第九章-共价键和分子间作用力

1、2021/3/23 1 化学键化学键(chemical bond):分子或晶体分子或晶体 中相邻原子或离子间的中相邻原子或离子间的强烈作用力强烈作用力。 化学键化学键 共价键共价键 离子键离子键 金属键金属键 第第9章章 共价键和分子间作用力共价键和分子间作用力 (covalent bond and intermolecular force) 2021/3/23 2 内内 容容 提提 要要 第一节第一节 共价键理论共价键理论 1) 现代价键理论现代价键理论 2) 共价键的类型共价键的类型 3) 键参数键参数 4) 杂化轨道理论杂化轨道理论 5）价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 6）分子轨道

2、理论）分子轨道理论 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 1)分子的极性分子的极性 2)van der Waals力力 3)氢键氢键 2021/3/23 3 教学基本要求教学基本要求 1. 掌握掌握 键、键、键的特征键的特征;spn杂化类型、特杂化类型、特 征征;判断分子的极性、分子间力类型。判断分子的极性、分子间力类型。 2. 熟悉熟悉等性、不等性杂化概念等性、不等性杂化概念;用价层电子对用价层电子对 互斥理论互斥理论预测分子空间构型预测分子空间构型;氢键氢键的形成条的形成条 件、特征、应用。件、特征、应用。 3. 了解了解 键参数键参数;价键理论、杂化轨道理论基价键理论、杂化轨道理论

3、基 本要点。本要点。 2021/3/23 4 H-H H-Cl Cl-Cl 两个带相同电荷的电子理应排斥两个带相同电荷的电子理应排斥,为为 什么能相互配对什么能相互配对? 8电子电子 PCl5? 经典价键理论（经典价键理论（1916年美国化学家年美国化学家Lewis) 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 2021/3/23 5 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 两氢原子靠近两氢原子靠近, ,原子轨道重叠原子轨道重叠, ,核间电核间电 子云密度增大子云密度增大, ,系统能量降低系统能量降低, ,核间距核间距 达达74 pm时形成稳定共价键。时形成稳定共价键。 一、氢分子的形成一、氢分子

4、的形成 1927年年 Heitler 和和 London 用量用量 子力学研究氢分子的形成子力学研究氢分子的形成,解释共价键解释共价键 的本质。的本质。 1m=103mm=106um=109nm=1012 pm 两原子靠近就可成键吗两原子靠近就可成键吗? 2021/3/23 6 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 两个氢原子的两个氢原子的电子自旋相反电子自旋相反,轨道才能轨道才能 重叠成键重叠成键,称为氢分子的称为氢分子的基态基态(ground state)。电子自旋方向相同时。电子自旋方向相同时,轨道重叠部轨道重叠部 分的波函数分的波函数值相减值相减,互相抵消互相抵消,核间电子核间电子

5、的概率密度几乎为零的概率密度几乎为零,称为氢分子的排斥称为氢分子的排斥 态态(repulsion state)。 2021/3/23 7 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 2021/3/23 8 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 3. 原子轨道重叠愈多原子轨道重叠愈多,核间电子云愈密集核间电子云愈密集,共价键愈牢共价键愈牢 固固,称为原子轨道称为原子轨道最大重叠原理最大重叠原理。因此原子轨道将。因此原子轨道将 沿最大程度方向重叠沿最大程度方向重叠,决定了共价键的决定了共价键的方向性方向性。 二二现代价键理论（现代价键理论（valence bond theory, VB法法 ）要）要

6、 点点 1.两个原子两个原子自旋相反自旋相反的单电子配对的单电子配对,原子轨道重叠原子轨道重叠, 核间电子云密度增大核间电子云密度增大,系统能量降低系统能量降低,形成稳定形成稳定 的共价键。的共价键。 2. 原子中单电子才能配对。所以每个原子形成原子中单电子才能配对。所以每个原子形成 共价键的数目等于单电子数目共价键的数目等于单电子数目。这就是共价键。这就是共价键 的的饱和性饱和性（HCl, H2O, NH3)。 2021/3/23 9 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 HCl分子形成时分子形成时,s轨道和轨道和p轨道重叠方向轨道重叠方向 + -+ + - + + + - 2021/3/

7、23 10 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 三三共价键的类型共价键的类型 键键 按成键按成键重叠方式重叠方式: : 键键 正常共价键正常共价键 按按电子对来源电子对来源: : 配位共价键配位共价键 2021/3/23 11 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 1）键键:原子轨道沿键轴（成键核间连线原子轨道沿键轴（成键核间连线,设设 为为x轴）以轴）以“头碰头头碰头” 方式进行重叠方式进行重叠,重叠重叠 部分沿键轴呈圆柱形对称分布部分沿键轴呈圆柱形对称分布,形成形成共价共价 键。如键。如s-s、s-px 和和px-px 轨道重叠。轨道重叠。 1.键和键和键键 2021/3/23 12

8、 键重叠过程键重叠过程 2021/3/23 13 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 2）键键:互相平行的互相平行的py或或pz轨道则以轨道则以“肩并肩肩并肩” 方式进行重叠方式进行重叠,重叠部分垂直于键轴并呈镜重叠部分垂直于键轴并呈镜 面反对称。面反对称。 2021/3/23 14 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 例例:N2 N2分子形成示意图分子形成示意图 2021/3/23 15 N2形成过程形成过程 2021/3/23 16 键和键和键特点比较键特点比较 键型键型重叠重叠 轨道轨道 重叠重叠 方式方式 特点特点存在存在 状况状况 稳定性稳定性化学化学 活泼性活泼性 键键s-

9、s s-px px-px 头碰头头碰头重叠部分重叠部分 沿键轴呈沿键轴呈 圆柱对称圆柱对称 可单独可单独 存在存在 不易断不易断差差 键键py-py pz-pz 肩并肩肩并肩重叠部分重叠部分 垂直于键垂直于键 轴且镜面轴且镜面 反对称反对称 只能与只能与 键共键共 存存 易断易断强强 d-p 键键,重金属原子间重金属原子间d轨道面对面轨道面对面键键,四重四重 2021/3/23 17 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论 如果共价键是由成键两原子如果共价键是由成键两原子各提供各提供1个电子个电子配配 对成键的对成键的,称为称为正常正常共价键。共价键。 如果共价键的形成是由成键两原子中的一个原

10、如果共价键的形成是由成键两原子中的一个原 子子单独提供电子对单独提供电子对进入另一个原子的进入另一个原子的空轨道空轨道共共 用而成键用而成键,这种共价键称为这种共价键称为配位共价键。配位共价键。简称简称 配位键配位键（coordination bond）。如）。如CO 2. 正常共价键和配位共价键正常共价键和配位共价键 2021/3/23 18 第一节 现代价键理论 例例: CO CO 22 22ps 42 22ps C O 配位键用配位键用“” 表示表示,箭头从提供电箭头从提供电 子对的原子指向接受电子对的原子。子对的原子指向接受电子对的原子。 2021/3/23 19 第一节 现代价键理论

11、 表征化学键性质的物理量称为键参数表征化学键性质的物理量称为键参数 共价键的键参数主要有共价键的键参数主要有键能、键长、键角键能、键长、键角及及键的极性键的极性。 从能量因素来衡量共价键强度的物理量从能量因素来衡量共价键强度的物理量 一般一般键能越大键能越大,键越牢固键越牢固。 四、键参数四、键参数（bond parameter） 1. 键能键能（bond energy） 2021/3/23 20 第一节 现代价键理论 分子中两成键原子的核间平衡距离。分子中两成键原子的核间平衡距离。 键长愈短键长愈短,键愈牢固键愈牢固 相同两原子形成的键长相同两原子形成的键长C C: 单键键长单键键长 双键键

12、长双键键长 叁键键长。叁键键长。 例例: CC键长为键长为154 pm; CC键长为键长为134 pm;CC键长为键长为120 pm 2. 键长键长（bond length） 2021/3/23 21 第一节 现代价键理论 分子中分子中同一原子同一原子形成的两个化学键间的夹角形成的两个化学键间的夹角 它是反映分子空间构型的一个重要参数。如它是反映分子空间构型的一个重要参数。如 H2O分子中的键角为分子中的键角为104o45,分子为分子为V形结形结 构构;CO2分子中的键角为分子中的键角为180o,分子为直线形结分子为直线形结 构。构。 一般而言一般而言,根据分子中的键角和键长可确定分根据分子中

13、的键角和键长可确定分 子的空间构型子的空间构型。 3. 键角键角（bond angle） 2021/3/23 22 第一节 现代价键理论 当成键原子的当成键原子的电负性相同电负性相同,原子核正电荷形成原子核正电荷形成 的正电荷重心和核间电子云的负电荷重心重合的正电荷重心和核间电子云的负电荷重心重合, 形成形成非极性非极性共价键（共价键（nonpolar covalent bond）。）。 当成键原子的当成键原子的电负性不同电负性不同,核间电子云偏向电核间电子云偏向电 负性较大原子的一端负性较大原子的一端,使之带部分负电荷使之带部分负电荷,而电而电 负性较小原子的一端带部分正电荷负性较小原子的一

14、端带部分正电荷,正电荷重正电荷重 心与负电荷重心不重合心与负电荷重心不重合,形成形成极性极性共价键共价键 （polar covalent bond）。）。 4. 键的极性键的极性（polarity of covalent bond） 由成键原子的由成键原子的电负性不同电负性不同引起引起 2021/3/23 23 第一节 现代价键理论 键型与成键原子电负性差值的关系键型与成键原子电负性差值的关系 物物 质质NaClHFHClHBrHICl2 电负性电负性 差值差值 2.11.90.90.70.40 型键型键离子键离子键极极 性性 共共 价价 键键 非极性非极性 共价键共价键 一般一般,XA-XB

15、2.0,离子键离子键;2.0,共价键。共价键。 但有例外但有例外,如如BF3,差值差值2.0,不是离子键不是离子键; CaS,差值差值1.5,却是离子键。却是离子键。 2021/3/23 24 CH4空间构型空间构型: 正四面体正四面体 CH4: 如何解释如何解释? 共价键理论优缺点共价键理论优缺点 可解释方向性和饱和性可解释方向性和饱和性, 但无法解释多原子分子但无法解释多原子分子空间构型空间构型 2021/3/23 25 五、五、 杂化轨道理论杂化轨道理论 3. 杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布,使相互使相互 间的间的排斥能最小排斥能最小,故形成的键

16、较稳定。不同类型的故形成的键较稳定。不同类型的 杂化轨道之间的夹角不同杂化轨道之间的夹角不同,成键后所形成的分子就成键后所形成的分子就 具有不同的空间构型。具有不同的空间构型。 （一）（一）杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点 1.成键过程中成键过程中,同一原子同一原子中几个中几个能量相近能量相近类型不同的类型不同的 原子轨道线性组合原子轨道线性组合,重新分配重新分配 能量和空间方向能量和空间方向,组成组成 等数目的杂化轨道（等数目的杂化轨道（hybrid orbital）。）。 2. 杂化轨道的角度波函数在某方向的值比杂化前大杂化轨道的角度波函数在某方向的值比杂化前大 得多得多,更有利于原子

17、轨道间最大程度地重叠更有利于原子轨道间最大程度地重叠,因而因而杂杂 化轨道比原来轨道的成键能力强化轨道比原来轨道的成键能力强。 2021/3/23 26 杂化轨道理论杂化轨道理论 （二）杂化轨道类型及实例分析（二）杂化轨道类型及实例分析 1.spn型和型和spd型杂化型杂化 1个个s 轨道和轨道和n 个个p 轨道杂化形成（轨道杂化形成（n+1）个）个spn杂化轨道杂化轨道 1个个s 轨道和轨道和1个个p 轨道杂化形成轨道杂化形成2个个sp杂化轨道杂化轨道 1个个s 轨道和轨道和2个个p 轨道杂化形成轨道杂化形成3个个sp2杂化轨杂化轨 道道 1个个s 轨道和轨道和3个个p 轨道杂化形成轨道杂化

18、形成4个个sp3杂化轨杂化轨 道道 2021/3/23 27 杂化轨道理论杂化轨道理论 sp杂化杂化 2021/3/23 28 spsp杂化杂化: : BeCl2 : Be: BeClCl 2s 2p 激发激发 2s 2p sp杂化杂化 sp 2p 2021/3/23 29 杂化轨道理论杂化轨道理论 AB2 molecules: BeCl2 Be: 2s2 2021/3/23 30 B: sp2杂化杂化: BF3 : 激发激发 B F FF 2s 2p sp2杂化杂化 2s 2p sp2 2p 2021/3/23 31 CH4的形成的形成 激发激发 sp3杂化杂化 sp3 2s 2s 2p2p

19、 C: CH4的形成的形成 spsp3 3杂化杂化 2021/3/23 32 杂化轨道理论杂化轨道理论 2021/3/23 33 键和键和键特点比较键特点比较 键型键型重叠方式重叠方式 重叠轨道重叠轨道 存在状况存在状况 键键 头碰头头碰头s-s s-px px-px 可单独存在可单独存在 键键 肩并肩肩并肩 py-py pz-pz 只能与只能与键共存键共存 2021/3/23 34 spn型型的三种杂化小结的三种杂化小结 spn型型的三种杂化的三种杂化 杂化类型杂化类型spsp2sp3 参与杂化的参与杂化的 原子轨道原子轨道 杂化轨道数杂化轨道数 杂化轨道间杂化轨道间 夹角夹角 空间构型空间

20、构型 实实 例例 1个个s + 1个个p 1个个s + 2个个p 1个个s + 3 个个p 2个个sp杂化轨道杂化轨道 3个个sp2杂化轨道杂化轨道 4个个sp3杂化轨道杂化轨道 180o 120o 109o 28 直直 线线 BeCl2,C2H2 正三角形正三角形正四面体正四面体 BF3, C2H4 CH4,CCl4 2021/3/23 35 用杂化轨道理论解释用杂化轨道理论解释C2H4、 C2H2的成键过的成键过 程程?(或标出键型）或标出键型） 乙烯乙烯 乙炔直线型乙炔直线型 CC H HH H CCHH ssp2 22 spsp spsp ssp py-py 键键 pz-pz 键键 2

21、021/3/23 36 杂化轨道理论杂化轨道理论 spd型杂化型杂化 杂化类型杂化类型dsp2 sp3dd2sp3 或或sp3d2 杂化轨道数杂化轨道数456 空间构型空间构型平面四方形平面四方形三角双锥三角双锥正八面体正八面体 实实 例例Ni(CN)42-PCl5 Fe(CN)63- , Co(NH3)62+ 下章下章“配位化合物配位化合物”讲讲 2021/3/23 37 NH3 : N: 不等性杂化不等性杂化: : 产生不完全等同轨道的杂化产生不完全等同轨道的杂化. . N H H H HNH=107 2s 2p sp3杂化杂化 sp3 如何解释如何解释NH3 空间构型空间构型三角锥形三角

22、锥形? 2021/3/23 38 2.等性杂化和不等性杂化等性杂化和不等性杂化 NH3 H2O 2021/3/23 39 NH3 和和H2O的空间构型的空间构型 2021/3/23 40 杂化轨道理论杂化轨道理论 等性杂化等性杂化 不等性杂化不等性杂化: sp3杂化为例杂化为例 杂化杂化 轨道轨道 spsp2sp3 s成分成分1/21/31/4 p成分成分1/22/33/4 电子对电子对 类型类型 孤电子孤电子 对对 成键成键 电子对电子对 s成分成分1/41/4 p成分成分3/4 2021/3/23 41 注注 意意 完全由一组具有未成对电子的原子轨道或空轨完全由一组具有未成对电子的原子轨道

23、或空轨 道参与的杂化为道参与的杂化为等性杂化等性杂化。 有孤对电子参与的杂化为有孤对电子参与的杂化为不等性杂化不等性杂化。 例如例如,CHCl3 ,C 采取的杂化方式是采取的杂化方式是 sp3 等性杂化等性杂化, 但但 因分子中三个因分子中三个C-Cl 键与键与 C-H 键并不等同键并不等同,所以为变所以为变 形四面体形四面体,而不是正四面体。而不是正四面体。 注意注意:等性杂化并不表示形成的共价键等同等性杂化并不表示形成的共价键等同。 2021/3/23 42 注 意 杂化轨道理论只能杂化轨道理论只能解释说明解释说明 “实验事实实验事实”! 解释说明解释说明 可否可否预测预测呢呢? 2021

24、/3/23 43 六、六、 价层电子价层电子对互斥理论对互斥理论 (ABn) (valence shell electron pair repulsion theory) （一）中心原子和配位原子（一）中心原子和配位原子 BeCl2 BF3 CH4 NF3 H2O （二）用价层电子对互斥理论（二）用价层电子对互斥理论（VSEPR）判断主族）判断主族 元素元素ABn型分子或离子的空间构型型分子或离子的空间构型 1. 确定中心原子价层电子对数确定中心原子价层电子对数 中心原子的中心原子的价层电子数价层电子数和和配体所提供的共用电子配体所提供的共用电子 数数的总和除以的总和除以2 价层电子对数价层电

25、子对数 2 1 ( (中心原子的价电子数中心原子的价电子数 + + 配体提供的共用电子数配体提供的共用电子数) ) 2021/3/23 44 价层电子价层电子对互斥理论对互斥理论 (ABn) 作为中心原子作为中心原子,卤素原子按提供卤素原子按提供7个电子计算个电子计算,氧族元素的原氧族元素的原 子按提供子按提供6个电子计算个电子计算,即即提供的电子数等于其族数提供的电子数等于其族数; 双键、叁键等多重键作为双键、叁键等多重键作为1对电子看待对电子看待 。 计算电子对数时计算电子对数时,若剩余若剩余1个电子个电子,亦当作亦当作 1对电子处理对电子处理; 对于复杂离子对于复杂离子,还应加上负离子电

26、荷数或减去正离子电荷数还应加上负离子电荷数或减去正离子电荷数; 作为配体作为配体,每个卤素原子和每个卤素原子和H原子提供原子提供1个电子个电子,氧族元素的氧族元素的 原子不提供电子原子不提供电子; 规定规定: 2021/3/23 45 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 2.确定中心原子确定中心原子价层电子对价层电子对的理想空间构型的理想空间构型-排斥排斥 力最小力最小 2021/3/23 46 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 3.确定确定分子或离子分子或离子的空间构型的空间构型 中心原子中心原子 电子对数电子对数 价层电子对价层电子对 构型构型 分子分子 类型类型 成键电成键电 子对

27、数子对数 孤电子孤电子 对数对数 分子构型分子构型实实 例例 2直线直线AB220直线直线HgCl2,CO2 3正三角形正三角形 AB330正三角形正三角形BF3,NO3- AB221V形形PbCl2,SO2 4正四面体正四面体 AB4 40正四面体正四面体SiF4 ,SO42- AB331三角锥三角锥NH3,H3O+ AB222V形形H2O,H2S 2021/3/23 47 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 中心原子中心原子 电子对数电子对数 价层电子对价层电子对 构型构型 分子分子 类型类型 成键电成键电 子对数子对数 孤电子孤电子 对数对数 分子构型分子构型实实 例例 5三角双锥三角

28、双锥 AB550三角双锥三角双锥PCl5,PF5 AB441变形四面体变形四面体SF4,TeCl4 AB332T形形ClF3 AB223直线直线I3-,XeF2 6正八面体正八面体 AB660正八面体正八面体SF6,AlF63- AB551四方锥四方锥 BrF5 ,SbF52 - AB442平面正方形平面正方形 ICl4-,XeF4 2021/3/23 48 价层电子对互斥理论的应用实例价层电子对互斥理论的应用实例 CH4 的空间构型的空间构型 PCl5 的空间构型的空间构型 H3O+ SO42- 利用价层电子对互斥理论利用价层电子对互斥理论,可以预测大多可以预测大多 数数主族元素主族元素的原

29、子所形成的的原子所形成的共价化合物共价化合物分子分子 或离子的空间构型。或离子的空间构型。 NH3NH4+ 2021/3/23 49 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 (intermolecular force) 一、分子的极性与分子的极化一、分子的极性与分子的极化 分子的极性分子的极性键的极性键的极性 分类分类 1、极性分子、极性分子 2、非极性分子、非极性分子 1、极性共价键、极性共价键 2、非极性共价键、非极性共价键 判断判断电偶极矩电偶极矩电负性差电负性差 联系联系 双原子分子两者统一双原子分子两者统一(H2、HCl) 多原子分子两者多原子分子两者不一定不一定统一（与分子空间

30、构型有关统一（与分子空间构型有关 CO2 与与NO2、BF3与与NF3） 1分子的极性与键的极性分子的极性与键的极性 2021/3/23 50 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 2电偶极矩电偶极矩 q d 电偶极矩为零的分子是非极性分子电偶极矩为零的分子是非极性分子,电偶极电偶极 矩愈大表示分子的极性愈强。矩愈大表示分子的极性愈强。 2021/3/23 51 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 3 3分子的极化分子的极化 2021/3/23 52 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 二、二、van der Waals力力 1.取向力取向力 orientation fo

31、rce 极性分子相互作用极性分子相互作用 2021/3/23 53 极性分子和极性分子也可相互诱导极性分子和极性分子也可相互诱导 2.诱导力诱导力 induction force 极性分子和非极性分子相互作用极性分子和非极性分子相互作用 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 2021/3/23 54 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 色散力是由色散力是由瞬间偶极瞬间偶极产生的。产生的。 3.色散力色散力 dispersion force 在研究极性分子之间的作用力时在研究极性分子之间的作用力时,由取向力和诱由取向力和诱 导力计算得到的分子间作用能总和要比实验小得多导力计算得到的

32、分子间作用能总和要比实验小得多, 即使像即使像Cl2 、 、O2等典型的非极性分子也能液化 等典型的非极性分子也能液化,说明说明 无论是极性分子还是非极性分子无论是极性分子还是非极性分子,除取向力和诱导力除取向力和诱导力 外外,还有第三种力存在。即色散力。还有第三种力存在。即色散力。 2021/3/23 55 电子云和原子核之间发生的瞬间相对位移电子云和原子核之间发生的瞬间相对位移. . 色散力的大小主要与色散力的大小主要与 分子的变形性分子的变形性有关有关. .随随 分子量增大而增大。分子量增大而增大。 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 2021/3/23 56 第二节第二节 分子

33、间的作用力分子间的作用力 van der Waals力的特点力的特点: 它是静电引力它是静电引力,作用能比化学键小作用能比化学键小1-2个数量级个数量级; 它的作用范围只有几十到几百它的作用范围只有几十到几百pm; 它不具有方向性和饱和性它不具有方向性和饱和性; 大多数分子色散力为主。大多数分子色散力为主。 van der Waals力的分布力的分布取向力取向力诱导力诱导力色散力色散力 非极性分子之间非极性分子之间 极性分子和非极性分子之间极性分子和非极性分子之间 极性分子之间极性分子之间 2021/3/23 57 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 van der Waals力是决定

34、物质的熔点（力是决定物质的熔点（melting point, mp）、）、 沸点沸点(boiling point, bp)、溶解性等物理性质的主要因素。同、溶解性等物理性质的主要因素。同 类型分子间类型分子间van der Waals力越强力越强,物质的熔、沸点越高。物质的熔、沸点越高。 如如:非极性卤素分子氟、氯是气体非极性卤素分子氟、氯是气体,溴为液体溴为液体,碘为碘为 固体（色散力依次增大）。固体（色散力依次增大）。 再如再如:极性分子极性分子 HF HCl HBr HI 取向力和诱导力取向力和诱导力随极性减小而减小（从左向右依次减小）随极性减小而减小（从左向右依次减小） 色散力色散力却

35、随分子量增大而增大（从左向右依次增大）却随分子量增大而增大（从左向右依次增大） 熔点、沸点依次升高熔点、沸点依次升高 -84,-67 ,-35 23 2021/3/23 58 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 三、氢键三、氢键（hydrogen bond） 同族元素的氢化物的同族元素的氢化物的 沸点和熔点一般随相对分沸点和熔点一般随相对分 子质量的增大而增高子质量的增大而增高,但但 HF 的沸点和熔点却比的沸点和熔点却比 HCl的沸点和熔点高。这的沸点和熔点高。这 表明在表明在HF分子之间除了分子之间除了 存在存在van der Waals力外力外, 还存在另一种作用力。还存在另一种

36、作用力。 H2O和和NH3也类似。也类似。 2021/3/23 59 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 1.1. 氢键的形成条件氢键的形成条件 X XH HY X,Y=FY X,Y=F、O O、N N （虚线所示为（虚线所示为 氢键）氢键） X:X:电负性大、半径小电负性大、半径小 Y Y: :电负性大、半径小电负性大、半径小, ,外层有孤对电子外层有孤对电子 2021/3/23 60 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 2.氢键的特点氢键的特点 氢键的键能比化学键弱得多氢键的键能比化学键弱得多,一般在一般在42 kJmol-1 以下以下,但它比但它比 van der Waals力强。力强。 氢键具有饱和性和方向性氢键具有饱和性和方向性。饱和性是。饱和性是H原子通常原子通常 只能形成只能形成1个氢键个氢键;方向性是以方向性是以H原子为中心的原子为中心的3 个原子个原子XHY尽可能在一条直线上。尽可能在一条直线上。 H F H F H F H F H F H F 2021/3/23 61 第二节第二节 分子间的作用力分子间的作用力 3. 分子间分子间氢键和氢键和分子内分子内氢氢 键键 同类化合物中能形成同类