第八章分子结构
MolecularStructure
第一节价键理论
第二节杂化轨道理论
第三节价层电子对互斥理论第四节分子轨道理论
第五节分子间作用力
章节内容
1、掌握共价键理论(价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论)基本要点，并会处理一些分子结构的简单问题。
2、学会用VSEPR理论判断共价分子构型。
3、掌握分子间作用力和氢键的概念及其对化合物性质的影响。
基本要求
化学键：分子内相邻两原子间或晶体中相邻离子间
强烈的相互作用力。
人类发现和合成的化合物90%以上都是以共价
键相结合的。
3lonicradius
离子键
正、负离子间通过静电引力形成
2Covalentradius
共价键
通过共用电子对形成
1Metallicradius
金属键
通过共用能流动的自由电子形成
第一节价键理论
一、价键理论(VB法)
经典共价键理论：1916年由G.N.Lewis(美国)提出。
理论要点：共价键是由成键原子双方提供电子组成共用电子对所形成的，形成共价键后，提供电子的原子一般都达到惰性气体原子的稳定构型，因而变得稳定。
贡献：初步揭示了共价键与离子键的区别。
不足：1、两个带负电荷的电子为什么不相互排斥反而相互配对趋于稳定?
2、一些共价分子的中心原子最外层电子数虽少于8
或多于8(如BF?、PCl?),但仍相当稳定。
第一节价键理论
一、价键理论(VB法)
现代价键理论的提出
1927年德国化学家Heitler和London应用量子力学处理氢分子结构：共价键的形成是两个成键原子的原子轨道相互重叠的结果。
其后由美国化学家Pauling和Slater将量子力学对氢分子研究结果推广到其他共价分子，进一步形成了现代价键理论。
现代价键理论认为，原子形成分子时，充满电子的内层
轨道没有贡献，不予以考虑。只考虑未充满电子的外层轨道(称为价层)形成共价键。
基态：两个氢原子的单电子自旋方向相反时，两个1s轨道才能有效重叠，形成共价键。
排斥态：电子自旋方向相同的两个氢原子相互接近时，两核间排斥能增大，两原子不能成键。
第一节价键理论
一、价键理论(VB法)
氢原子形成氢分子成键图
基态排斥态
(成键状态)(非成键状态)
氢分子的两种可能状态
两个氢原子接近时能量变化曲线
第一节价键理论
一、价键理论(VB法)
现代价键理论的基本要点：
①带有自旋方向相反的单电子的两原子轨道重叠后，可形成稳定的共价键。
共价键形成的先决条件
②形成共价键的数目取决于原子中未成对电子的数目。 共价键的饱和性
③原子轨道重叠时，波函数同号相加(加强),异号相减(减弱)。
共价键形成的有效性
④成键电子的原子轨道重叠愈多，成键能力越强，所形成的共价键就愈牢固。
原子轨道最大重叠原理 共价键的方向性
第一节价键理论
一、价键理论(VB法)
共价键的方向性：s-s轨道重叠具有方向性吗?
X
(b)
(d)
X
(a)
(c)
(1)成键原子
轨道必须匹配；
(2)必须按一定空间取向成键。
1s和3px轨道(角度分布)的重叠方式示意图
第一节价键理论
一、价键理论(VB法)
共价键的饱和性(电子配对)
原子在形成分子时，两原子自旋相反的单电子配对之后，不能再与第三个原子的单电子配对成键。
一个原子有多少个未成对单电子，就只能配对形成多少个共价键。
N原子能配对形成多少个共价单键?
3个
第一节价键理论
二、共价键的类型
1、σ键和n键(轨道重叠方式不同)
(1)σ键
定义
两个原子轨道沿键轴(核间连线)方向以“头碰头”方式进行重叠，所形成的共价键称为σ键。
特点
a、轨道重叠部分沿键轴呈圆柱形对称；
b、可绕键轴自由旋转；
c、比较稳定；P-s
S-S
d、成键方式多样；
e、共价单键都是σ键。
二、共价键的类型
1、σ键和n键(轨道重叠方式不同)
(1)σ键
第一节价键理论
二、共价键的类型
1、σ键和n键(轨道重叠方式不同)
(2)n键
定义
两个原子轨道沿键轴方向以“肩并肩”方式进行重叠，所形成的共价键称为n键。
特点
a、轨道重叠部分对镜面呈反对称；
b、不可绕键轴旋转；
c、不如σ键稳定；
d、成键方式单一；
e、只能与σ键共存。
第一节价键理论
Pz-P?
二、共价键的类型
1、σ键和n键(轨道重叠方式不同)
(2)n键
第一节价键理论
第一节价键理论
二、共价键的类型
1、σ键和n键(轨道重叠方式不同)
例：N原子的外层价电子构型为：2s