共价键-1-高等材料化学课件

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1、第四章化学键与分子结构§4-1离子键理论§4-2共价键理论§4-3分子间作用力与氢键§4-4晶体结构1§4-1离子键理论一、离子键的形成二、离子键的特点三、离子的特征2一、离子键的形成电负性相差较大（△x＞1.7）的两个元素的原子相遇时，就会发生电子的转移而形成正、负离子。离子键：正、负离子间通过静电作用而形成的化学键。由离子键形成的化合物为离子型化合物。3二、离子键的特点1离子键的本质是静电作用2离子键没有方向性（电荷球形对称分布）3离子键没有饱和性（空间许可）4键的离子性与元素电负性有关一般说来，正负离子所带的电荷越高，半径越小，形成的离子键越

2、强。4三、离子的特征1离子的电荷正离子的电荷数就是相应原子失去的电子数。+1，+2，最高+3，+4。负离子的电荷数就是相应原子获得的电子数。一般-1，-2；-3、-4多为含氧酸根或配离子的电荷。2离子的电子层构型负离子：简单负离子的最外电子层都是8电子构型。5*正离子：2电子构型：1s2Li+,Be2+8电子构型：ns2np6Na+,Mg2+,AI3+等18电子构型：ns2np6nd10Ag+,Zn2+,Cd2+等18+2电子构型:(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2Pb2+,Sn2+,Bi3+等9-17电子构型：ns2np6nd1-

3、9Cr3+,Mn2+等6在离子电荷和半径大致相同的条件下，不同构型的正离子对同种负离子的结合力的大小是：18或18+2电子构型的离子＞9-17电子构型的离子＞8电子构型的离子CuCINaCIr+/pm9695溶解性难易73离子半径⑴各主族元素，自上而下，电荷数相同的离子半径依次增大；Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+⑵同一周期的主族元素，自左而右，正离子电荷增大半径减小；r(Na+)＞r（Mg2+)⑶同一元素，高价离子的半径＜低价离子的半径；r（Fe3+)(60pm)＜r（Fe2+)(75pm)8⑷周期表中相邻族左上与右下斜对角线上的正离子半径近

4、似相等；如：r（Mg2+)=65pm≈r（Li+)=60pm⑸负离子半径一般较大，约130-250pm正离子半径一般较小，约10-170pm.9§4-2共价键理论一、现代价键理论(重点）二、杂化轨道理论(重点）三、价层电子对互斥理论四、分子轨道理论（难点）五、键参数与分子的性质10一、现代价键理论(VB法）1H2共价键的形成和本质2现代价键理论要点3共价键的特征4共价键的类型5配位键6离域大π键111H2共价键的形成和本质122.现代价键理论(电子配对法)要点：(1)电子配对原理：两原子接近时，自旋相反的未成对价电子可以两两配对形成共价键。(2)能

5、量最低原理：自旋相反的单电子配对后会放出能量，使体系能量降低。放出的能量越多，形成的共价键越稳定。13(3)轨道最大重叠原理：成键电子的原子轨道，在可能的范围内重叠越多，形成的共价键越牢固，分子越稳定。综上所述，价键理论认为共价键是通过自旋相反的单电子配对和原子轨道的最大重叠而形成的，使体系达到能量最低状态。143共价键的特征(1)共价键结合力的本质是电性的两个原子核对共用电子对形成的负电区域的吸引力，而不是正负离子间的库仑引力。共价键结合力的大小←原子轨道重叠程度的多少←共用电子数目及重叠方式。结合力：共价叁键＞共价双键＞共价单键。15(2)共价

6、键的饱和性一个原子有几个未成对电子便可与几个自旋相反的单电子配对成键。稀有气体无单电子，原子间难成键，所以主以单原子分子的形式存在。另外，原子中有些本来已成对的电子，在特定条件下（外层有空轨道，与之结合的原子x大），也可拆开成为单电子而参与成键。SF616（3）共价键的方向性共价键将尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成174.共价键的类型σ键：成键原子轨道沿着键轴（两原子核间的连线）方向以“头碰头”的方式发生轨道重叠。特点：轨道重叠部分对键轴呈圆柱形对称σ键是构成共价分子的骨架形成σ键的电子称σ电子σ键的键能高，稳定性大18s-s、s-pσ键的形成

7、19π键：成键轨道以“肩并肩”（相互平行）的方式重叠形成的键。特点：轨道的重叠部分对通过键轴的平面呈反对称（分布在对称面的上下两侧，形状相同，符号相反）。20p-pπ键及π键的对称性21形成π键的电子称π键电子；π键的轨道重叠程度比σ键小，∴键能π键＜σ键；稳定性π键＜σ键π键活性较高，易发生化学反应。22NNyzN2的三重键235配位键由一个原子提供电子对,为2个原子共用而形成的共价键，称共价配键或配位键。CO分子结构式:24配位键的形成条件：(1)一个原子的价电子层有孤电子对(2)另一个原子的价电子层有可接受孤电子对的空轨道。NH4+,[

8、Cu(NH3)4]2+,[Fe(CN)6]4-,Fe(CO)5等25（补）6离域大π键(1)形成条件:在三个或三个以上用σ