第二章 共价键的形成及其属性1.共价键的形成价键理论 2.键的极性与极化性 3.影响共价键电子云分布的因素 1.共价键的形成 2.价键理论VBT和分子轨道理论MOT 3.共轭效应，诱导效应。重点难点 价键法 （sp3、sp2 、 sp杂化）（键与键） 分子轨道法(原子轨道线性组合)(共轭体系)第一节 共价键的形成基本概念n化学键：原子间强烈的相互吸引的作用。n离子键：正负电荷通过静电引力形成离子键。n共价键：成键双方通过共用电子对结合形成共价键。n配位键：由单方原子提供电子形成的共价键。1. 价键法基本要点：阅读讲义p13 3 3）最大重叠原理，原子轨道重叠的愈多，形成的键）最大重叠原理，原子轨道重叠的愈多，形成的键 愈稳定。愈稳定。2 2）共价键有饱和性；元素原子的共价数等于该原）共价键有饱和性；元素原子的共价数等于该原 子的未成对电子数；子的未成对电子数；1 1）成键的两个电子必须自旋方向相反；）成键的两个电子必须自旋方向相反；2原子轨道杂化理论: （sp3、sp2、sp 杂化） 键：成键原子轨道对称轴重叠（头碰头）形成 键，成键后电子云沿键轴呈圆柱形对称分布。2S2Px 2Py 2Pz 激发2S2Px 2Py 2Pz 杂化SP3每个轨道由1/4S和3/4P轨道杂化组成，C原子位于正四面体的中心Sp3： 键：成键原子轨道对称轴平行（肩并肩)重叠形成 键。 成键电子云沿分子平面两侧呈块状分布。激发杂化2Pz2Px 2Py 2Pz 2S2S2Px 2Py 2PzSP2sp2每个SP2轨道由1/3S和2/3P轨道杂化组成，3个SP2轨道在同一平面，轨道间的夹角为120。说明：不同杂化方式的轨道形状、s 成分的多寡及不 同杂化碳原子的电负性。spSP杂化轨道由1/2S和1/2P轨道杂化组成，2个SP轨道间的夹角为180，3. 分子轨道理论： 价键理论：是以“形成共价键的电子只处于形成共价 键两原子之间”的定域观点为出发点的。分子轨道理论：是以“形成共价键的电子是分布在整 个分子之中”的离域观点为出发点的。分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用波函数 来描述。基本要点：分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成； 组合前后的轨道数守恒：即有几个原子轨道就可以组 合成几个分子轨道。以乙烯为例：以1，3-丁二烯为例：第二节 共价键的属性1，键参数（键长、键角、键能）2，极性和极化性 阅读讲义1、键长（bond lenghth） 成键两原子平衡核间距 ，单位pm。2、键角（bond angle） 两个共价键之间的夹角。3、键能（bond energy） 把1mol双原子分子ABAB（气气 态）态）的共价键断裂成A、B两原子（气态）时所需的 能量称为A-B键的离解能，也就是它的键能键能。双原子分子：键能即是键的离解能。 多原子分子：键能指分子中几个同类型键的离解能的 平均值。4、键的极性与极化性（1）键的极性非极性键极性键（2）分子的极性无极性 有极性组成共价键两原子电负性差值 越大键的极性越大键矩：组成共价键两原子电负性差值越大，键的极性越大 ，极性以键矩又称偶极矩（）来量度。 偶极矩是向量，带有方向性，一般以“ ”来表示 ，箭头表示从正电荷到负电荷的方向。 =q*d（D）多原子分子的偶极矩是分子中各个键的 偶极矩的向量和。 键的极性与键的极化性： 极性：键的极性大小取决于成键两原子电负性的差 值。是静态的，永久的性质。 极化性：电子云的流动性。共价键对外电场的感应 能力。是动态的，暂时 的性质。小结： 键长与键能反映了键的强度，即分子的热稳定性。 键角反映了分子的空间形象。极化性反映了分子的化学反应活性，并影响它们的物理性质。 极化性对分子的反应性能起重要作用：C-X键极性： C-F C-Cl C-Br C-IC-X键极化性： C-I C-Br C-Cl C-F C-X键反应活性： C-I C-Br C-Cl C-F 5、 共价键的断键方式及有机反应中间体一、共价键的断裂方式： 二、有机反应的中间体： 大多数碳自由基（特别是简单的烷基自由基）是平面 结构，如H3C是典型的平面结构。碳正离子（carbocation）、碳负离子（carbanion） 和碳自由基均为高活性的物种，通常称为活泼中间体（ active intermediate）。 六、分子六、分子间间间间的作用力及其的作用力及其对对对对熔点、沸点、溶解度的影熔点、沸点、溶解度的影 响响1、分子间的作用力偶极-偶极作用 极性分子间的相互作用，亦即偶极矩间的相互作用， 称为偶极-偶极作用，一个分子的偶极矩正端与一个分 子的偶极矩负端间有相互吸引作用。 色散力瞬时偶极矩之间的相互作用，称色散力。 只有在分子比较接近时才存在， 大小与分子的极化率和分子接触表面大小有关。 没有饱和性和方向性，在非极性分子中存在。氢键特殊的分子之间作用力，有方向性和饱和性。2 2、分子、分子间间间间的作用力的作用力对对对对物物质质质质的某些物理性的某些物理性质质质质的影响的影响对对沸点和熔点的影响 沸点 a、分子极性愈大，偶极-偶极作用愈大，沸点愈高。b、如果分子极性相同，则分子量愈大，色散力也愈 大，故沸点随分子量升高而升高。 c、如果分子极性相同，分子量也相同，则分子间接 触面积大的，色散力大，沸点高。 d、分子量接近,分子内OH键愈多,形成氢键愈多,沸点 愈高. 熔点分子对对称性高,排列比较较整齐齐，熔点较较高.如:正戊烷烷 熔点:-17度, 新戊烷烷 熔点:-160度溶解度“相似的溶解相似的“七、七、电电电电子效子效应应应应- -诱导诱导诱导诱导 效效应应应应、共、共轭轭轭轭效效应应应应和超共和超共轭轭轭轭效效 应应应应1、诱导诱导 效应应受取代基电负电负 性影响，使得分子中成键电键电 子云沿 着原子链链向某一方向移动动的现现象称为为诱导诱导 效应应。电电子的离域现现象2 2、共、共轭轭轭轭效效应应应应共轭轭体系中，由于P轨轨道重叠而引起电电子平均化，叫 做共轭轭效应应。3 3、超共、超共轭轭轭轭效效应应应应C-H键与键的共轭称为超共轭轭效应应。