化学键理论概述ppt课件.ppt

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1、第2章化学键与分子结构2—1离子键的形成2—2共价键理论2—3金属键理论简介2—4分子间作用力引入：前面我们已经掌握了原子的结构。那么原子又是以怎样的方式形成分子，形成分子以后分子的空间构型与分子的性质有何关系？这就是本章所要解决的问题。因为只有了解了分子的结构才能了解分子的性质。本章研究问题的思路：①原子—原子之间作用力即化学键。②原子—原子之间相对位置即空间构型。③分子的空间构型~物理性质、化学性质之关系，即结构决定性质。化学键:离子键、共价键和金属键三种类型原子—原子之间作用力即化学键2.1离子键理论离子键的形成与特点定义：原子间发生电子得失，形成正、负离子，通过静电作用而

2、形成的化学键叫做离子键。离子键的形成形成条件XA–XB>2.0形成化学键-450kJ·mol-1形成过程：a电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇，由于电负性差较大，所以发生电子得失，形成具有稳定结构的正负离子。b正负离子通过静电作用形成稳定的化学键。2.2.11916年，Lewis经典价键理论：成键原子双方各自提供外层电子组成公用电子对，成键原子达到稀有气体原子的外层电子组态。“八隅体”结构2.2共价键的价键理论（VB法）H+ClHCl但Lewis没有说明这种键的实质,适应性不强.在解释BCl3,PCl5等未达到稀有气体结构的分子时,遇到困难:2.2.2价键理论(

3、ValenceBondTheory)价键理论也称为电子配对法(VB法)。1927年德国化学家W.Heitler和F.London用量子力学处理H2分子结构获得成功，后经L.Pauling等人发展建立了现代价键理论(valencebondtheory，VBT)——杂化轨道理论和价层电子对互斥理论H2分子中的化学键以的方式相互接近时，，两个电子以自旋相反的方式结成电子对，这样会释放出能量，体系能量就降低了，相当于在两原子间形成稳定的共价单键。1.共价键的形成及本质1两个单电子自旋相反2电子所在的原子轨道发生重叠3例如：HF分子中,形成一个共价键.如果A、B各有两个或三个未成对的电子，

4、那么自旋相反的单电子可以两两配对，形成共价双键或叁键。N2分子怎样呢?已知N原子的电子结构:2.共价键的特点：饱和性和方向性共价键的总数是由其未成对的单电子数决定的。（1）共价键具有饱和性例如，氯原子最外层有一个未成对的3p电子，它与另一个氯原子3p轨道上的一个电子配对形成双原子分子Cl2后，每个氯原子就没有成单电子，即使再有第三个氯原子与Cl2接近，也不能形成Cl3。原子轨道的重叠程度越大，形成的共价键就越稳定。即共价键的形成遵循原子轨道最大重叠原理。（2）共价键具有方向性原子轨道在空间有一定的形状和取向，只有沿着一定的方向进行最大程度的重叠，以形成共价键，才能保证成键原子轨道

5、对称性的一致。键：原子轨道沿键轴方向以头碰头方式重叠形成的共价键3.共价键的类型重叠程度小于σ键，键能小于σ键，稳定性低，是化学反应的积极参与者。键键键PxPyPzPzPxPyVB法成功的解释了共价键的形成过程和本质，即共价键的方向性，饱和性。缺点：不能解释分子的空间构型。碳原子的价电子结构为2s22px12py1，只有两个未成对电子，所以它只能与两个氢原子形成两个共价单键，形成CH2.2.2.3杂化轨道理论为了从理论上解释多原子分子或离子的立体结构，1931年Pauling在量子力学的基础上提出了杂化轨道理论(HybridOrbitalTheory)根据VSEPR理论预

6、测CH4分子的结构是正四面体，与实验测定结果一致，其中四个C-H键是完全等同的，H-C-H之间的夹角均为10928’。1.杂化、杂化轨道的概念1）杂化和杂化轨道：原子在形成分子时，中心原子若干条能量相近的不同类型轨道混合起来，重新组成一组数目相同的新原子轨道，这种重新组合的过程叫杂化。经杂化而形成的新的轨道叫杂化轨道。下面以甲烷分子形成为例说明:在形成分子过程中，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。碳原子中电子的激发（1）激发（2）杂化s轨道p轨道sp3杂化轨道碳原子中电子的sp3杂化sp3sp3sp3sp3（3）轨道重叠在CH4分子中，四个氢原子的1s轨道在四面体的4个顶点位

7、置与碳原子的4个杂化轨道重叠最大，因此，决定了CH4分子的构型是正四面体，H-C-H之间的夹角为10928’。重叠成键在成键过程中，激发、杂化和重叠是同时发生的。3）杂化轨道的数目,成分杂化过程中形成的杂化轨道的数目=参加杂化的轨道的数目.数目CH4中参加杂化的有2s,2px,2py,2pz4条原子轨道,形成的杂化轨道也是4条:4条完全相同sp3的杂化轨道.成分在sp杂化轨道中，s和p的成份各1/2，sp2杂化中，s占1/3，p占2/3。2.杂化轨道类型及在空间的几何分布按参加