第九章第九章 分子结构分子结构 分分子子结结构构主主要要包包含含分分子子中中相相邻邻原原子子间间强强烈烈的的相相互互作作用用力力-化化学学键键、分分子子或或晶晶体体的的空空间间构构型型、分分子子间间作作用用力以及分子结构与物质性质的关系等问题。力以及分子结构与物质性质的关系等问题。第一节第一节 离子键离子键 正正、负负离离子子间间通通过过静静电电作作用用而而形形成成的的化化学学键键叫叫做做离离子子键键。由由离离子子键键形形成成的的化化合合物物称称为为离离子子化化合合物物，离离子化合物存在的形式是子化合物存在的形式是离子晶体离子晶体。 信凭检威冀戈堤影器蹈朴讲站糊狈娇盏劣载酚青懈迪洞吾纹袁泻材尽喷咋九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com一、离子键理论的基本要点一、离子键理论的基本要点1 1、离子键的形成与本质、离子键的形成与本质 以以NaCl的形成为例，离子键形成的过程可描述如下：的形成为例，离子键形成的过程可描述如下： 如如果果近近似似地地将将离离子子看看作作球球体体，两两个个距距离离为为r，带带有有相反电荷相反电荷Z+和和Z-的离子间的的离子间的吸引势能吸引势能V吸引吸引为：为：第九章第九章拄吟甭果唾鼠泰彼郸嘎鸣理腊迷副纂丸桓筛肚岭示馒披仅椅抛疲陇捏俞椭九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com式式中中0为为介介电电常常数数，e为为1个个电电子子所所带带电电量量。相相反反电电荷荷的的离离子子之之间间，除除静静电电引引力力外外，还还存存在在外外层层电电子子之之间间以以及及原原子子核核之之间间的的相相互互排排斥斥作作用用。排排斥斥势势能能V排排斥斥与与r的的关关系系为：为： 式中：式中：B和和n为常数。因此，正负离子间的为常数。因此，正负离子间的总势能总势能为：为：据据此此，正正负负离离子子间间的的总总势势能能V与与r的的关关系系可可用用势势能能曲曲线线加以描述。加以描述。第九章第九章第一节第一节软尔须恤屿遭华酵纫妇夹划饭腺图喷报剔献队贷擎黍兔摔毫律邯摹显俺敦九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com正、负离子间的正、负离子间的V-r关系示意图关系示意图第九章第九章第一节第一节喊蚀酷摔酷噶灾镁那遭辈悔掩甸匈孽小滦赣症降蛛滚氟潘壁惶浓鹰侩砒龟九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com2 2、离子键的形成条件、离子键的形成条件 离子键离子键形成的条件形成的条件是相互作用的原子的电负性差是相互作用的原子的电负性差值要较大。值要较大。 离离子子性性百百分分比比可可以以用用来来表表示示键键的的离离子子性性与与共共价价性性的的相对大小。离子键的离子性与电负性的关系见下表。相对大小。离子键的离子性与电负性的关系见下表。 A-B离子性百分比离子性百分比/%A-B离子性百分比离子性百分比/%0.211.8550.442.0630.692.2700.8152.4761.0222.6821.2302.8861.4393.0891.6473.292单单键键离离子子性性和和两两原原子子电电负负性性差差值值(A-B)之之 间间 的的关关系系（AB型型化化合合物）物）第九章第九章第一节第一节督碰滁待留绢赶况敛沽砌嚷屡砂恫氯撞慎炕艺茎镀翠遗侍久唆父吮龄进迅九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 电电负负性性差差值值大大于于1.7，形形成成离离子子键键，该该化化合合物物为为离离子子型型化化合合物物；若若差差值值小小于于1.7，则则可可判判断断它它们们之之间间主主要要形形成成共共价价键键，该该物物质质为为共共价价型型化化合合物物。例例如如氯氯和和钠钠的的电电负负性性差差值值为为2.23，所所以以NaCl晶晶体体键键的的离离子子性性为为71，是典型的离子型化合物。是典型的离子型化合物。 电电负负性性差差值值1.7仅仅是是一一个个参参考考数数据据，它它并并不不是是离离子子型型化化合合物物和和共共价价型型化化合合物物的的截截然然界界线线。如如氟氟与与氢氢的的电电负性差值为负性差值为1.78，但，但H-F键仍是共价键。键仍是共价键。第九章第九章第一节第一节柳癣姨女洁紫痛瑰姆尼歇桐茁钩旬溉各直羽某盏雹俞奈珍藩廉量哥毕估疾九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 例例如如在在氯氯化化钠钠晶晶体体中中，每每个个Na+离离子子周周围围等等距距离离地地排排列列着着6个个 离离子子，每每个个 离离子子周周围围也也同同样样等等距距离离的的排列着排列着6个个Na+离子。离子。3 3、离子键的特性、离子键的特性（1） 离子键没有方向性离子键没有方向性 （2） 离子键没有饱和性离子键没有饱和性 只只要要空空间间位位置置许许可可，每每个个离离子子可可以以吸吸引引尽尽可可能能多多的的带带相相反反电电荷荷的的离离子子。在在NaCl晶晶体体中中，不不存存在在独独立立的的氯化钠分子，氯化钠分子，NaCl只是氯化钠晶体的化学式（只是氯化钠晶体的化学式（Na+ =1 1），而不是分子式。），而不是分子式。第九章第九章第一节第一节伦碱恭疫徒钨蹭方益韩宅拽幂脂校重羽瓶踞候矣粳款合棋任炒沽欠截冲雁九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com4 4、晶格能、晶格能 晶晶格格能能（U）可可以以用用来来衡衡量量离离子子键键的的强强度度大大小小。晶晶格格能能是是指指在在标标准准状状态态下下，使使离离子子晶晶体体变变为为气气态态正正离离子子和气态负离子时所吸收的能量，单位为和气态负离子时所吸收的能量，单位为kJmol-1。 晶晶格格能能可可以以通通过过玻玻恩恩（M. Born）哈哈伯伯（F. Haber）热热化化学学循循环环计计算算。例例如如，已已知知NaCl(s)的的标标准准生生成成焓焓 ，金金属属钠钠的的升升华华热热S=108.3 kJmol-1，Na(s)的的电电离离能能I= 495.4 kJmol-1，Cl2的的解解离离能能D=120.9 kJmol-1，Cl的的电电子子亲亲合合能能E=-348.5 kJmol-1。 第九章第九章第一节第一节奖痰扼詹门骨腕宿课签牢拟却铜竭苇诉洗触洁惺邹诛倾漆岗惰捡省鳃惦杨九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com各步的能量关系为：各步的能量关系为：Na(S) + (1/2) Cl2(g) NaCl(s) SNa(g) Cl(g)Na+(g) + Cl-(g) D/2IE第九章第九章第一节第一节全台惩趴鄂畸妙丸龋沁怜左绝偏聊泞劝诧葱权遏赂昧撅厚将副刻惦摊匀娱九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com根据盖斯定律：根据盖斯定律： 所以所以 第九章第九章第一节第一节竞揪熙色老恼随立沏炎比仙馅炭咸舵邹拥抓趁付体暑纹姐谴凭旺螟女肪贱九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com5 5、晶格能与离子型化合物物理性质的关系、晶格能与离子型化合物物理性质的关系晶格能与离子型化合物的物理性质晶格能与离子型化合物的物理性质NaINaBrNaClSrO BaOCaOMgOBeO离子电荷离子电荷11122222核间距核间距/pm318294279277257240210165晶格能晶格能/kJmol-16867327863041320434763916- -熔点熔点/K9331013107421962703284330732833硬度（莫氏标准）硬度（莫氏标准）-3.33.54.56.59.0第九章第九章第一节第一节介掐叶毖任绢抬嘻丫拽寅多主挺您扶早眶洪奴栓签睁骨吨惑礁撑若兵命纵九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com二、离子的特征二、离子的特征 离离子子的的特特征征包包括括离离子子半半径径，离离子子电电荷荷和和离离子子构构型型。离子化合物的性质主要取决于离子这三个特征。离子化合物的性质主要取决于离子这三个特征。1 1、离子半径、离子半径 核核间间距距可可以以看看作作是是相相邻邻两两个个离离子子半半径径之之和和，即即d = r+ + r- ，如图所示。，如图所示。离子半径示意图离子半径示意图第九章第九章继渣梭台向筷鲸挺死愈式寝省幻唾茹出衔赘突业程医币饵拱长剥雍监橇讲九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 1926年年，戈戈德德施施米米特特（Goldschmidt）以以光光学学法法测测得得的的 半半径径(133 pm)和和 半半径径(132 pm)为为基基础础，计计算算出出其其它它离离子子半半径径。如如实实验验测测得得NaF和和NaCl的的核核间间距距分分别别为为230 pm和和278 pm，根根据据d=r+ +r- 可可求求得得Na+和和 的的离子半径：离子半径： 目目 前前 最最 常常 用用 的的 离离 子子 半半 径径 是是 1927年年 由由 鲍鲍 林林（Pauling）从从核核电电荷荷数数和和屏屏蔽蔽常常数数出出发发推推算算出出的的一一套套数据，半径计算公式为：数据，半径计算公式为：第九章第九章第一节第一节贯怂环踩勤呈斧下卒搁舅丧与儒枝诵遇副茸棍灶铺兆祥满孙抵央陛菩闪掠九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com式式中中Z为为核核电电荷荷数数，为为屏屏蔽蔽常常数数，Z-为为有有效效核核电电数数，cn为为取取决决于最外电子层的主量子数于最外电子层的主量子数n的一个常数。的一个常数。离子半径的变化规律如下：离子半径的变化规律如下：（1）同同一一主主族族自自上上而而下下，电电子子层层数数依依次次增增多多，具具有有相相同同电电荷荷的的离离子子半半径径也也依依次次增增大大，而而在在同同一一周周期期中中，正正离离子子的的电电荷荷数数越越高高，半半径径越越小小；负负离离子子的的电电荷荷数数越越高高，半径越大。半径越大。（2）同同一一元元素素的的正正离离子子半半径径小小于于它它的的原原子子半半径径，简简单单的负离子半径大于它的原子半径。的负离子半径大于它的原子半径。第九章第九章第一节第一节载平咱纹幕乙颖淳帮骸攫揪成贷板徽荆帕蔽茵讣简探芋鸥撵程法狗竿碾侩九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com Na+ Al3+ （3）同同一一元元素素形形成成几几种种不不同同电电荷荷的的离离子子时时，电电荷荷高高的的正离子半径小。例如正离子半径小。例如 （4）对对等等电电子子离离子子而而言言，离离子子半半径径随随负负电电荷荷的的降降低低和和正电荷的升高而减小。例如：正电荷的升高而减小。例如：（5）周周期期表表中中：相相邻邻两两族族元元素素左左上上方方和和右右下下方方斜斜对对角角线线上上的的正正离离子子半半径径近近似似相相等等，称称为为对对角角线线规规则则。例例如如IA族族的的 Li+半半径径为为60 pm，其其右右下下方方斜斜对对角角线线上上的的Mg2+半半径径为为65 pm；又又如如 IIA族族的的 Ca2+半半径径为为99 pm，其其左左上方的上方的Na+半径为半径为95 pm。第九章第九章第一节第一节敖厄设谎智笑畔汝鸥篱竿迈烟措号角匝移担龟铸燕尸沛墒崭沮埔押卑晌鹤九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 离离子子半半径径越越小小，离离子子间间的的引引力力就就越越大大，离离子子化化合合物物的的熔熔点点、沸沸点点也也越越高高。例例如如，NaF和和LiF，钠钠和和锂锂都都是是+1价价，因因为为r（Na+）r（Li+），故故NaF的的熔熔点点（870）比比LiF的的熔熔点点（1040）低低。离离子子半半径径的的大大小小对对离离子子化化合合物物的的其其它它性性质质也也有有影影响响。如如在在NaI、NaBr、NaCl中中， 、 、 的的还还原原性性依依次次降降低低，而而AgI、AgBr、AgCl的的溶溶解解度度依依次次增增大大，颜颜色色依依次次变变浅浅，这都与离子半径的大小有着密切联系。这都与离子半径的大小有着密切联系。 第九章第九章第一节第一节财耽傻市拜蟹呻逛阅额俩本绽岂拽滴凸裙忠辞鲜哄欣鹰本构忌迭撅步孰镍九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com2 2、离子的电荷、离子的电荷 离离子子电电荷荷高高，与与相相反反电电荷荷的的吸吸引引力力大大，熔熔点点、沸沸点点 就就 高高 。 例例 如如 ： CaO的的 熔熔 点点 （ 2614） 比比NaCl（801）高。）高。3 3、离子的电子构型、离子的电子构型 、 、 等等简简单单的的负负离离子子，其其最最外外层层都都为为稳稳定定的的稀稀有有气气体体结结构构，即即8电电子子构构型型。对对于于正正离离子子来来说说，情情况况相相对对复复杂杂，除除了了8电电子子结结构构外外，还还有有其其它它多多种种构构型型。正离子的电子层构型大致有以下几种：正离子的电子层构型大致有以下几种： 第九章第九章第一节第一节目哪俘推虹薄丫内裂朽羊督窜援蚂牺钥肝蜒谣岂子楷丹剿噎纂齿冻涸迟胀九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（1）2电电子子构构型型：最最外外层层为为2个个电电子子的的离离子子，ns2，如如Li+、Be2+等。等。（2）8电电子子构构型型：最最外外层层为为8个个电电子子的的离离子子，ns2np6，如如Na+，Ca2+等。等。 （ 3） 18电电 子子 构构 型型 ： 最最 外外 层层 为为 18个个 电电 子子 的的 离离 子子 ，ns2np6nd10，如，如Zn2+、Cd2+、Ag+等。等。（4）18+2电电子子构构型型：次次外外层层为为18个个电电子子，最最外外层层为为2个个电电子子的的离离子子，(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2，如如Pb2+、Sn2+等。等。（5）不不饱饱和和电电子子构构型型：最最外外层层为为917个个电电子子的的离离子子，ns2np6nd1-9，如，如Fe2+、Mn2+等。等。第九章第九章第一节第一节抓逞储削书待迂轧抿小哲癌怪价嚎蛀匝橇臂站戍么太巫还钡哮琶炳挥税士九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 离离子子构构型型与与结结合合力力的的大大小小为为：8e(9-17)e18e或或(18+2)e。因因此此，离离子子的的电电子子层层构构型型对对化化合合物物的的性性质质有有一一定定的的影影响响。例例如如碱碱金金属属和和铜铜分分族族，它它们们最最外外层层只只有有1个个ns电电子子，都都能能形形成成+1价价离离子子，如如K+、Ag+，它它们们的的电电荷荷相相同同，半半径径接接近近，但但K+为为8电电子子构构型型，而而Ag+为为18电电子子构构型型。由由于于电电子子构构型型不不同同，造造成成它它们们的的化化合合物物（如如氯氯化化物物）的的性性质质有有显显著著的的差差别别。KCl易易溶溶于于水水，AgCl难溶于水。难溶于水。第九章第九章第一节第一节携猜爸烛招浸淀精墟浸荤洱状激狡刃函勒睬其急患怯傅砂望羞播专倦瑚挠九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com4 4、离子的极化、离子的极化 1923年年K.Fajans提出了离子极化的概念。提出了离子极化的概念。 在在离离子子晶晶体体中中，阴阴离离子子和和阳阳离离子子都都有有使使异异号号电电荷荷离离子子中中正正、负负电电荷荷重重心心发发生生位位移移的的能能力力，也也就就是是使使其其它它离离子子产产生生变变形形，这这种种能能力力叫叫作作极极化化力力；同同时时离离子子本本身身也也有有被被异异号号离离子子极极化化而而变变形形的的性性质质，这这种种性性质质叫叫作作变形性变形性。 一一般般说说来来，对对阳阳离离子子主主要要讨讨论论其其极极化化作作用用，即即它它使使阴阴离离子子变变形形的的能能力力，对对阴阴离离子子主主要要讨讨论论其其变变形形性性。但但有有一一些些阳阳离离子子的的极极化化力力、变变形形性性都都很很强强，必必须须同同时时考虑。考虑。第九章第九章第一节第一节语威漓财钝霜麦克砖辣兽速沉泣标屡淑黎械蓄蠢洗助乾琐习牧曳惮应供九九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（1）离子的极化作用）离子的极化作用 离离子子的的电电场场强强度度可可以以用用 来来表表示示，离离子子电电荷荷数数越越高高，离离子子半半径径越越小小，其其电电场场强强度度越越大大，离离子子的的极极化化作作用用就就越强。越强。 离离子子的的电电子子构构型型也也是是影影响响离离子子极极化化能能力力的的重重要要因因素素。在在离离子子电电荷荷数数相相等等，离离子子半半径径相相近近时时，具具有有18、18+2、2电电子子构构型型的的阳阳离离子子极极化化能能力力最最强强，其其次次是是9-17电子构型的阳离子，电子构型的阳离子，8电子构型的阳离子极化能力最小。电子构型的阳离子极化能力最小。第九章第九章第一节第一节毒龄萝申蛔怖椅僧嗡画谆咏颖柔肩牵智边尿搔骸峪灰具苗婚卸狂廉鸭胞乱九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（2）离子的变形性）离子的变形性 离离子子的的变变形形性性大大小小决决定定于于核核对对最最外外层层电电子子吸吸引引的的程程度度。吸吸引引程程度度越越大大，变变形形性性越越小小。离离子子的的半半径径越越大大，核核对对最最外外层层电电子子的的吸吸引引力力越越小小，其其电电子子云云受受外外电电场场的的影响越大，离子的变形性越大，如，影响越大，离子的变形性越大，如， ，则变形性，则变形性 。 对对于于结结构构相相同同的的离离子子，其其负负电电荷荷越越高高，半半径径越越大大，则则变变形形性性越越大大。如如 变变形形性性大大于于 。此此外外，具具有有18、18+2电电子子构构型型的的阳阳离离子子不不但但极极化化能能力力强强，而而且且本本身身变变形性也很大。例如形性也很大。例如Ag+、K+是电荷相同，半径相近是电荷相同，半径相近 第九章第九章第一节第一节驻舅咙肾械引历懊嚣分骂告俺姑甭苯怕辗恩寡磁肿厩廖刺莽熙舶雄练秃宜九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com的的阳阳离离子子，其其变变形形性性为为Ag+K+。复复杂杂阴阴离离子子的的变变形形性性一一般般不不大大，而而且且阴阴离离子子中中心心原原子子的的氧氧化化数数越越高高，变变形形性越小。性越小。（3）阴阳离子之间的相互极化）阴阳离子之间的相互极化 阳阳离离子子和和阴阴离离子子之之间间产产生生额额外外的的吸吸引引力力，这这种种作作用叫用叫相互极化相互极化。 相相互互极极化化的的结结果果使使两两离离子子相相互互更更靠靠近近，有有可可能能使使电电子子云云发发生生重重叠叠，形形成成一一定定程程度度的的极极性性共共价价键键。从从这这个个观观点点来来看看：离离子子键键和和共共价价键键之之间间并并无无严严格格界界限限，两两者之间有一系列过渡。者之间有一系列过渡。第九章第九章第一节第一节吨力瓣隔锑篓臆抠午鹤尹呸缄酪漫勿难离茁吕冠京咙疾桂摸凹浅标味踞楞九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com AgI晶晶体体中中，正正、负负离离子子间间的的相相互互极极化化很很突突出出，导导致致两两种种离离子子的的电电子子云云都都发发生生变变形形，离离子子键键向向共共价价键键过过渡的程度较大，表现为共价键。渡的程度较大，表现为共价键。第二节第二节 共价键共价键 1916年年美美国国化化学学家家Lewis提提出出共共价价键键理理论论：认认为为分分子子中中每每个个原原子子都都应应具具有有稳稳定定的的稀稀有有气气体体电电子子层层结结构构（8电电子子结结构构），可可以以通通过过原原子子间间共共用用一一对对或或几几对对电电子子来来实现，这种靠共用电子对结合的化学键叫实现，这种靠共用电子对结合的化学键叫共价键共价键。 分分子子有有用用于于形形成成共共价价键键的的键键合合电电子子（成成键键电电子子）和和未用于形成共价键的非键合电子，又称未用于形成共价键的非键合电子，又称“孤对电子孤对电子”。 第九章第九章第一节第一节再评缸扰瑚椒壬缚露慧拈讯源纬确终皋佛例诌供酮置琴粕萎离番卫愧讶韦九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 路路易易斯斯共共价价键键理理论论成成功功的的解解释释了了O2，N2，HCl的的形形成成，并并揭揭示示了了共共价价键键和和离离子子键键的的区区别别。但但是是该该理理论论未未能能阐阐明明共共价价键键的的本本质质和和特特性性，也也无无法法解解释释PCl5、SF6等等含含有非有非8电子构型原子的分子结构及其形成。电子构型原子的分子结构及其形成。 1927年年，德德国国化化学学家家海海特特勒勒（W.Heitler）和和伦伦敦敦（F.London）运运用用量量子子力力学学原原理理处处理理H2分分子子的的形形成成，研研究究两两个个氢氢原原子子的的1s轨轨道道叠叠加加过过程程中中系系统统能能量量及及电电子子云云密密度度的的变变化化规规律律，后后又又经经鲍鲍林林（L.Pauling）等等人人的的发发展和补充，建立起现代共价键的价键理论。展和补充，建立起现代共价键的价键理论。第九章第九章第二节第二节贞柄姑晕痕咳辨徽券沙蔑登搂钵汽秧解栋捷敬暮与篱常柴苦现偏邵帽火越九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com一、现代价键理论（也称电子配对法）一、现代价键理论（也称电子配对法）1 1、共价键的形成和本质、共价键的形成和本质 海海特特勒勒和和伦伦敦敦在在用用量量子子力力学学处处理理H2分分子子形形成成的的过过程程中中，得得到到H2分分子子的的能能量量E和和核核间间距距R之之间间的的关关系系曲曲线线，如图。如图。H2分子的能量随核间距的变化分子的能量随核间距的变化第九章第九章第二节第二节现陈谦裹先舜章扳驻般漂辫丹陪恫脏咀帮输龙扇用恿痘入犯汛哇爬冈且匈九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 运运用用量量子子力力学学原原理理，可可以以计计算算分分子子的的基基态态和和排排斥斥态态电电子子云云分分布布。计计算算结结果果表表明明，基基态态分分子子中中两两核核间间的的电电子子几几率率密密度度 2远远远远大大于于排排斥斥态态分分子子中中两两核核间间的的电电子几率密度子几率密度 2，如图所示。，如图所示。H2分子两种状态的分子两种状态的 2和原子轨道重叠示意图和原子轨道重叠示意图第九章第九章第二节第二节摹颐景昂钎钞哼译腋陈稗旬涯涣孽揩羌殷渺运霄赎地倔律丝镣邱躲凝亦吴九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com价键理论的基本要点是：价键理论的基本要点是：（1） 自自旋旋方方向向相相反反的的两两个个单单电电子子相相互互接接近近时时，由由于于它它们们的的波波函函数数符符号号相相同同，原原子子轨轨道道的的对对称称性性匹匹配配，核核间间的的电电子子云云密密集集，体体系系的的能能量量降降低低，能能够够形形成成稳稳定定的的化化学学键键。若若它它们们的的波波函函数数符符号号不不同同，则则原原子子轨轨道道对对称称性性不不匹匹配配的的重重叠叠，相相当当于于上上述述的的排排斥斥态态，不不能能形形成成化化学学键。键。（2） 如如果果A、B两两原原子子只只有有一一个个未未成成对对电电子子，且且自自旋旋方方向向相相反反，则则可可相相互互配配对对形形成成稳稳定定的的共共价价单单键键。如如果果A、B各各有有2个个或或3个个未未成成对对电电子子，若若自自旋旋相相反反也也可可以以两两两两配配对，形成共价双键或共价叁键。对，形成共价双键或共价叁键。第九章第九章第二节第二节庶琵晓户杰仟抓案叭莹甫尸挞屉基仟蝶疮蹦惩第阻游耀斯炙厢蜜既魂恍掀九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（3） 原原子子轨轨道道重重叠叠时时，轨轨道道重重叠叠越越多多，两两核核之之间间电电子子几几率率密密度度越越大大，体体系系的的能能量量越越低低，形形成成的的共共价价键键越越牢牢固，分子也越稳定。固，分子也越稳定。2 2、共价键的特点、共价键的特点（1）共价键的饱和性）共价键的饱和性（2）共价键的方向性）共价键的方向性（a） (b) s轨道与轨道与px轨道重叠的方向性轨道重叠的方向性第九章第九章第二节第二节参证振篙角召豺沟顿储赚凰挛眼臣奋沿吻捻额簿磁王攀乏舌黎厉费铺白钮九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com3 3、共价键的类型、共价键的类型（1）按）按原子轨道重叠原子轨道重叠的方式分类，可分为的方式分类，可分为键键和和键键。l 键键 键键轴轴呈呈圆圆柱柱形形对对称称的的轨轨道道重重叠叠形形式式有有：s-s轨轨道道重重叠叠，如如H2分分子子；s-p轨轨道道重重叠叠，如如HCl分分子子；px-px轨轨道道重叠，如重叠，如Cl2分子，它们都形成分子，它们都形成键。键。 如如果果原原子子轨轨道道按按“肩肩并并肩肩”的的方方式式发发生生轨轨道道重重叠叠，对通过键轴的一个平面而言，轨道重叠的部分具有镜对通过键轴的一个平面而言，轨道重叠的部分具有镜l 键键第九章第九章第二节第二节妇瓮错塘梁诌蚌讨涨沥恃恭凤埂广型桅渡掸侥净弓乡雍小馁缎裤斥换氢村九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com面面反反对对称称，这这种种共共价价键键称称为为键键。除除p-p轨轨道道可可以以重重叠叠形成形成键外，键外，p-d，d-d轨道重叠也可以形成轨道重叠也可以形成键。键。(a) 键键 (b) 键键 键和键和键示意图键示意图第九章第九章第二节第二节孪喳秃硫肠四邯荷整贩返脊颂缴膝限费式样挠妻莫小笼礼聚尿欧份换铡长九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com键与键与键对比如下表：键对比如下表：键型键型重叠方式重叠方式键能键能稳定性稳定性反应活性反应活性分子形状分子形状重叠类型重叠类型键键“头碰头头碰头”大大高高低低有影响有影响(决定分子的形状决定分子的形状)s - s p - s px - px 键键“肩并肩肩并肩”小小低低高高无影响无影响py - py pz -pz（2 2）按）按共用电子对提供的方式共用电子对提供的方式分类可分分类可分为为正常共价键正常共价键和和配位共价键。配位共价键。 如如果果共共价价键键的的共共用用电电子子对对由由一一个个原原子子提提供供的的，则则称称为为配配位位共共价价键键或或称称配配位位键键。提提供供电电子子对对的的原原子子称称为为电电子子对对给给予予体体，接接受受电电子子对对的的原原子子称称为为电电子子对对接接受受体体。通常用通常用“”表示配位键。表示配位键。第九章第九章第二节第二节海风聋渠赁擞说拎泵镑税悼稚党识仍莆央朽铺郝否发披岗赫装姜域晓哑酱九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.comCO价键结构式表示为：价键结构式表示为：形成配位键必须具备两个条件：形成配位键必须具备两个条件：a. 一个原子的价层有未共用的电子对。一个原子的价层有未共用的电子对。b. 另一个原子的价层有空轨道。另一个原子的价层有空轨道。(3) 按按共价键的数目共价键的数目分类分类 根据共价键数不同，共价键可分为根据共价键数不同，共价键可分为单键单键、双键双键和和叁键叁键。 两两原原子子间间形形成成共共价价单单键键，该该单单键键一一定定是是键键；如如果果两两个个原原子子可可以以形形成成多多种种键键，共共价价双双键键或或叁叁键键，其其中中必必定有一个定有一个键，其余是键，其余是键。键。第九章第九章第二节第二节杯壮枯伊性世缀蝶影抓芝颇垫赠诱闰包啸崩侵亡嗡蘑促皖尺兰埂秦齿枉粮九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 例如例如N2分子有三个键，一个分子有三个键，一个键，两个键，两个键，如下图所示。键，如下图所示。键由键由2px-2px轨道形成；轨道形成；键键分别由分别由2py-2py、2pz-2pz轨道形轨道形成。成。p轨道的方向决定了轨道的方向决定了N2分子中三个键互相垂直。分子中三个键互相垂直。（4）按）按共价键的极性共价键的极性分类分类 按按共共价价键键是是否否有有极极性性，共共价价键键可可分分为为极极性性共共价价键键（如（如HCl）和）和非极性共价键非极性共价键（如（如Cl2）。）。第九章第九章第二节第二节贞饥茅哉乔鸡华椰山抚满洛挽率壶杨孪逆拴摧杂病装掏旺吧棠宵截秽任歼九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论 根根据据价价键键理理论论，水水分分子子中中氧氧原原子子的的两两个个成成键键的的2p轨轨道道之之间间的的夹夹角角应应为为90，而而实实验验测测得得两两个个O-H键键间间的的夹夹 角角 为为 10440。 又又 如如 碳碳 原原 子子 的的 基基 态态 电电 子子 结结 构构 为为 ，只只有有2个个未未成成对对电电子子，应应该该说说只只能能形形成成两两个个共共价价键键，键键角角应应为为90，而而实实验验测测得得最最简简单单的的碳碳氢氢化化合合物物CH4，形成形成4个共价键，且个共价键，且C-H键间的夹角键间的夹角10928。 为为 了了 阐阐 明明 共共 价价 分分 子子 的的 空空 间间 结结 构构 ， 鲍鲍 林林（L.Pauling）在在电电子子配配对对法法的的基基础础上上，于于1931年年提提出出了杂化轨道理论。了杂化轨道理论。第九章第九章仆请乾劣分恩铀驼场碳郧穿淘廓惺叭骨列泅盂耐巩蛤丑彦芹息桶拘偿炭顽九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com1 1、杂化轨道理论的要点、杂化轨道理论的要点（1）在在形形成成化化学学键键的的过过程程中中，由由于于原原子子的的相相互互作作用用，同同一一原原子子中中能能量量相相近近、类类型型不不同同的的几几个个原原子子轨轨道道混混杂杂起起来来，重重新新组组成成一一组组新新的的轨轨道道，这这种种重重新新组组合合的的过过程程叫叫杂杂化化，所所形形成成的的新新轨轨道道叫叫杂杂化化轨轨道道。杂杂化化轨轨道道沿沿键键轴轴与与其其他原子发生轨道重叠，形成他原子发生轨道重叠，形成共价键共价键。（2）杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道的总数。）杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道的总数。（3）杂杂化化轨轨道道互互相相排排斥斥，在在空空间间取取得得最最大大夹夹角角，杂杂化化轨道空间伸展方向决定了分子的空间结构。轨道空间伸展方向决定了分子的空间结构。第九章第九章第二节第二节喷送胺植穿问饵羽烈骇移傻屎掸扬猿拖撬钝亿闻拟咕啄煞潜策赢赐戌初净九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（4）杂杂化化轨轨道道的的电电子子云云分分布布集集中中，成成键键时时轨轨道道重重叠叠程程度度大大，故故杂杂化化轨轨道道的的成成键键能能力力比比杂杂化化前前的的原原子子轨轨道道的的成成键能力强，因此形成的分子更稳定。键能力强，因此形成的分子更稳定。 原原子子轨轨道道的的杂杂化化，只只有有在在形形成成分分子子的的过过程程中中才才会会发发生，而孤立的原子是不可能发生轨道杂化的。生，而孤立的原子是不可能发生轨道杂化的。2 2、杂化类型、杂化类型（1） sp杂化杂化（以（以BeCl2分子为例）分子为例） (a) sp杂化过程杂化过程 (b) sp杂化轨道在空间的伸展方杂化轨道在空间的伸展方向向sp杂化轨道的杂化轨道的形成示意图：形成示意图： 第九章第九章第二节第二节蹲肃咳暑瘦纪赠桌荤霖规胆人解鞋鸟钡霓染按崎纳角贡盟铝麻鄙论缠滁霸九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.comBeCl2分子用杂化轨道成键示意图分子用杂化轨道成键示意图 周周期期表表B族族Zn，Cd，Hg元元素素的的某某些些共共价价化化合合物物，其其中中心心原原子子多多采采取取sp杂杂化化。乙乙炔炔分分子子中中的的碳碳原原子子也也采采用用sp杂化成键。杂化成键。（2） sp2杂化杂化（以（以BF3分子为例）分子为例）第九章第九章第二节第二节刺拎揽望头疤光痛赴该时拦珐庚憨促晰剪种伟绦鹊沃哥玉跳诬扎膊美寸誊九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com (a) sp2杂化过程杂化过程 (b) BF3分子的空间结构分子的空间结构 sp2杂化及杂化及BF3分子的结构分子的结构 除除BF3气气态态分分子子外外，其其它它气气态态卤卤化化硼硼分分子子内内B原原子子，乙乙烯烯（C2H4）分分子子中中的的C原原子子也也都都采采用用sp2杂杂化化轨轨道道成成键的。键的。第九章第九章第二节第二节慈嘶匡管昆十撇内铀称境循猜验踩柄淆忱峪睛醛你卒框梭吝示壶普袱巴泣九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（3） sp3杂化杂化（以（以CH4分子为例）分子为例）sp3杂化与杂化与CH4分子的形成分子的形成 除除CH4分分子子外外，CCl4、CF4、SiH4、SiCl4等等分分子子也也是采取是采取sp3杂化的方式成键的。杂化的方式成键的。第九章第九章第二节第二节般菊嘲旺长匣十督贮巢茁煌贪尉炭伯脑毯匡窝迪欺琵荷亏长磕佰荔养廊洪九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（4） sp3不等性杂化不等性杂化 同同类类型型的的杂杂化化轨轨道道可可分分为为等等性性杂杂化化和和不不等等性性杂杂化化两两种种。如如果果原原子子轨轨道道杂杂化化后后形形成成的的杂杂化化轨轨道道是是等等同同的的，这这种种杂杂化化叫叫做做等等性性杂杂化化。如如CH4、CCl4分分子子中中C原原子子的的杂杂化化。如如果果原原子子轨轨道道杂杂化化后后形形成成的的杂杂化化轨轨道道中中有有1个个或或几几个个被被孤孤对对电电子子所所占占据据，使使得得杂杂化化轨轨道道之之间间的的夹夹角角改改变变，这这种种由由于于孤孤对对电电子子的的存存在在而而造造成成杂杂化化轨轨道道不不完完全全等同的杂化，叫做等同的杂化，叫做不等性杂化不等性杂化。第九章第九章第二节第二节宗维留蝇纷蔽朽真钥躁耿萎浓乙嘴村轨婶腑孜丙鸯窖戌摘皑猛披盂锹蹦戳九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com （a）sp3不等性杂化过程不等性杂化过程 （b）NH3分子的空间结构分子的空间结构NH3分子的不等性杂化及空间结构分子的不等性杂化及空间结构H2O分子的空间结构分子的空间结构第九章第九章第二节第二节戮哈宝年角位符校韩酋眩硅秽百戚螺严剑喉腆欠惟头削性带隙氖澄搪宾羔九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（5） sp3d杂化杂化 (a) sp3d杂化杂化过程杂化杂化过程 (b) PCl5分子的空间结构分子的空间结构sp3d杂化与杂化与PCl5分子的空间构型分子的空间构型第九章第九章第二节第二节摘玲申问裤钾划堡营稀乓亿尊贞陈堰唉帝烯护限浓憎儿箩满档度癸替腰饯九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（6） sp3d2杂化杂化 (a) sp3d2杂化过程杂化过程 (b) SF6分子的空间结构分子的空间结构 sp3d2杂化与杂化与SF6分子的空间构型分子的空间构型 第九章第九章第二节第二节愚谴扒轨戌阁祖苔威饺郁烹凿葵吭奉夹犯晋栅赁的昂撂缔帮慎叠搓换被拦九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论* 价价层层电电子子对对互互斥斥理理论论是是建建立立在在静静电电学学原原理理和和大大量量分分子子几几何何构构型型事事实实的的基基础础之之上上的的，该该理理论论不不考考虑虑原原子子轨轨道道的的概概念念，仅仅仅仅根根据据能能量量最最低低原原理理来来确确定定分分子子空空间间构型，是一种简单而实用的方法。构型，是一种简单而实用的方法。 所所谓谓价价层层电电子子对对，指指的的是是形形成成键键的的电电子子对对和和孤孤对对电子。电子。1 1、价层电子对互斥理论的基本要点、价层电子对互斥理论的基本要点（1）在在AXn型型分分子子中中，中中心心原原子子A周周围围配配置置的的原原子子或或原原子子团团的的几几何何构构型型，主主要要取取决决于于由由中中心心原原子子A与与配配体体原原子子X共同提供的价电子层中电子对数，电子对包括成共同提供的价电子层中电子对数，电子对包括成第九章第九章颇莆撬涕布锥桶陷击唁怕放敬抵蔬隘贵衍铁亦侄侠挣国综转零筒繁茨籍雌九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com键键电电子子对对（以以BP表表示示）和和未未成成键键的的孤孤电电子子对对（以以LP表表示）。示）。（2）遵循电子对之间互相排斥作用最小的原则。）遵循电子对之间互相排斥作用最小的原则。（3）价价层层电电子子对对相相互互排排斥斥作作用用的的大大小小与与电电子子对对之之间间的的夹角和电子对的成键情况有关。夹角和电子对的成键情况有关。电子对之间的夹角越小排斥力越大：电子对之间的夹角越小排斥力越大：90120180。 电子对之间斥力大小的顺序为：电子对之间斥力大小的顺序为：孤电子对孤电子对-孤电子对（孤电子对（L-L） 孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对(L-B)成键电子对成键电子对-成键电子对成键电子对(B-B)各共价键之间的排斥力顺序是：各共价键之间的排斥力顺序是：三键三键-三键三键三键三键-双键双双键双键键-双键双键双键双键-单键单键单键单键-单键。单键。第九章第九章第二节第二节活绑蒋绽帛谓邱镣殖掐述桃弟劣严眷茨铂用瑞梯布杖壤洼阔乾棠赐外唐谜九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（4）推推测测分分子子构构型型时时，键键决决定定分分子子的的骨骨架架。在在AXn型型分分子子中中，如如果果A与与X之之间间通通过过两两对对或或三三对对电电子子结结合合而而成成，即即存存在在双双键键或或三三键键。可可把把双双键键或或三三键键作作为为一一对对电电子来判断分子的空间构型。子来判断分子的空间构型。2 2、分子构型判断的一般原则、分子构型判断的一般原则（1）确确定定中中心心原原子子的的价价层层电电子子对对数数，中中心心原原子子A的的价价层电子对数可按下式计算：层电子对数可按下式计算：第九章第九章第二节第二节消烦锌秦清唬胰卿豹谐掣过枢扒肾悼迪命骨徘差硼砚拟印授墙迷痛努及粥九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com还应注意以下几点：还应注意以下几点：l 在在形形成成共共价价键键时时，氢氢与与卤卤素素作作为为配配位位原原子子各各提提供供一一个个共共用用电电子子，如如CH4、CCl4中中的的H和和Cl原原子子；卤卤族族原原子子作作为为分分子子的的中中心心原原子子时时，将将提提供供出出7个个价价电电子子，如如ClF3中的中的Cl原子。原子。l 在在形形成成共共价价键键时时，氧氧族族原原子子作作为为配配位位原原子子时时，可可认认为为不不提提供供共共用用电电子子，如如 的的价价层层电电子子对对数数= ；当当氧氧族族原原子子作作为为分分子子的的中中心心原原子子时时，则则认认为为提提供供所所有有6个价电子，如个价电子，如 价层电子对数价层电子对数= 。l 如如果果电电子子数数除除2还还余余一一个个电电子子，则则把把单单电电子子作作为为电电子子对处理，如对处理，如NO2价层电子对数为价层电子对数为3。第九章第九章曲用咱蜜破蹈棠蝶毒跑寡宛苞梗胰初荫呼携瞎摩辈抖蚜藏筑煽哩梗钧刻委九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com(2) 根根据据中中心心原原子子A周周围围的的价价层层电电子子对对数数，确确定定价价层层电子对的空间构型。电子对的空间构型。(3) 确确定定中中心心原原子子的的孤孤电电子子对对数数，推推断断分分子子的的空空间间构构型。型。3 3、判断分子空间构型的实例、判断分子空间构型的实例（1）中中心心原原子子N的的价价层层电电子子对对数数为为 ，价价层层电电子子对对空空间间构构型型为为正正四四面面体体，孤孤对对电电子子数数为为零零，则则 离离子子的的构型为构型为正四面体正四面体。 第九章第九章第二节第二节挤狂蹈耽藕幢掠岁吊只陋河辣孰享应减喻邀疙蛮侣腹柔街盐耐舜逐聋橇镐九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（2）NH3中中心心原原子子N的的价价层层电电子子对对数数为为 ，价价层层电电子子对对空空间间构构型型为为四四面面体体，但但因因为为四四面面体体的的一一个个顶顶点点被被孤孤对对电电子子占占据据，所所以以NH3分分子子的的构构型型为为三三角角锥锥。由由于于中中心心原原子子N有有一一对对孤孤对对电电子子，它它对对邻邻近近成成键键电电子子对对的的斥斥力力大大，使使NH3中中键键角角HNH小小于于正正四四面面体体中中的的10928，而而为为10718。 （3） NO2中中心心原原子子N的的价价层层电电子子总总数数为为5，相相当当于于3对对电电子子，其其价价层层电电子子对对的的空空间间构构型型应应为为平平面面三三角角形形，因因N原原子子有有一一对对孤对电子，所以孤对电子，所以NO2分子为分子为V形结构形结构。第九章第九章第二节第二节喀又疏寨十蜒肾桨泣露制祁羔筑殴公玩织喀弊柔新杀僻幕磊育牺磨军轩汕九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（4）中中心心原原子子N的的价价层层电电子子对对数数为为 ，成成键键电电子子对对数数为为3，孤对电子数为，孤对电子数为0，因此为，因此为平面三角形平面三角形。 （5）PCl5P离离子子的的正正电电荷荷数数为为5，中中心心原原子子P有有5个个价价电电子子，Cl原原子子各各提提供供1个个电电子子，所所以以P原原子子的的价价层层电电子子对对数数为为5，其其排排布布方方式式为为三三角角双双锥锥。因因价价层层电电子子对对中中无无孤孤对对电电子子，所以所以PCl5为为三角双锥构型三角双锥构型。（6） H2O第九章第九章第二节第二节凿硝毡舷阵然浅筏呆酶亿告坐衫甩梧财柳窟道闽盛咎澜铱银履平氓扎氖恤九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.comO是是H2O分分子子的的中中心心原原子子，它它有有6个个价价电电子子，与与O化化合合的的2个个H原原子子各各提提供供1个个电电子子，所所以以O原原子子价价层层电电子子对对数数为为4，其其排排布布方方式式为为四四面面体体，因因价价层层电电子子对对中中有有2对对孤孤对电子，所以对电子，所以H2O分子的空间构型为分子的空间构型为V形形。（7）HCHO 中中心心C原原子子的的价价层层电电子子对对数数为为3，且且无无孤孤对对电电子子。分分子子中中有有2个个C-H单单键键和和1个个C=O双双键键（可可视视作作1个个单单键键），所以所以HCHO分子的空间构型为分子的空间构型为平面三角形平面三角形。但由于双键的斥力比。但由于双键的斥力比单键大，所以不是平面正三角形。单键大，所以不是平面正三角形。HCHO的分子构型的分子构型第九章第九章第二节第二节殆共胃仕彤晰沾疽橇履革膏循晾尾笑搓陨勾炮是肪少炯四静秩撕陶杰锌苏九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（8） ClF3中中心心原原子子Cl的的价价层层电电子子对对数数，电电子子对对构构型型为为三三角角双双锥锥，其其中中两两个个角角顶顶被被孤孤对对电电子子占占据据，分分子子可可能能的的空空间间构构型型有三种。有三种。 (a) (b) (c) ClF3的三种可能构型的三种可能构型第九章第九章第二节第二节解寻基幻像天术狈袭誓熊翅窜锑姻侠疼佐纬租楚揩腆阮莫亦式外劝策冠聂九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 为了确定哪种结构是最可能的结构，需要找出几为了确定哪种结构是最可能的结构，需要找出几种结构中最小角度（种结构中最小角度（90）的三种电子对之间排斥作用）的三种电子对之间排斥作用的数目。的数目。排斥类型排斥类型（a）（b）（c）90角孤电子对之间的排斥（角孤电子对之间的排斥（LP-LP）01个个090角孤电子对与成键电子对之间的排斥（角孤电子对与成键电子对之间的排斥（LP-BP）4个个3个个6个个90角成键电子对之间的排斥（角成键电子对之间的排斥（BP-BP）2个个2个个0ClF3的三种可能构型电子对排斥比较的三种可能构型电子对排斥比较因此，因此，ClF3最稳定的空间构型为最稳定的空间构型为T型。型。第九章第九章第二节第二节裁常垣米调活糊值绑惰铂嗜蛹劫悼奈孟绷胸郧珊盆蚌鳞佛事骆样踢第误骂九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 价价层层电电子子对对互互斥斥理理论论的的优优点点在在于于解解释释共共价价分分子子的的空空间间构构型型，比比较较直直观观、简简单单。但但它它不不能能很很好好的的说说明明化化学键的形成原理及化学键的相对稳定性。学键的形成原理及化学键的相对稳定性。第九章第九章第二节第二节漓界哲廊昼惦泅奎忆兰石辩湿僧两社秀酱漆苏练库趣倦喊桅掳倒献筹坠诌九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com四、分子轨道理论（简称四、分子轨道理论（简称MO法）法） 价价键键理理论论比比较较简简明明地地阐阐述述了了共共价价键键形形成成过过程程和和特特点点，能能成成功功地地解解释释共共价价分分子子的的空空间间构构型型，但但由由于于未未将将分分子子看看作作一一个个整整体体，对对稳稳定定存存在在的的氢氢分分子子离离子子H2+中中的的单电子键，单电子键，O2分子具有顺磁性等事实无法解释。分子具有顺磁性等事实无法解释。 1932年年，化化学学家家R. S. Mulliken和和F.Pauling提提出出了了一一种种新新的的共共价价键键理理论论分分子子轨轨道道理理论论，又又称称为为MO法法。分分子子轨轨道道理理论论着着重重于于分分子子的的整整体体性性，把把分分子子作作为为一一个个整体来考虑。整体来考虑。第九章第九章第二节第二节茨煮撇腊别疑慰弟宛踊抛惠屁笼锐漂轰嵌参龚钨壁间盟了钞库涤晨嘉稳瓢九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com1 1、分子轨道理论的基本观点、分子轨道理论的基本观点（1）分分子子轨轨道道理理论论认认为为分分子子是是一一个个整整体体，原原子子在在形形成成分分子子时时，所所有有电电子子都都有有贡贡献献，分分子子中中的的电电子子不不再再从从属属于于某某个个原原子子，而而是是在在整整个个分分子子空空间间范范围围内内运运动动。在在分分子子中中电电子子的的空空间间运运动动状状态态可可用用相相应应的的分分子子轨轨道道波波函函数数来描述，来描述，称为分子轨道称为分子轨道。（2）分分子子轨轨道道可可以以由由分分子子中中原原子子轨轨道道波波函函数数的的线线性性组组合而得到。几个原子轨道可组合成几个分子轨道。合而得到。几个原子轨道可组合成几个分子轨道。（3）组组成成分分子子轨轨道道的的各各原原子子轨轨道道必必须须符符合合三三条条原原则则：对称性匹配原则、能量相近原则和最大重叠原则。对称性匹配原则、能量相近原则和最大重叠原则。第九章第九章第二节第二节汇顶枉乒褥镍培金屈飘稳沃钎垫剁剂彬截攀萄禹咆烦灼资雨胰筐仲箩项打九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com2 2、分子轨道的类型、分子轨道的类型常见的分子轨道类型有以下几种：常见的分子轨道类型有以下几种：（1） s-s重叠重叠 原原子子A和和原原子子B的的各各1个个ns轨轨道道相相组组合合，符符合合成成键键三三原则，可以有效的组合成两个分子轨道，如图所示。原则，可以有效的组合成两个分子轨道，如图所示。 s-s原子轨道组合成原子轨道组合成分子轨道示意图分子轨道示意图第九章第九章第二节第二节+_冒余界籍氦胡盈磕蹭吴矣泌孪声郑苔踢储季扯剁蓬妒朱俯扫财苞嘶葛疵抖九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 若若是是2个个H原原子子的的1s轨轨道道相相加加重重叠叠，一一个个成成键键分分子子轨轨道道，通通常常以以符符号号 来来表表示示。若若两两个个1s轨轨道道相相减减重重叠叠，一个反键分子轨道，通常以符号一个反键分子轨道，通常以符号 来表示。来表示。 （2） s-p重叠重叠s-p原子轨道组合成原子轨道组合成分子轨道示意图分子轨道示意图第九章第九章第二节第二节汲苟蹦崇梢弄稗沥棚腆枯准砂舰捶措萍狞峰勿绑猎吟眨寻蓟杉堰各囚宝膳九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（3） p-p重叠重叠px-px原子轨道组合成原子轨道组合成分子轨道示意图分子轨道示意图第九章第九章第二节第二节犁陪低央丑乙匪铃附辐疹祷吗魏厄销功船慷勇窖烽两络灭舒鱼仑雀咕讨傻九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 如如果果键键轴轴仍仍为为x轴轴，但但当当两两个个氮氮原原子子的的py轨轨道道或或pz轨轨道道相相互互重重叠叠时时，则则只只能能以以“肩肩并并肩肩”的的方方式式发发生生重重叠叠，这这样样产产生生的的分分子子轨轨道道叫叫做做分分子子轨轨道道成成键键分分子子轨道轨道 或或 和反键分子轨道和反键分子轨道 或或 ，如图所示。，如图所示。 pz-pz原子轨道组合成原子轨道组合成分子轨道示意图分子轨道示意图第九章第九章第二节第二节出划祭浸令惹赡野劲暇甫骋怯漠子疏狱搜翱廉绵鸡处侄卡蔗慰埃验抨写膀九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com3 3、同核双原子分子的分子轨道能级图和结构、同核双原子分子的分子轨道能级图和结构 每每一一个个分分子子轨轨道道有有相相应应的的能能量量，根根据据能能量量高高低低的的顺顺序序可可以以排排成成分分子子轨轨道道能能级级图图。对对于于第第二二周周期期中中的的O和和F原原子子，由由于于它它们们的的2s和和2p原原子子轨轨道道能能量量相相差差大大（大大于于15eV），所所以以不不必必考考虑虑2s和和2p轨轨道道间间的的相相互互作作用用，O2和和F2的分子轨道能级按图的分子轨道能级按图a的能级顺序排列。的能级顺序排列。 对对于于N、C、B等等原原子子来来说说，由由于于它它们们的的2s和和2p原原子子轨轨道道能能量量相相差差较较小小（10eV左左右右），所所以以必必须须考考虑虑2s和和2p轨轨道道间间的的相相互互作作用用。作作用用的的结结果果造造成成了了2p能能级级高高于于2p能能级级的的所所谓谓颠颠倒倒现现象象。N2、C2和和B2等等的的分分子子轨轨道道能级是按图能级是按图b的能级排列的。的能级排列的。第九章第九章第二节第二节娥胚肆单寝幸停烙羌王牲滓诌烁陷郊仕庸募钮蒸传南豁尽敢陋钩引蹋属葫九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com (a) 2s和和2p能级相差较大（能级相差较大（O2、F2） (b) 2s和和2p能级相差较小能级相差较小(N2、C2、B2)同核双原子分子的分子轨道能级图同核双原子分子的分子轨道能级图第九章第九章第二节第二节揭壹蛋凹吴宙殷碧框娱领炎羔涝切骏劝晓升什昨舞迪烬辗孰淄靡嘶乘瓮烁九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 可可以以组组成成一一个个成成键键轨轨道道 和和一一个个反反键键轨轨道道 。一一个个电电子子填填入入能能量量低低 成成键键分分子子轨轨道道上上， 离离子子中中形形成成一一个个单单电电子子键键，其其分分子子轨轨道道式式为为： 。 分分子子可可以以稳稳定存在，但其稳定性不如定存在，但其稳定性不如H2。 同核双原子分子轨道法应用实例同核双原子分子轨道法应用实例（1） 氢分子离子结构氢分子离子结构( ) （2） 氮分子的结构氮分子的结构 N2由由两两个个N原原于于构构成成，N原原子子的的电电子子构构型型是是1s22s22P3，因此，因此N2共有共有14个电子。个电子。第九章第九章第二节第二节槛淬偿哑枫弦抱龄救嚷邑铂使悸远烈秆碌扣郁栏然厅内衙忱伊冷引鳖臀名九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.comN2分子的分子轨道式为：分子的分子轨道式为：N2分子轨道能级图分子轨道能级图第九章第九章第二节第二节桓夹鹊藉陪仲族泪吾挠旦鼠存酒迁调诬疤漱棕甭携快酮锹拨蛀巡巧矿淫邓九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（3） 氧分子的结构氧分子的结构 氧氧原原子子的的电电子子结结构构式式为为1s22s22p4，每每个个氧氧原原子子外外有有8个电子，在氧分子中共有个电子，在氧分子中共有16个电子。个电子。 氧分子的分子轨道表示式为：氧分子的分子轨道表示式为：也可以简写为：也可以简写为：第九章第九章第二节第二节疲崖矽伴唆年恍镁肮蟹癌蛛许曳痊惟嘎锹帜杰郊晶楼冤乍屹傣镣播霹酬墩九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.comO2的分子轨道表示式的分子轨道表示式第九章第九章第二节第二节等趋原拒詹藻挑借蚤加函旨宅货雅普奠栅慢缝潭锁扳筒剃苯论箭良诅烟杏九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 在在O2分分子子的的分分子子轨轨道道中中，内内层层电电子子对对成成键键不不起起作作用用，并并且且 与与 对对成成键键的的贡贡献献也也互互相相抵抵消消，因因此此对对成成键键有有贡贡献献的的是是 ，分分别别构构成成一一个个两两电电子子的的键键和和两两个个叁叁电电子子的的键键。O2分分子子结结构构式式如如图图所示。所示。 从从O2分分子子的的分分子子轨轨道道能能级级图图中中可可以以看看到到O2分分子子有有两两个个成成单单电电子子，所所以以O2分分子子具具有有顺顺磁磁性性。由由于于三三电电子子键键中中有有一一个个反反键键电电子子抵抵消消了了一一部部分分成成键键电电子子的的能能量量，削削弱弱了了键的强度。因此键的强度。因此三电子三电子键不及双电子键不及双电子键牢固键牢固。 第九章第九章第二节第二节攘洒战击窍眩盲环惊伐靖承您潜捌址喇歼筹蛊毛厅虾那扮犁鸿访邯例太猿九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com NN键键能能946 ，CC键键能能835 ，而而O2的的叁叁键键键键能能只只有有498 ，甚甚至至低低于于CC键键能能602 ，因此分子轨道理论可以成功解释，因此分子轨道理论可以成功解释O2的活泼性。的活泼性。 4 4、异核双原子分子的分子轨道图、异核双原子分子的分子轨道图 处处理理第第二二周周期期异异核核双双原原子子分分子子的的方方法法与与该该周周期期同同核核双双原原子子分分子子的的方方法法相相类类似似。下下面面以以CO为为例例来来说说明明异异核双原子分子的分子轨道形成。核双原子分子的分子轨道形成。 CO与与N2分分子子的的电电子子数数相相同同，这这样样的的分分子子称称等等电电子子体体。具有相同电子数目的化合物具有结构相似的倾向。具有相同电子数目的化合物具有结构相似的倾向。第九章第九章第二节第二节刨壤挖涤谊品奴潭帘陡值诌柱傀栏四芬敛时伺若酉跟询坎旁锗缚生筷腐促九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.comCO分子轨道能级图分子轨道能级图CO分子的分子轨道式为：分子的分子轨道式为：因因此此CO分分子子轨轨道道能能级级图图与与N2相相类类似似，不不同同的的是是C和和O的的原原子子轨轨道道能能级级高高低低不不同同。一一般般地地说说，电电负负性性较较大大的的氧氧原原子子的的原原子子轨轨道道的的能能级级相相应应的的低低于于碳碳原原子子的的原子轨道。原子轨道。第九章第九章第二节第二节幢雹擞苹藐嫂纪隆捶确汰烈极其硝端渭浚皂灭裙舶杯庄媚庶朋狱脱讨醉秘九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 在在 分分子子轨轨道道中中成成键键的的与与反反键键的的轨轨道道相相互互抵抵消消，对对成成键键有有贡贡献献的的是是只只有有 。所所以以CO分子有两个分子有两个键和一个键和一个键，与键，与N2分子的结构相似。分子的结构相似。 五、共价键的键参数五、共价键的键参数 （略）（略） 1、键能、键能2、 键长键长3、 键角键角4、 键级键级第九章第九章第二节第二节炔激橙醇伍伤澈帽雌溉钩怎咳慌傣诣贤起宣波耗戈故油庇仑骚厩蝗舌典否九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 因因此此，键键级级可可以以看看作作是是净净的的成成键键电电子子对对数数。键键级级的的取取值值为为0、0.5、1、1.5、等等数数。例例如如氧氧分分子子的的分分子子轨轨道道式式为为： ，O2分分子子的的键键级级为为： 。键键级级越越大大，表表明明形形成成的的共共价价键键键键能能越越大大，键键就就越越牢牢固固，对对应应的的分分子子也也越越稳稳定定；当当键键级级为为0时时，说说明明成成键键和和反反键键电电子子总总数数正正好好相相等等，轨轨道道能能量量的的降降低低与与升升高高相相互互抵抵消消，就就不不能能形形成成稳稳定定的的分分子子，例例如如He2就就不能稳定存在。不能稳定存在。第九章第九章第二节第二节则寿剔警疆叼赚墅澎局潞淬疮破计照妨夷渭文方合匝蜡吾悼沮垒望谜锄养九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com第三节第三节 金属键金属键一、金属的能带理论一、金属的能带理论分子轨道模型分子轨道模型 该该理理论论把把金金属属晶晶体体看看成成为为一一个个大大分分子子，应应用用分分子子轨轨道道理理论论说说明明金金属属键键的的形形成成，这这个个分分子子由由晶晶体体中中所所有有原子组合而成的。该原子组合而成的。该理论的要点理论的要点是：是： 1、在在固固体体中中原原子子紧紧密密堆堆积积十十分分靠靠近近，相相邻邻原原子子的的价价层层轨轨道道可可以以线线性性组组合合形形成成许许多多分分子子轨轨道道。n个个原原子子轨轨道道可可以以组组合合成成n个个分分子子轨轨道道，能能量量相相近近的的分分子子轨轨道道的的集集合合称作称作能带能带。 2、在在能能带带中中各各轨轨道道间间能能量量差差别别极极小小，电电子子很很容容易易在在两个分子轨道之间迁移。两个分子轨道之间迁移。第九章第九章肛奢汉贩秉慨败腺颓奢黑坟斩身洗欢美焕谊酉闽慌腹色遏燕疾素喀摔赡令九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 3、不不同同原原子子轨轨道道组组成成不不同同的的能能带带，各各种种固固体体的的能能带带数数目目和和能能带带宽宽度度都都不不同同。相相邻邻两两能能带带间间的的范范围围称称作作禁禁带带，在在禁禁带带中中不不能能填填充充电电子子，禁禁带带宽宽度度以以Eg表表示示；完完全全被被电电子子占占满满的的能能带带称称作作满满带带，电电子子在在满满带带中中无无法法移移动动，不不会会导导电电；部部分分被被电电子子占占据据的的能能带带称称作作导导带带，导导带带内内分分子子轨轨道道未未填填满满电电子子，其其中中的的电电子子很很容容易易吸吸收收微微小小能能量量而而跃跃迁迁到到能能量量稍稍高高的的轨轨道道上上去去，呈呈现现一一定定的的导导电电能能力力；完完全全未未被被占占据据的的能能带带称称作作空空带带，由由固固体体原原子子的外电子层上的空轨道组合而成，能量较高。的外电子层上的空轨道组合而成，能量较高。第九章第九章第三节第三节税蔬剿旺漠盗柬踞且肾口约殊侦绸椰绿甩躯箱刁侗崩鹤刷莲鸵璃好败镍肄九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 4、由由原原子子的的价价电电子子轨轨道道组组合合而而成成的的能能带带称称作作价价带带，可可以以是是满满带带也也可可以以是是导导带带，一一般般能能量量比比价价带带低低的的各各能能带带都都是是满满带带。如如果果禁禁带带不不宽宽，电电子子获获得得能能量量跃跃迁迁到到空空带后，则空带部分被电子占据而变成导带。带后，则空带部分被电子占据而变成导带。 以以Li为为例例，1个个Li原原子子有有1s和和2s两两个个轨轨道道，2个个Li原原子子有有两两个个1s，两两个个2s轨轨道道。按按照照分分子子轨轨道道理理论论，两两个个原原子子相相互互作作用用时时原原子子轨轨道道要要重重叠叠，同同时时形形成成成成键键分分子子轨轨道道和和反反键键分分子子轨轨道道，这这样样由由原原来来的的原原子子能能量量状状态态变变成成分分子子能能量量状状态态。Li2分分子子有有 和和 两两个个分分子子轨轨道道，Li2的的两个价电子应排在低能量的两个价电子应排在低能量的 成键分子轨道上，成键分子轨道上， 空着。空着。 第九章第九章第三节第三节唬因淳耻网涡洛嚎谅揣梨岿佰隙之返靶英缕履枕眷矽纫粹腐徐拐渗严鸟授九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 晶晶体体中中包包含含原原子子数数越越多多，分分子子状状态态也也就就越越多多。如如果果设设想想有有一一个个Lin分分子子，即即有有n个个Li原原子子，将将会会有有n个个分分子子轨轨道道，其其中中有有 个个分分子子轨轨道道为为被被电电子子所所充充满满，还还有有 个个分分子子轨轨道道空空着着。由由于于n的的数数目目很很大大，分分子子轨轨道道非非常多，分子轨道之间的能级差很小，常多，分子轨道之间的能级差很小，实际上这些能级很难分清，可以看实际上这些能级很难分清，可以看作连成一片，犹如一个带。作连成一片，犹如一个带。 由原子紧密结合形成能带结构的示意图由原子紧密结合形成能带结构的示意图第九章第九章第三节第三节驮您曳遥渔第咀锭昂垂栅看嚎居泣舀佃车拎梭驯酣售阀伍酶颓梳都艘铱明九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com Li原原子子的的电电子子构构型型是是1s22s1，每每个个原原子子有有3个个电电子子，价价电电子子数数是是1。n个个Li原原子子有有3n个个电电子子，与与在在原原子子和和分分子子中中的的情情况况相相似似，这这些些电电子子在在能能带带中中的的填填充充，同同样样要要符符合合能能量量最最低低原原理理、保保利利不不相相容容原原理理和和洪洪特特规规则则。由由s，p，d和和f原原子子轨轨道道分分别别重重叠叠产产生生的的能能带带中中，最最多多容容纳纳的的电电子子数数目目：s带带为为2n个个，p带带为为6n个个，d带带为为10n个个，f带为带为14n个等。个等。第九章第九章第三节第三节应觅鸣衫欠黎暇跑到侮泌戒撑伯桩把肆纲底祈蛋市遵责违恐柒梁嚏墨酉绞九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 金金属属Li中中，1s能能带带是是满满带带。由由于于每每个个Li原原子子只只提提供供1个个价价电电子子，故故其其2s能能带带为为半半充充满满，是是导导带带。在在这这两两种种能能带带之之间间还还有有一一段段能能量量间间隙隙，即即禁禁带带，如如下下图图所所示示。电电子子不不能能停停留留在在1s与与2s能能级级之之间间，即即电电子子不不能能进进入入1s能能带带和和2s能能带带之之间间的的禁禁带带。金金属属的的导导电电性性就就是是靠靠导导带带中中的的电电子子来体现的。来体现的。金属金属Li的能带的能带第九章第九章第三节第三节个彩带谜旺煽诛筒露盔问筑赠悠菜蛰写花淹皖祈奄搏剪翱赊辞赎炸虐暴没九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 根根据据能能带带结结构构中中禁禁带带宽宽度度和和能能带带中中电电子子填填充充状状况况，可可以以将将物物质质区区分分为为导导体体、半半导导体体和和绝绝缘缘体体，见见右右图图。绝绝缘缘体体的的禁禁带带很很宽宽，其其能能量量间间隔隔一一般般超超过过3eV；半半导导体体的的禁禁带带较较狭狭窄窄，能能量量间间隔隔在在0.1eV-3eV之之间间; 能能量量小小于于0.1eV的的为为导导体体。例例如如绝绝缘缘体体金金刚刚石石的的禁禁带带宽宽度度约约为为6eV，半半导导体体硅硅和和锗锗的的禁禁带带宽宽度度分分别别为为1.1eV和和0.6eV。导体、绝缘体和半导体的能带导体、绝缘体和半导体的能带第九章第九章第三节第三节褒溺妻浸谜菌让贞绳挎屑牌判佃罩瓮颊迁戎铰宗对便蹲剁钮嚏落联弗淖谗九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 绝绝缘缘体体只只有有满满带带和和空空带带，且且禁禁带带宽宽度度大大。在在一一般般电电场场条条件件下下，是是难难以以将将满满带带电电子子激激发发入入空空带带的的，因因此此不不会会形形成成导导带带而而导导电电。半半导导体体也也只只有有满满带带和和空空带带，但但禁禁带带宽宽度度较较窄窄。在在外外电电场场作作用用下下，部部分分电电子子跃跃入入空空带带，空空带带有有了了电电子子变变成成了了导导带带；原原来来的的满满带带缺缺少少了了电电子子，产产生生了了带带正正电电的的空空穴穴，也也形形成成了了导导带带，因因此此能能导导电电。在在外外加加电电场场中中，导导带带中中的的电电子子可可从从外外加加电电场场的的负负端端向向正正端端运运动动，而而满满带带中中带带正正电电的的空空穴穴则则从从外外加加电电场场的的正正端端向向负负端端移移动动，空空穴穴移移动动方方向向与与电电子子移移动动方方向向是是相相反反的的。因因此此，半半导导体体中中的的导导电电性性是是导导带带中中的的电电子子传传递递和和满带中的空穴传递所构成的混合导电性。满带中的空穴传递所构成的混合导电性。第九章第九章第三节第三节硝搔勿乏盛伟叠撅秸瘸变沃丑尚炯亚歉萎倡薪莆库凹撬兔帖烛缨郸瞩膏嗣九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com第四节第四节 分子间力和氢键分子间力和氢键一、分子的极性一、分子的极性 根根据据分分子子的的正正、负负电电荷荷重重心心是是否否重重合合，可可把把分分子子划分为划分为极性分子极性分子和和非极性分子非极性分子两种。两种。1 1、极性分子与非极性分子、极性分子与非极性分子 （1） 非极性分子非极性分子 正正、负负电电荷荷重重心心重重合合的的分分子子为为非非极极性性分分子子。如如H2、N2、P4等等分分子子。在在不不同同原原子子组组成成的的多多原原子子分分子子中中，分分子子由由极极性性键键组组成成，但但当当分分子子的的空空间间构构型型对对称称时时，这这样样的分子也是非极性分子。如的分子也是非极性分子。如CH4、CO2等分子。等分子。第九章第九章妨囚勾味谓仍溅齐徊牺求铃锯阿钓臭息霓蹄赣任皋沽通冒龋糟霞羽庞稿仇九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com （2） 极性分子极性分子 正正、负负电电荷荷重重心心不不重重合合的的分分子子为为极极性性分分子子。如如HF、HCl、HBr、HI。 由由不不同同原原子子组组成成的的多多原原子子分分子子，其其化化学学键键由由极极性性键键组组成成，当当分分子子的的空空间间构构型型不不对对称称时时，这这样样的的分分子子就就是极性分子。如是极性分子。如H2O、NH3、CHCl3等分子。等分子。2 2、偶极矩、偶极矩 分分子子极极性性大大小小用用“分分子子偶偶极极矩矩”表表示示。分分子子中中，正正电电荷荷重重心心与与负负电电荷荷重重心心之之间间的的距距离离叫叫偶偶极极长长度度，用用d表示。分子中电荷重心的表示。分子中电荷重心的带电量带电量用用q表示。表示。第九章第九章第四节第四节稿尉碰池值京赎芒著琵姬吱苟悟粪紧烂裂侨抛尝层解全狙枪藩女吾尘档阑九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com偶极矩示意图偶极矩示意图 偶极矩是偶极长度和电荷重心带电量的乘积：偶极矩是偶极长度和电荷重心带电量的乘积： 分分子子的的偶偶极极矩矩是是各各键键矩矩的的矢矢量量和和，既既有有数数量量也也有有方方向向，其其方方向向从从正正极极到到负负极极，偶偶极极矩矩方方向向主主要要取取决决于于分分子子的的空空间间构构型型。由由于于电电子子的的电电荷荷等等于于1.610-19C，分分子子中中距距离离的的数数量量级级为为10-10m，所所以以偶偶极极矩矩数数量量级级为为10-30 C m。第九章第九章第四节第四节HI与与HCl？油私近劣窥蛹肮鸵绒倪揣私呀熙蕉馏汝旭翱纹长腋阜敌照滔嚏讽夏陇赣繁九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com二、分子间力二、分子间力 分分子子间间力力又又叫叫范范德德华华力力，是是分分子子之之间间一一种种较较弱弱的的作作用用力力，一一般般比比化化学学键键键键能能小小一一、二二个个数数量量级级。它它的的特特点点是是无无方方向向性性和和无无饱饱和和性性，作作用用力力程程（范范围围）短短，只只有有几几个个 。分分子子间间力力一一般般分分为为取取向向力力、诱诱导导力力和和色色散散力力三三种种类型。类型。 1. 取向力取向力2. 诱导力诱导力3. 色散力色散力 取向力作用示意图取向力作用示意图 诱导力作用示意图诱导力作用示意图 色散力作用示意图色散力作用示意图第九章第九章第四节第四节蘑硕馏幕荧铅甘池陡株涅恶洽曹益队厌滩器拨鄙荣冬攘惑尹乔守绎扇畜廉九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 综综上上所所述述，在在非非极极性性分分子子之之间间只只存存在在色色散散力力；在在极极性性分分子子和和非非极极性性分分子子之之间间存存在在色色散散力力和和诱诱导导力力；在在极极性性分分子子之之间间则则三三种种力力都都存存在在。分分子子间间力力的的分分配配如如下下表。表。分子分子取向力取向力/kJmol-1诱导力诱导力/kJmol-1色散力色散力/kJmol-1总和总和/kJmol-1H2000.170.17Ar008.498.49Xe0017.4117.41CO0.0030.0088.748.75HCl3.301.1016.8221.12HBr1.090.7128.4530.25NH313.301.5514.7329.58H2O36.361.929.0047.28部分分子间力的分配部分分子间力的分配第九章第九章第四节第四节榨秆迢备孵桐秸送厘近页质杯藉惠拱疤诗冤饶眼厢首航蛋皑潘诲抽秘蔷衷九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com4 4、分子间力对物质性质的影响、分子间力对物质性质的影响F2Cl2Br2I2熔点熔点/- -223- -102.4- -7.3113.6沸点沸点/- -187.9- -34.058.0184.5卤素的熔点与沸点卤素的熔点与沸点 对对于于相相同同类类型型的的化化合合物物来来说说，一一般般随随摩摩尔尔质质量量的的增增加加，分分子子体体积积的的增增大大，其其色色散散力力增增加加，则则熔熔、沸沸点点升高，如升高，如HCl、HBr、HI。第九章第九章第四节第四节芍绸幼平袋捣篮嗡樱乾劝稍幅碍趣弦史豹闷勒倾终激碱挨淘惋酝沼戍粕栓九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 对对于于化化学学相相似似的的同同系系物物，如如稀稀有有气气体体、卤卤素素、直直链链烷烷烃烃、直直链链烯烯烃烃等等，分分子子间间力力大大小小主主要要决决定定于于色色散散力力，故故随随摩摩尔尔质质量量的的增增大大，分分子子变变形形性性增增强强，熔熔、沸沸点升高。点升高。 对对于于摩摩尔尔质质量量相相近近而而极极性性不不同同的的分分子子，极极性性分分子子的的熔熔、沸沸点点往往往往比比非非极极性性分分子子高高。这这是是因因为为极极性性分分子子间间除除了了色色散散力力之之外外，还还存存在在取取向向力力和和诱诱导导力力。如如CO与与N2摩摩尔质量相近，但尔质量相近，但CO的熔、沸点高。的熔、沸点高。 第九章第九章第四节第四节顿潜膏滞龋碰辅汞瘸底礁蓄贾耳屯鞍棒裤庐壤捕浙饥吼夹悸滑西戌肄摹铜九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 具具有有离离域域键键的的分分子子，因因电电子子间间的的结结合合力力较较弱弱，分分子子容容易易变变形形，分分子子间间作作用用力力较较大大，物物质质的的熔熔沸沸点点往往往较高，如苯的熔沸点明显高于环己烷。往较高，如苯的熔沸点明显高于环己烷。三、氢键三、氢键 元素氢化物的沸点元素氢化物的沸点第九章第九章第四节第四节奥泳搜涛庆末缉慕痪傻遁阴堤遭机学渺所贷峨叙蜗冗茹拐静狙茁摸斗取份九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com1 1、氢键的形成、氢键的形成 形形成成氢氢键键主主要要有有以以下下两两个个条条件件：要要有有一一个个与与电电负负性性很很高高的的原原子子（如如F、O、N等等）以以共共价价键键结结合合的的氢氢原原子子；靠靠近近氢氢原原子子的的另另一一个个原原子子必必须须电电负负性性很很高高（如（如F、O、N等），并且有孤对电子。等），并且有孤对电子。2 2、氢键的特点、氢键的特点（1）氢氢键键是是一一种种可可存存在在于于分分子子之之间间也也可可存存在在于于分分子子内内部的作用力部的作用力，它比化学键弱很多，但比范德华力稍强。，它比化学键弱很多，但比范德华力稍强。第九章第九章第四节第四节浊刃雷防恶澜夷煌殉洛禽厅芯卢削冯涩谋搏晦浚靶脆墨题壳磐崩蛙霜处欧九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 氢氢键键的的强强弱弱与与X、Y的的电电负负性性及及半半径径大大小小有有密密切切关关系系，一一般般X、Y电电负负性性越越大大、半半径径越越小小，氢氢键键越越强强。FHF氢氢键键最最强强，OHO次次之之，其其余余由由强强到到弱弱的的顺序为顺序为NHF、NHO、NHN等。等。（2）氢氢键键有有饱饱和和性性和和方方向向性性。氢氢键键的的方方向向性性是是指指氢氢键键中中X、H、Y三三个个原原子子尽尽量量在在一一条条直直线线上上，键键角角接接近近180，但但分分子子内内氢氢键键例例外外。氢氢键键的的饱饱和和性性是是指指每每一一个个X-H一一般般只只能能与与一一个个Y原原子子形形成成氢氢键键，即即氢氢键键中中氢氢配配位位数数一般为一般为2。第九章第九章第四节第四节僳淑要梨屿局却耶辛咯砰贡巢律莱啪藐型扮痕晦逆赐萄卧魂仕迢肯枢升尖九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com3 3、氢键的类型、氢键的类型氢键可分为氢键可分为分子间氢键分子间氢键和和分子内氢键分子内氢键两类。两类。第九章第九章第四节第四节氦筹科郸抽畜盒操蛮鼠澡剩出骋匙谆巾篓眶得蓝唆深鼠璃搞忌闲喀瓮毁盅九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 邻邻位位有有合合适适取取代代基基的的芳芳香香族族化化合合物物，如如邻邻硝硝基基苯苯酚酚、邻邻苯苯二二酚酚、邻邻羟羟基基苯苯甲甲醛醛等等通通常常形形成成分分子子内内氢氢键键。但但是是取取代代基基处处于于间间位位或或对对位位的的芳芳香香族族化化合合物物，不不能能形形成分子内氢键，而只可能形成分子间氢键。成分子内氢键，而只可能形成分子间氢键。（a）邻位硝基苯酚的分子内氢键）邻位硝基苯酚的分子内氢键 (b) 邻苯二酚中的分子内氢键邻苯二酚中的分子内氢键邻位硝基苯酚和邻苯二酚的分子内氢键邻位硝基苯酚和邻苯二酚的分子内氢键第九章第九章第四节第四节弦派秉钢薪锣查扛旱尝净昨丙丝颠岔罕倡欢烟逸寓肢邻恃辅您堆袍困呼廉九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（1）对物质熔沸点的影响）对物质熔沸点的影响 HF、H2O和和NH3的的熔熔点点和和沸沸点点比比同同族族元元素素氢氢化化物物偏高。偏高。 分分子子内内氢氢键键的的形形成成，常常使使其其熔熔沸沸点点低低于于同同类类化化合合物物。如如邻邻硝硝基基苯苯酚酚的的沸沸点点是是45，而而间间位位、对对位位硝硝基基苯酚分别为苯酚分别为96和和114。4 4、氢键对物质性质的影响、氢键对物质性质的影响第九章第九章第四节第四节罐吏驶郑寇躲葵征浓售笼冀弊凄虚符歌暇嗽张撇唆鲜地送挪诡烁将药袒岗九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com（2）对蛋白质构型的影响）对蛋白质构型的影响 蛋蛋白白质质分分子子是是许许多多氨氨基基酸酸以以肽肽键键（ ）缩缩合合而而成成，这这些些长长链链分分子子之之间间又又是是靠靠羰羰基基上上的的氧氧和和氨氨基基上上的的氢氢以以氢氢键键（C=OH-N）彼彼此此在在折折叠叠平平面面上上相相连连接接；蛋蛋白白质质分分子子本本身身又又可可成成螺螺旋旋形形排排列列，螺螺旋旋各各圈圈之之间间也也因因存存在在上上述述氢氢键键而而增增强强了了结结构构的的稳稳定定性性；此此外外，更更复复杂杂的的DNA双双螺螺旋旋结结构构也也是是靠靠大大量量氢氢键键相相连连而而稳稳定定存存在在的的。没没有有氢氢键键的的存存在在，也也就就没没有有这这些些特特殊殊而而又又稳稳定定的的大大分分子子结结构构，也也正正是是这这些些大大分分子子支支撑撑了了生生物物机机体体，担担负负着着贮存营养、传递信息等一切生物功能。贮存营养、传递信息等一切生物功能。第九章第九章第四节第四节脸内粉裹倒哺蝗淖咙卓哈湍灿肿笋撕砖临昭昆拐颤问著然涉获臼卢戚兽换九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com蛋白质多肽折叠结构式蛋白质多肽折叠结构式 蛋白质蛋白质螺旋结构式螺旋结构式 DNA双螺旋结构式双螺旋结构式蛋白质分子中的氢键蛋白质分子中的氢键第九章第九章第四节第四节顷撼嘱渗迄脆甄熔扦智根赚烃淀骤孔洪奎疯肘摄读外娩镍槽梭草檄命物朱九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com （3） 对物质溶解度的影响对物质溶解度的影响 如如果果溶溶质质分分子子与与溶溶剂剂水水分分子子之之间间可可形形成成氢氢键键，则则溶质的溶解度增大。溶质的溶解度增大。 如如果果溶溶质质分分子子形形成成内内氢氢键键，则则在在极极性性溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度减减小小，而而在在非非极极性性溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度增增大大。例例如如，在在20时时，邻邻位位和和对对位位硝硝基基苯苯酚酚在在水水中中的的溶溶解解度度之之比比为为0.39 1，而在苯中的溶解度之比为，而在苯中的溶解度之比为1.93 1。（4）对物质酸性的影响）对物质酸性的影响第九章第九章第四节第四节叛勘据令郴涎宪竣萌激碎云嚏伐糊造吐卸伎抉酶徘从野吞寐镊撮取沦缕篇九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 分分子子内内形形成成氢氢键键，常常使使酸酸性性增增强强，原原因因是是分分子子内内氢氢键键的的形形成成促促进进了了氢氢的的解解离离。如如苯苯甲甲酸酸 为为6.210-12，而而邻邻羟羟基基苯苯甲甲酸酸的的 为为9.910-11，2，6-二二羟羟基基苯苯甲甲酸酸可可在分子内形成两个内氢键，其在分子内形成两个内氢键，其 为为510-9。 (5) 对粘度的影响对粘度的影响 分分子子间间存存在在氢氢键键的的液液体体，一一般般粘粘度度较较大大，氢氢键键越越多多，黏黏度度也也越越大大。如如丙丙三三醇醇、浓浓硫硫酸酸、磷磷酸酸等等多多羟羟基基化化合合物物，由由于于分分子子间间可可形形成成众众多多的的氢氢键键，因因此此，表表现现为黏稠状液体。为黏稠状液体。第九章第九章第四节第四节军稳询瘫菜扑瓜槐英检闹活工燃诣卡耸铂嗡阶谓姬具努碳趟崇请塌峨迫技九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com第五节第五节 晶体结构晶体结构* * 晶体晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体。晶体的这种周期性排列期性地重复排列构成的固体。晶体的这种周期性排列的基本结构特征使它具有以下的基本结构特征使它具有以下共同的性质共同的性质： (1) 晶体具有规则的多面体几何外形。晶体具有规则的多面体几何外形。 (2) 晶体呈现各向异性。晶体呈现各向异性。 (3) 晶体具有固定的熔点。晶体具有固定的熔点。第九章第九章参坞帘朗虽渤捍伦奈侵冰柞压李挥崩住膀枣擞踊文似南秘户宴韩撵毡妥懂九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 晶晶格格是是一一种种几几何何概概念念，将将许许多多点点等等距距离离排排成成一一行行，再再将将行行等等距距离离平平行行排排列列。将将这这些些点点连连接接起起来来得得到到平平面面格格子子。将将此此二二维维体体系系扩扩展展到到三三维维空空间间，得得到到的的是是空空间间格格子子就就是是晶晶格格。组组成成晶晶体体的的微微粒粒（离离子子、分分子子、原原子子）在在晶晶体体内内形形成成有有规规则则的的三三维维排排列列，称称为为晶晶体体（或或称称为为点点阵阵）；晶晶格格中中质质点点占占据据的的位位置置称称为为结结点点，晶晶体体中中最最小的重复单位称为小的重复单位称为晶胞晶胞；晶胞不断重复就构成；晶胞不断重复就构成晶格晶格。 晶晶体体分分为为离离子子晶晶体体、分分子子晶晶体体、原原子子晶晶体体和和金金属属晶体晶体四大类。四大类。第九章第九章第五节第五节虽腹焚疏啸髓顿菏网结果姆王精闲辖窜它饭霍找宏蚕睁判另刮愉庚慕拐旨九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com一、离子晶体一、离子晶体半径比半径比r+/r-配位数配位数配位体构型配位体构型晶体构型晶体构型0.1553正三角形正三角形- -0.225- -0.4144正四面体正四面体ZnS型型0.414- -0.7326正八面体正八面体NaCl型型0.732- -1.008正方体正方体CsCl型型1.0012- -最密堆积最密堆积AB型晶体离子半径与晶体构型的关系型晶体离子半径与晶体构型的关系 CsCl、NaCl、ZnS是是AB型型晶晶体体中中常常见见的的三三种种类类型型，其晶体在空间的排布形式分别如图：其晶体在空间的排布形式分别如图： 第九章第九章耗视曰何商武隋豆炙萍昌曹忘纬威拭泣尼亚昂国蛾桶蔽泄介班够迹哮摩娃九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com(a) CsCl型型 (b) NaCl型型 (c) ZnS型型离子晶体结构示意图离子晶体结构示意图第九章第九章第五节第五节信跺竿涝录铂谢灾栈肯审倔头宽颧伪秆拙敖焕鸯间色陇吹椎史镑被做促漳九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com二、原子晶体二、原子晶体 原原子子晶晶体体是是靠靠共共价价键键力力结结合合起起来来的的晶晶体体，或或者者说说晶晶体体的的晶晶格格结结点点上上排排列列的的微微粒粒是是中中性性原原子子，原原子子与与原原子子间间以以牢牢固固的的共共价价键键相相互互结结合合而而构构成成的的晶晶体体。常常见见的的原原子子晶晶体体有有金金刚刚石石、SiO2、单单质质硅硅、单单质质锗锗、SiC、A1N、B4C、GaAs等。等。金刚石原子晶体示意图金刚石原子晶体示意图第九章第九章朋蛹贾戚抓署妻狠瘟膛骋凝磨煎伎狗淫风覆驮柿观前灸崩疯釉弧况胃吼监九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com 在在原原子子晶晶体体中中不不存存在在独独立立的的简简单单分分子子，整整个个晶晶体体构构成成一一个个巨巨大大的的分分子子。例例如如在在金金刚刚石石晶晶体体中中，晶晶格格结结点上都是碳原子，每个碳原子以点上都是碳原子，每个碳原子以sp3杂化轨道结合。杂化轨道结合。三、分子晶体三、分子晶体 分分子子晶晶体体是是由由极极性性分分子子或或非非极极性性分分子子通通过过分分子子间间作用力或氢键聚集在一起形成的晶体。作用力或氢键聚集在一起形成的晶体。 如固态的如固态的X2、CO2（干冰）、（干冰）、H2O（冰）等。图为（冰）等。图为CO2分子晶分子晶体示意图。体示意图。第九章第九章第五节第五节星众孪霖券玩惑苛所她低娇时拷劳豁敝斜风杂载电性滔娜瓶独帕厕旨喘翻九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com四、金属晶体四、金属晶体五、各类晶体的结构与性质比较五、各类晶体的结构与性质比较晶体类型晶体类型组成粒子组成粒子粒子作用力粒子作用力物理性质物理性质实例实例熔沸点熔沸点硬度硬度熔融导电性熔融导电性离子晶体离子晶体离子离子离子键离子键高高大大好好NaCl、MgO、BaO原子晶体原子晶体原子原子共价键共价键高高大大差差金刚石、金刚石、SiC分子晶体分子晶体极性分子极性分子分子间力分子间力（氢键）（氢键）低低小小差差HF、NH3、H2O非极性分子非极性分子更低，易升华更低，易升华小小差差H2、O2、CO2金属晶体金属晶体原子、离子原子、离子金属键金属键高或低高或低大或小大或小好好Cr、K、Fe、W 各种类型晶体的内部结构和特性各种类型晶体的内部结构和特性第九章第九章第五节第五节银啼驳而悲苍截墨麦淆喳殊碧从馅狸愧芋选澜很箕糊巴雕迅境铬海粟篡等九章节分子结构九章节分子结构www.themegallery.com