2.2共价键（课件）-《无机化学》同步教学（北京出版社）

第二章 分子结构 Atomic Structure Chapter 1 本章主要内容 离子键 共价键 分子间作用力和氢键 学习目标 学习目的— 知识要求— 能力要求— 最广泛的化学键定义： 如果两个原子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被化学家看作独立分子物种的聚集体，它们之间就存在化学键。 简单地说，化学键是指分子内部原子之间的强烈相互作用力。 化学键 第二节 共价键 一、价键理论 （一）共价键的形成 和现代价键理论 要点： 带有相反电荷的两个离子(例如A+和B-)彼引接近的过程中, 系统能量的变化可表示为两核之间距离的函数。 E 0 －D R ro   两个 H 原子之间形成化学键 成键的原理 电子配对原理 能量最低原理 原子轨道最大重叠原理 怎样解释形成双键和叁键的原子间共享 2 对、3 对电子？ 能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何形状？ 解决了这些问题才能 揭示成键本质 电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在什么关系？ 有关共价键的疑问 共价键形成实例 HF 的生成 N2 的生成 （二）共价键的键型 “头碰头”,原子核连线为对称轴。 “肩并肩”，穿过原子核连线有一节面。  键——  键—— 共价键的本质——是由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。 共价键的主要特点——是具有饱和性和方向性。 （三）共价键的本质和特点 二、杂化轨道理论 如果 H2O 和 NH3 分子中的 O－H 键和 N－H 键是由 H 原子的 1s 轨道与 O 原子和 N 原子中单电子占据的2p 轨道重叠形成的，HOH 和 HNH 键角应为 90°；事实上, 上述两个键角各自都远大于90°。 一个原子的轨道在和其他原子结合成键的过程中，该原子的原子轨道重新混合成为新的原子轨道,这种混合过程称为杂化，形成的新的原子轨道称为杂化轨道。 杂化轨道 1、杂化轨道的形成过程 基态原子 激发态原子 杂化态原子 杂化条件——参与杂化的原子轨道必须是能量相近的原子轨道。杂化过程原子轨道总数变。 电子激发 2p 2s     2p 2s    ● 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道——杂化轨道。 总之，杂化后的轨道 ●轨道成分变了 ●轨道的能量变了 ●轨道的形状变了 结果当然是更有利于成键！ 变了 ● 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变。 ● 杂化前后轨道数目不变。 2、杂化轨道理论的基本要点 3、杂化轨道的类型 + + + = + 2s 2p 2s 2p sp 2p 两个 sp 杂化轨道 激发 杂化 ● sp杂化 H－Be－H 基态铍原子的结构 BeCl2 中共价键形成 杂化轨道 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2s 2p轨道 2s 2p 2s 2p sp2 三个sp2 杂化轨道 激发 杂化 BCl3 中 共价键形成 基态硼原子的结构 杂化轨道 ● sp2杂化 2p 2s 2s 2p sp3 四个 sp3 杂化轨道 激发 杂化 ● sp3杂化 CH4中 共价键形成 基态碳原子的结构 杂化轨道 每个sp杂化轨道中， 含有1/2的 S 和1/2的 P 成份。 每个sp2杂化轨道轨道中， 含有 1/3 S和2/3 P的成份。 每个sp3杂化轨道中， 含有 1/4 s 和 3/4 P 成份 等性杂化 H2O中O原子采取 sp3 不等性杂化 sp3 杂化 sp3 H2O中共价键形成 杂化轨道 基态氧原子的结构 Nonequvalent hybridization “不等性”杂化 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 NH3中N 原子采取 sp3 不等性杂化 sp3杂化 基态氮原子的结构 杂化轨道 NH3分子的结构 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 共用电子对数 结构 杂化轨道理想夹角 直线型 sp 2 平面三角形 sp2 3 正四面体 sp3 4 三角双锥 dsp3 5 正八面体 d2sp3 6 杂化轨道理论小结 Hybrid orbital theory 三、共价键的参数 在双原子分子中，于100kPa下将气态分子断裂成气态原子所需要的能量。 在多原子分子中，断裂气态分子中的某一个键，形成两个“碎片”时所需要的能量叫做此键的解离能。 1、 键能 共价键的参数 分子中两原子核间的平衡距离称为键长。 2、键长 － － － － － － － － 共价键 键长 l /pm 键能 E /(