第二章第二节分子结构与分子间力

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1、当电负性很小的金属原子与电负性很大的活泼非金属原子相遇时，活泼的金属原子会失去电子形成阳离子，活泼的非金属原子会得到电子形成阴离子，这种阴、阳离子间通过静电引力作用形成的化学键叫离子键。由离子键形成的化合物叫离子化合物。第2章第二节分子结构和分子间作用力一、离子键化学上把分子或晶体中直接相邻的原子（或离子）间的强烈相互作用称为化学键。化学键分为离子键、共价键和金属键3种。化学键：NaCl的晶胞CsCl的晶胞离子键的特征：（1）离子键的本质是阴、阳离子间的静电引力；（2）离子键没有饱和性；（3）离子键没有方向性。1916年，美国科学家

2、Lewis最早提出共价键理论。共价键是由成键原子双方各自提供最外层单电子组成共用电子对所形成的，形成共价键后，成键原子达到稀有气体原子的最外层电子结构，因此比较稳定。例如H·+H=HH通过共用一对电子，每个H均成为He的电子构型，形成一个共价键。二、共价键Lewis如：＋ClClHH•:NH3H2OLewis理论的贡献，在于提出了一种不同于离子键的新的键型，解释了Χ比较小的元素之间原子的成键事实。Lewis理论的局限：Lewis没有说明这种键的实质，适应性不强。在解释BCl3、PCl5等原子未全部达到稀有气体结构的分子时，遇到困难

3、。怎么解释？1.现代价键理论的要点(1)电子配对原理：两个原子接近时，只有自旋相反的两个单电子可以互相配对，使原子核间电子云密度增大，系统的能量降低，形成稳定的共价键。(2)最大重叠原理：成键电子的原子轨道发生重叠时，总是按照重叠最多的方向进行，重叠越多，两核间电子的概率密度越大，这样形成的共价键越牢固。1927年，由美国化学家海勒、伦敦应用量子力学的方法计算得出。2.共价键的特征+饱和性：两原子自旋相反的成单电子配对后，不能再和第三个原子的成单电子配对成键。一个原子有几个未成对的电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键。未成对电子数

4、＝原子的化合价H2、F2：共价单键；O2：共价双键；N2：共价三键(2)方向性：除S-S轨道在空间任何方向都能达到最大重叠外，其他原子轨道的重叠必须沿一定方向可能达到最大程度的重叠，形成的键最稳定。“肩并肩”重叠“头碰头”重叠3.共价键的类型σ键和π键σ键和π键的特征比较键的类型σ键π键存在方式可以单独存在必须与键共存原子轨道重叠方式沿键轴方向在直线方向相互重叠沿键轴方向平行，从侧面重叠原子轨道重叠部分两原子核之间，在键轴处在键轴的上方和下方，键轴处为0原子轨道重叠程度大小键的强度较牢固较差化学活泼性不活泼活泼4.键参数经常用几个

5、物理量简单地描述化学键的状况，这些物理量称为键参数，包括键能、键长、键角等。（1）键能AB(g)→A(g)+B(g)H=EAB在101.325kPa和298.15K下，将1mol气态的AB分子变成气态的A、B原子时所需要的热量，键能是表示化学键强度的物理量。一般键能越大，键越稳定。键能大小顺序为：叁键＞双键＞单键（2）键长分子中成键两原子核之间的距离叫键长。单位为：pm。一般键长越小，键越强。键长/pm键能/（kJ/mol）C—C154345.6C—C133602.0CC120835.1化学键键长顺序：单键＞双键＞叁键在不同化

6、合物中，相同的键，键长和键能并不相等。例如，CH3OH和C2H6均有C－H键，而它们的键长和键能不同。（3）键角键角是分子中键与键之间的夹角，在多原子分子中才涉及键角。C2H2C2H4键角是决定分子几何构型的重要因素。116.6o121.7o180oCH4109.5o分子式键角/°键长/pm分子几何构型H2O104.598V形CO2180121直线形NH3107.3107三角锥形CH4109.5109正四面体常用分子的键角和几何构型的关系如果H2O分子中的O－H键是由H原子的1s轨道与O原子中单电子占据的2p轨道重叠形成的，那么HO

7、H的键角应为90°；但事实上,键角为104°45′，远大于90°。三、杂化轨道理论问题的提出：为什么？＊成键时，原子中能量相近的原子轨道可以相互混合，重新组成新的原子轨道（杂化轨道）；＊形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目；＊杂化轨道形状不同于原纯原子轨道形状，轨道有更强的方向性和更强的成键能力；＊杂化轨道互相排斥，各轨道之间尽可能取最大键角，形成排斥能最小的杂化轨道构型，由此决定了分子的空间几何构型。1.杂化轨道理论的要点（1）SP杂化（如BeCl2分子、炔烃）（2）SP2杂化（如BCl3分子、烯烃）（3）SP3杂化（如

8、CH4分子、烷烃）（4）SP3不等性杂化（如NH3分子）2.杂化轨道的类型2条sp杂化轨道间夹角180，呈直线形分布，分别与2个Cl的3p轨道成键，故分子为直线形。BeCl2分子杂化轨道角度分布图（1）sp杂化（以BeCl2分子为例）