的类型共价键的类型S S（三）（三） 共价键的类型共价键的类型键轨道程叠重度小键轨道程叠重度小,键易断裂、易极化键易断裂、易极化.键电子云分布在键轴的上方和下方键电子云分布在键轴的上方和下方. .只能与只能与键共存于含双键或叁键的分子中键共存于含双键或叁键的分子中. .键的特征键的特征: :2、键键：（三）（三） 共价键的类型共价键的类型两个成键原子的成键轨道
6、沿键轴方向两个成键原子的成键轨道沿键轴方向以以“肩并肩肩并肩”方式重叠所形成的共价方式重叠所形成的共价键键小结小结: : 共价单键应是共价单键应是键键, ,共价双键中一个是共价双键中一个是键键, ,另另一个是一个是键键, ,共价叁键中一个是共价叁键中一个是键键, ,另二个是另二个是键键. .N2分子的形成示意图示分子的形成示意图示（三）（三） 共价键的类型共价键的类型N2 中的共价三键示意图9/26/2024CH4的正面体结构示意图的正面体结构示意图第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论CH4 分子的正面体结构分子的正面体结构课本课本P154页页CH4中碳原子杂化轨道形成示意图中碳原子杂化轨道
7、形成示意图一、杂化轨道理论要点一、杂化轨道理论要点1 1、杂化、杂化 （ hybridization hybridization ）: : 在成键过在成键过程中，程中，同一原子中能量相近的几个原子轨道同一原子中能量相近的几个原子轨道可以进行混合可以进行混合，重新分配能量和空间取向，重新分配能量和空间取向，组成数目相等的新的原子轨道组成数目相等的新的原子轨道，这一过程称，这一过程称为杂化。为杂化。 杂化轨道杂化轨道(hybridorbital)(hybridorbital)：杂化时所：杂化时所组成新的原子轨道。组成新的原子轨道。轨轨道道杂杂化化形成条件形成条件.一、杂化轨道理论基本要点一、杂化轨
8、道理论基本要点杂化轨道形成示意图杂化轨道形成示意图轨轨道道杂杂化化形成条件形成条件.一、杂化轨道理论基本要点一、杂化轨道理论基本要点2 2、生成杂化轨道比单纯的原子轨道，生成杂化轨道比单纯的原子轨道，其形状一端显得突出而肥大，其形状一端显得突出而肥大，即即杂化轨道形状一头大，一头小杂化轨道形状一头大，一头小。杂化轨道形成示意图杂化轨道形成示意图杂化轨道形状杂化轨道形状轨轨道道杂杂化化形成条件形成条件.一、杂化轨道理论基本要点一、杂化轨道理论基本要点3 3、杂化轨道成键能力比单纯的原、杂化轨道成键能力比单纯的原子轨道成键能力增强了。子轨道成键能力增强了。杂杂化化轨轨道道成成键能力键能力轨轨道道杂
9、杂化化形成条件形成条件.一、杂化轨道理论基本要点一、杂化轨道理论基本要点CH4中碳原子杂化轨道形成示意图中碳原子杂化轨道形成示意图轨轨道道杂杂化化形成条件形成条件.一、杂化轨道理论基本要点一、杂化轨道理论基本要点4 4、杂化轨道之间相互排斥，、杂化轨道之间相互排斥，力图在空间取得最大的键角，力图在空间取得最大的键角，使体系能量降低使体系能量降低. . 杂杂化化轨轨道道空空间取向间取向轨轨道道杂杂化化形成条件形成条件.一、杂化轨道理论基本要点一、杂化轨道理论基本要点1、sp杂化杂化:BeCl2 :Be:二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例BeClCl2s2p激发激发2s2psp杂
10、化杂化sp2pBeCl2的形成的形成:2s2p轨道轨道二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例两个两个sp杂化轨道杂化轨道:二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例B:2、sp2杂化杂化:BF3 :激发激发BFFF2s2psp2杂化杂化2s2psp22p二、原子轨道杂化类型及实例二、原子轨道杂化类型及实例BF3 形成示意图9/26/2024BF3 的几何构型9/26/2024BF3的形成的形成:2s2p轨道轨道二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例三个三个sp2杂化轨道杂化轨道:二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例3、sp3杂化杂化:CH4
11、空间构型空间构型:二、原子轨道杂化类型及实例二、原子轨道杂化类型及实例CH4的形成的形成2s2p轨道轨道激发激发sp3杂化杂化sp32s2s2p2pC:二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例CH4 形成示意图9/26/2024四个四个spsp3 3杂化轨道杂化轨道二、二、原子原子轨道杂化类型及实例轨道杂化类型及实例小结小结:杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道类型杂化轨道类型参加杂化的轨道参加杂化的轨道 杂化轨道数杂化轨道数成键轨道夹角成键轨道夹角分子空间构型分子空间构型 实例实例 中心原子中心原子s+ps+(3)ps+(2)p243Be(A) H
12、g(B)B(A)C,Si(A) 杂化轨道理论小结杂化轨道理论小结spsp2sp318012010928BeCl2HgCl2BF3BCl3CH4SiCl4教学目的要求教学目的要求1.1.熟悉现代价键理论基本要点。熟悉现代价键理论基本要点。2.2.掌握共价键的特征、掌握共价键的特征、3.3.掌握掌握spsp3 3、spsp2 2、spsp杂化轨道的类型及杂化轨道的类型及空间分布图形。空间分布图形。 键和键和键。键。练习练习:下列说法对不对？若不对试改正。下列说法对不对？若不对试改正。从从VB法来看，法来看，s电子与电子与s电子间形成的键是电子间形成的键是键，键，p电子与电子与p电电子间形成的键是子
13、间形成的键是键。键。 sp2杂化轨道指的是杂化轨道指的是1s轨道和轨道和2p轨道混合形成轨道混合形成3个杂化轨道。个杂化轨道。答答:不对。改正：从不对。改正：从VB法来看，一个原子成键的法来看，一个原子成键的s轨道与另轨道与另一个原子成键的一个原子成键的s轨道沿键轴以头碰头的方式重叠形成的共价轨道沿键轴以头碰头的方式重叠形成的共价键是键是键，键， 若若X轴为键轴，则一个原子成键的轴为键轴，则一个原子成键的px轨道与另一个原子轨道与另一个原子成键的成键的Px轨道沿轨道沿X轴以头碰头的方式重叠形成的共价键是轴以头碰头的方式重叠形成的共价键是键，键，py轨道与轨道与py轨道沿轨道沿X轴以肩并肩的方式重叠形成的共价键是轴以肩并肩的方式重叠形成的共价键是键，键，pz轨道与轨道与pz轨道沿轨道沿X轴以肩并肩的方式重叠形成的共价轴以肩并肩的方式重叠形成的共价键是键是键键 不对。改正：不对。改正：sp2杂化轨道指的是中心原子在成键时最外杂化轨道指的是中心原子在成键时最外层的一个层的一个s轨道和二个轨道和二个p轨道进行杂化形成轨道进行杂化形成3个杂化轨道。个杂化轨道。
