共价键与分子间力

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1、第十章共价键与分子间力化学键离子键共价键金属键X>1.7X<1.7,X>2.0X<1.7,X<2.0静电引力公用电子对公用自由电子没有方向性饱和性有方向性饱和性没有方向性饱和性第一节现代价键理论（VB法）（valencebondtheory）Lewis理论（8电子理论）的缺陷：H:HH-H固定了负电荷的运动区域不能解释：1.最外层电子数<8（BF3）最外层电子数>8(PCl5)2.共价键的方向性3.共价键的稳定性一、氢分子的形成VB法：H+H基态（自旋相反）电子云相互吸引，集中在两核间，系统能量降低H+H排斥态（自旋相同）电子云相互排斥，分散在核两侧，系统能量升高Lewi

2、s理论：H•+•HH-Hd0=74pm(计算值）=87pm(理论值)E=-388kJ•mol-1(计算值）=-458kJ•mol-1(理论值）二、现代价键理论的要点3.共价键的方向性1.只有自旋相反的电子才可相互配对2.共价键（covalentbond）的饱和性2.共价键的饱和性：单电子配对后，不能再与其它单电子配对，共价键数=单电子数（包括激发态）C:1s22s22p2(基态）C:1s22s12px12py12pz1(激发态）故C常形成4根共价键3.共价键的方向性：最大重叠原理：原子轨道重叠越多，两核间电子云越密集，形成的共价键越牢固，所以共价键有方向性。只有(a)的重叠方式是最大

3、重叠，故HCl中H和Cl形成共价键只能在Cl的px轨道上。注：最大重叠是指在值最大处重叠，而非重叠面积最大。三、共价键的类型键:px-px沿键轴(x轴）头碰头重叠，是最大重叠沿键轴呈圆柱形对称可旋转，牢固键：py-py(pz-pz)以肩并肩的方式重叠，不是最大重叠以xz平面作镜面反对称不可旋转，不太牢固以O2为例：O1s22s22p4单电子px1py1，故O=OH-Cl一根键O=O一根键,一根键NN一根键,二根键H-CNH-C间：键，CN间：一根键,二根键配位键定义：一个原子提供空轨道，一个原子提供一对电子所形成的共价键。用表示（从供电子原子指向供轨道原子

4、）。例：COC=OC1s22s22p2O1s22s22p4pxpypzpxpypz四、键参数自学VB法能很好的解释共价键的形成，共价键的饱和性和方向性，但不能解释分子结构例：CH4C(激发态）:1s22s12px12py12pz1形成的键角理应900，但实际角度为109028’第二节杂化轨道理论（hybridorbitaltheory）一、要点1.形成共价键时，尽可能用杂化轨道杂化：能量相近的轨道进行组合，重新分配能量和空间方向。杂化前后轨道数不变2.杂化后能更符合最大重叠原理，故杂化轨道成键能力更强s

5、3d3.杂化轨道间以最大夹角分布sp:1800sp21200sp3109028’4.类型：等性杂化，不等性杂化二、轨道杂化类型及实例（一）sp型杂化sp型杂化是以同一层上s轨道和p轨道间进行杂化有sp杂化、sp2杂化和sp3杂化SP杂化是以同一层上1个s轨道和1个p轨道间进行杂化叫做sp杂化，形成的轨道叫sp杂化轨道，每个轨道包含1/2s轨道和1/2p轨道。轨道夹角1800，杂化后的轨道有更大伸展。例如BeCl2键角θ=180°，是直线分子。1.sp型杂化2.sp2型杂化SP2杂化是以同一层上1个s轨道和2个p轨道间进行杂化叫做sp2杂化，形成的轨道叫sp2杂化轨道，每个轨道包含1/3

6、s轨道和2/3p轨道。轨道夹角1200，杂化后的轨道有更大伸展。例如BF3键角θ=120°，是平面正三角形分子。3.sp3型杂化SP3杂化是以同一层上1个s轨道和3个p轨道间进行杂化叫做sp3杂化，形成的轨道叫sp3杂化轨道，每个轨道包含1/4s轨道和3/4p轨道。轨道夹角109028’，杂化后的轨道有更大伸展。例如CH4键角θ=109028’，是正四面体分子。（二）等性、不等性的sp3杂化s和p轨道杂化形成的杂化轨道在能量、形状和成键能力不完全相等的杂化叫做不等性杂化。杂化轨道中电子数不等的杂化叫做不等性杂化。水和氨分子杂化轨道中电子数相等的杂化，但键长不等也叫做不等性杂化。CHCl

7、3八字型三角锥体有机化合物中C的杂化情况CH3CH3C2s22p2激发等性sp3杂化CHHH分子结构：四面体sp3CH2=CH2C2s22p22s12p3激发等性sp2杂化CHHC分子结构：平面三角形sp2pCHHC分子结构：平面三角形sp2CCCC分子结构：平面三角形sp2石墨CCHCHC2s22p22s12p3激发等性sp杂化C