第五章分子结构（课件）-《无机化学（王宝仁）》同步教学（化学工业出版社）

一、离子键 分子（或晶体）中相邻原子（或离子）间的强烈相互作用，称为化学键。 阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键称为离子键。 离子键的本质是静电作用。 例如： 离子键特征： 无方向性，阴、阳离子可以在任意方向结合 ； 无饱和性，空间允许时，将尽可能多地吸引 异电荷离子。 化学键 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 二、共价键 1．共价键的本质 通过共用电子对而形成的化学键，称为共价键。 例如： 共价键的本质是原子轨道重叠。 图2-6为H2分子能量（E） 与核间距离（R）关系曲线。 图2-6 H2分子的能量曲线 自旋相反的两个H原子1s轨道发生 重叠，核间电子云密度增大 ，可形成 稳定的H2分子。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 具有自旋相反未成对电子的两个原子相互靠近时，才能形成稳定的共价键。 成键时原子轨道将尽可能达到最大重叠，以使系统能量最低 。 当核间达到平衡距离（74pm）时，系统的能量降到最低点，此状态称为H2分子的基态 说明： 2．价键理论要点 （1）电子配对原理 （2）最大重叠原理 想一想 ①为什么氢气分子只能是H2，而不是H3？ ②根据最大重叠原理，原子轨道重叠越多，成键越牢固，分子越稳定，对吗？ 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 原子轨道尽可能沿电子云密度最大的方向 进行同号重叠。 ①H原子仅有一个电子，根据电子配对原理只能与另一个自旋相反的H原子形成H2分子。 答： ②错，只有当两原子核对电子云的吸引与核间相互排斥至平衡距离，使系统能量达到最低时，原子轨道重叠才称为最大重叠，故并非原子轨道重叠越多，键越牢固。 3．共价键的特征 （1）有饱和性 原子形成共价键数，受未成对电子数限制 。 （2）有方向性 如图2-7（a）所示 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 4．共价键的类型 （1）非极性键和极性键 共用电子对无偏向的共价键，称为非极性键，其△X=0。 共用电子对有偏向的共价键，称为极性键，其△X＞0。 （2）σ键和π键 原子轨道沿键轴（两原子核连线）方向，以“头碰头”方式同号重叠而形成的共价键，称为σ键。 σ键重叠部分沿键轴呈圆柱形对称，如图2-8（a） 。 如H2、N2、Cl2等分子中的共价键 。 如HCl、CO2、H2O、CCl4等分子中的共价键 。 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 可重叠形成σ键的轨道有s-s、px-s、px-px，如H－H 键、 H－Cl键、Cl－Cl键等均为σ键，如图2-8（a）所示。 原子轨道沿键轴方向，以“肩并肩”方式同号重叠而形成的共价键，称为π键，见图2-8（b）。 π键重叠部分以通过键轴的平面，呈镜面反对称。可重叠形成π键的轨道有py-py、pz-pz、p-d等。例如： N2分子中的两个N原子（2s22px1 2py1 2pz1）是以一个σ键和两个π键结合在一起的，见图2-9。 π键重叠程度比σ键小，π电子能量较高，因此单键都是σ键。π键容易断裂而发生化学反应，如烯烃、炔烃及芳香烃的加成反应，都是π键断裂引起的。 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 （3）配位键 共用电子对由一个原子提供而形成的共价键 。 配位键用“→”表示，箭头指向接受电子对的原子。 如图2-10所示，为CO分子中的配位键形成示意图 。 图2-10 CO分子中的配位键形成示意图 配位键的形成条件 电子给予体的价电子层有孤对电子； 电子的接受体的价电子层有空轨道。 配位键也具有方向性和饱和性的特征。 第二章 物质结构基础 帮助 返回 下页 上页 5．键参数 表征化学键性质的物理量，统称为键参数，常见键参数有键能、键长、键角等。键能是衡量共价键强弱的物理量；键长 、键角是决定分子几何构型的物理量。 （1）键能 在一定的温度和100kPa下，断裂气态分子中单位物质的量的化学键（6.02×1023个