大学化学分子结构和晶体结构 第二次课

1、第第3章章 分子结构和晶体结构分子结构和晶体结构 学习基本要求 本章应掌握：离子键和离子的性质，共价键的形成和本质，价键本章应掌握：离子键和离子的性质，共价键的形成和本质，价键理论的要点；共价键的类型，杂化轨道的概念及基本类型；分子理论的要点；共价键的类型，杂化轨道的概念及基本类型；分子轨道的概念、形成，一、二周期同核双原子分子轨道能级图，键轨道的概念、形成，一、二周期同核双原子分子轨道能级图，键能、键级、键长、键角的概念；极性分子和非极性分子，分子的能、键级、键长、键角的概念；极性分子和非极性分子，分子的偶极矩，分子间作用力和氢键；离子的极化和变形性，影响离子偶极矩，分子间作用力和氢键；离子

2、的极化和变形性，影响离子极化和变形性的因素，离子极化对物质结构和性质的影响。极化和变形性的因素，离子极化对物质结构和性质的影响。 了解：分子结了解：分子结构构和晶体结构的基本理论，能应用理论解释物和晶体结构的基本理论，能应用理论解释物质的基本性质。质的基本性质。2 3.1 离子键和离子晶体离子键和离子晶体 3.2 共价键和原子晶体共价键和原子晶体 3.4 分子间作用力分子间作用力氢键和分子晶体氢键和分子晶体 3.6 离子的极化离子的极化33.2 共价键和原子晶体共价键和原子晶体 3.2.1 现代价键理论现代价键理论 3.2.2 杂化轨道理论和分子的空间构型杂化轨道理论和分子的空间构型 3.2.

3、3 分子轨道理论分子轨道理论 3.2.4 键参数键参数 3.2.5 原子晶体原子晶体4 1927 年德国化学家年德国化学家Heitler 和和 London将量子将量子力学引入化学，用以处理力学引入化学，用以处理H2的分子结构，初步揭的分子结构，初步揭示了共价键的本质。示了共价键的本质。W.Heitler（1904-1981） F.London（1900-1954) 5 P76（图（图3.4） 能量角度能量角度 量子化学，轨道的重叠量子化学，轨道的重叠6 波函数，原子轨道重叠； 图3.57共价键的本质共价键的本质 共价键的形成是由于原子相互靠近时，两共价键的形成是由于原子相互靠近时，两个自旋相

4、反的未成对电子的相应原子轨道相个自旋相反的未成对电子的相应原子轨道相互重叠，电子云密集在两个原子核之互重叠，电子云密集在两个原子核之间，对间，对两核的引力使系统能量降低，因而形成稳定两核的引力使系统能量降低，因而形成稳定的共价键，这就是的共价键，这就是共价键的本质共价键的本质。8价键理论基本论点价键理论基本论点 1）共价键的成键原理：）共价键的成键原理： （1）电子配对原理）电子配对原理：两原子具有自旋相反的：两原子具有自旋相反的未成对电子，是化合成键的先决条件；未成对电子，是化合成键的先决条件； 各具有自旋相反的一个电子的两个原子，可各具有自旋相反的一个电子的两个原子，可以互相配对形成稳定的

5、单键，这对电子为两以互相配对形成稳定的单键，这对电子为两个原子共有。个原子共有。9如如 H - - H H- -F H- -O- - H 共价多键共价多键: 如如 O = O NN 共价单键共价单键: （2）能量最低原理：）能量最低原理：成键中能量越低，越稳定成键中能量越低，越稳定 成键过程中，自旋相反的未成对电子配对后放出能成键过程中，自旋相反的未成对电子配对后放出能量，使体系能量，使体系能量降低量降低，从而形成稳定的化学键。，从而形成稳定的化学键。10 （3）重叠成键三原则）重叠成键三原则 a. 能量近似原则；能量近似原则； b. 对称性匹配对称性匹配原子轨道重叠必须考虑原子轨原子轨道重叠

6、必须考虑原子轨道的正负号，道的正负号，只有同号原子轨道才能重叠只有同号原子轨道才能重叠； c. 最大重叠原则最大重叠原则原子轨道相互重叠时总是沿原子轨道相互重叠时总是沿着重叠最多的方向进行，重叠越多，共价键越着重叠最多的方向进行，重叠越多，共价键越牢固。牢固。11最大重叠较小重叠减弱或抵消-+.+ .+-.+ .+-.+ .+ .+-.异号重叠(不匹配)+1sz+3pzz12以以HCl的形成过程为的形成过程为例例 Cl 的的 3pz 和和 H 的的 1s 轨道重叠，只有沿着轨道重叠，只有沿着 z 轴重叠，才能保证最大程度的重叠，而且不改变原有的轴重叠，才能保证最大程度的重叠，而且不改变原有的对

7、称性。对称性。 Cl 2 分子中成键的原子轨道，也要保持对称性和最分子中成键的原子轨道，也要保持对称性和最大程度的重叠。大程度的重叠。pzz pz+z +13H Cl H O H N N2.价键理论基本论点和价键理论基本论点和共价键的特征要点共价键的特征要点 共价键具有饱和性共价键具有饱和性：如果原子中的一个未成对如果原子中的一个未成对电子与另一个原子中的未成对电子已经配对，形电子与另一个原子中的未成对电子已经配对，形成一个共价单键，就不能再与此原子或另一原子成一个共价单键，就不能再与此原子或另一原子中的未成对电子配对成键，这就是共价键的饱和中的未成对电子配对成键，这就是共价键的饱和性；性；

8、共价键具有方向性共价键具有方向性：原子轨道相互重叠成键，原子轨道相互重叠成键，必须符合三个原则，决定了原子轨道重叠具有一必须符合三个原则，决定了原子轨道重叠具有一定的方向性定的方向性143. 共价键的键型共价键的键型 （1）键：键：头碰头头碰头 成键的两个原子的核间连线叫作键轴；成键的两个原子的核间连线叫作键轴； 两个原子轨道沿键轴的方向，进行两个原子轨道沿键轴的方向，进行“头碰头头碰头”同号重叠而形成的共价键称为同号重叠而形成的共价键称为键键。 键键的特征的特征: :轨道重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称分布轨道重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称分布 如如s-s(H2分子中的键分子中的键)，s- px（

9、如（如HCl分子中的键），分子中的键），px -px（如（如F2分子中的键）重叠形成分子中的键）重叠形成键。键。15 （2）键：键：肩并肩肩并肩 键键 两原子轨道垂直键轴并相互平行而进两原子轨道垂直键轴并相互平行而进行行“肩并肩肩并肩”同号重叠所形成的共价键称同号重叠所形成的共价键称为为键键。 如如pz-pz，py-py轨道重叠形成轨道重叠形成键键16xx+px z+绕键轴旋转绕键轴旋转180键键的特征：轨道重叠部分对通过一个键轴的的特征：轨道重叠部分对通过一个键轴的平面具有镜面反对性。平面具有镜面反对性。成键轨道成键轨道绕键轴旋转绕键轴旋转 180时，图形复原，但符号变时，图形复原，但符号变

10、为相反。为相反。 例如两个例如两个 px 沿沿 z 轴方向重叠的情况。轴方向重叠的情况。17 键与键与 键的差异键的差异p 键的轨道重叠程度较键的轨道重叠程度较 键大，故键大，故 键的键能大，键的键能大，稳定性稳定性高；高；p 键的稳定性低，键的稳定性低， 电子的活泼性较大电子的活泼性较大，是化学反，是化学反应的积极应的积极参与者参与者。p 一般，共价一般，共价单键是单键是 键，双键中有一个键，双键中有一个 键和一个键和一个 键键，三键中有一个三键中有一个 键和两个键和两个 键键。 1819N: 2s22p3（2px12py12pz1）价键理论的局限性价键理论的局限性 价键理论虽然解释了许多共

11、价分子（特别是双原子分价键理论虽然解释了许多共价分子（特别是双原子分子）的形成，但对于子）的形成，但对于多原子分子的空间构型和性能多原子分子的空间构型和性能却却难以说明。难以说明。 如如CH4的结构：的结构： C原子基态价电子构型原子基态价电子构型2s22p2 CH2 不存在不存在 C原子激发态原子激发态2s12p3 ：1个个2s轨道，轨道，3个个2p轨道；轨道；H：1s1轨道轨道（4个个H） 4个个键键 因因2s不同于不同于2p，故，故4个个键键能应有所区别键键能应有所区别； 另另外外：C原子原子3个个2p轨道夹角为轨道夹角为90，所以，所以，它们与它们与H原子原子1s重叠成键后夹角亦应为重

12、叠成键后夹角亦应为90。 但实验发现但实验发现CH4的的4个个C-H键键能相同键键能相同，夹角为夹角为10928 ，空，空间构型为正四面体形间构型为正四面体形。20 杂化轨道杂化轨道理论（理论（1931年由美国化学家年由美国化学家Linus Pauling 提出）提出）是解释多原子分子结构的一种理论。多原子分子在成键时可以是解释多原子分子结构的一种理论。多原子分子在成键时可以不用原来的原子轨道，而用重新组合的原子轨道（杂化轨道）不用原来的原子轨道，而用重新组合的原子轨道（杂化轨道）来成键，这样使成键时可以更有效地重叠，就是说杂化轨道比来成键，这样使成键时可以更有效地重叠，就是说杂化轨道比原来的

13、原子轨道成键能力更强。原来的原子轨道成键能力更强。 莱莱纳斯纳斯鲍林（鲍林（19011994），国际著名的理论化学家，迄今为止惟），国际著名的理论化学家，迄今为止惟一一位两次单独荣获诺贝尔奖的学者（一一位两次单独荣获诺贝尔奖的学者（1954年的化学奖，年的化学奖，1962年的和平年的和平奖），被誉为奖），被誉为20世纪的科学怪杰世纪的科学怪杰 。3.2.2 杂化轨道理论和分子的空间构型杂化轨道理论和分子的空间构型211. 杂化轨道的概念和基本要点杂化轨道的概念和基本要点 杂化轨道的概念：杂化轨道的概念： 在形成多原子分子过程时，中心原子若干能量相在形成多原子分子过程时，中心原子若干能量相近的原

14、子轨道近的原子轨道“混合混合”起来，重新分配能量，重起来，重新分配能量，重新形成空间取向而组成一组新轨道的过程称为新形成空间取向而组成一组新轨道的过程称为“杂化杂化”，所形成的新轨道称为杂化轨道。，所形成的新轨道称为杂化轨道。 杂化轨道与杂化轨道与其它原其它原子的原子轨道或杂化轨道重叠子的原子轨道或杂化轨道重叠形成共价键。形成共价键。 杂化过程的实质：杂化过程的实质： 波函数的线性组合，得到新的波函数，即杂化轨波函数的线性组合，得到新的波函数，即杂化轨道的波函数。道的波函数。22杂化轨道理论要点杂化轨道理论要点p 原子轨道的原子轨道的杂化杂化，是与，是与激发激发、轨道重叠成键轨道重叠成键等过程

15、在形成分等过程在形成分子时轨道的过程中同时发生，孤立原子的轨道不发生杂化；子时轨道的过程中同时发生，孤立原子的轨道不发生杂化；p 原子中不同类型的原子轨道只有原子中不同类型的原子轨道只有能量相近能量相近的才能杂化；的才能杂化；p 杂化前后轨道的数目不变杂化前后轨道的数目不变n个能量相近的原子轨个能量相近的原子轨道能且道能且只能只能形成形成n个杂化轨道；个杂化轨道；p 杂化后轨道在空间的分布使杂化后轨道在空间的分布使电子云更加集中电子云更加集中，在与其它原子，在与其它原子成键（成键（键键）时）时重叠程度更大、成键能力更强，形成的分子重叠程度更大、成键能力更强，形成的分子更加稳定更加稳定；p 杂化

16、轨道在空间的伸展，满足相互间的排斥力最小，使形成杂化轨道在空间的伸展，满足相互间的排斥力最小，使形成的分子能量最低。的分子能量最低。232. 杂化轨道的基本类型和空间构型杂化轨道的基本类型和空间构型 基本类型基本类型 sp杂化杂化 sp2杂化杂化 sp3杂化杂化24 (1) sp杂化杂化 定义：定义： 同一原子的同一原子的1 1个个ns轨道和轨道和1 1个个np轨道轨道杂化形成杂化形成2个等同的杂化轨道的过程。个等同的杂化轨道的过程。 杂化轨道成分：杂化轨道成分：每个每个杂化杂化轨道分别含有轨道分别含有1/2的的s成分和成分和1/2的的p成分。成分。 分子空间构型：分子空间构型：直线形直线形

17、键角：键角： 180。 常见分子：常见分子： BeClBeCl2 2，HgClHgCl2 2 ，COCO2 2等。等。 25 spsp杂化成键过程杂化成键过程 P82，图图3.9 将波函数叠加起来；将波函数叠加起来；26 BeCl2的形成过程的形成过程 价电子构型价电子构型 Be 2s22p0 Cl 3s23p5(3px23py23pz1)27s2激发p2sp杂化sp杂化轨道 Be原子基态原子基态 Be原子激发态原子激发态 Be原子杂化态原子杂化态 180与与 Cl 的的2p轨轨道重叠成键道重叠成键28中心原子中心原子(Be)杂杂化化 为什么杂化为什么杂化杂化的动力杂化的动力 使杂化轨道电子云

18、分布发生有利成键的变化。使杂化轨道电子云分布发生有利成键的变化。 spsp杂化：使原来均分在杂化：使原来均分在z z轴两侧的轴两侧的p p电子云，变为每个电子云，变为每个spsp杂化轨道电子云密集于一头增大，一头减小分布，可使杂化轨道电子云密集于一头增大，一头减小分布，可使成键在概率密度大的一头重叠，比未杂化的原子轨道成成键在概率密度大的一头重叠，比未杂化的原子轨道成键能力增加，系统能量降低，分子更稳定。键能力增加，系统能量降低，分子更稳定。29中心原子中心原子(Be)杂杂化化(2) sp2 杂化杂化 定义定义：同一原子的同一原子的1 1个个ns轨道和轨道和2 2个个np轨道轨道杂化形成杂化形

19、成3个等同的杂化轨道的过程。个等同的杂化轨道的过程。 杂化轨道成分：杂化轨道成分：每个杂化轨道分别含有每个杂化轨道分别含有1/3的的s成分和成分和2/3 的的p成分成分。 分子空间构型：分子空间构型：平面正三角形平面正三角形 键角：键角： 120 120 常见分子：常见分子： BF3，NO3+ ，BCl3等。等。 30BFFF sp2杂化成键过程杂化成键过程 P83，图图3.11 将波函数叠加起来；将波函数叠加起来；3132BF3分子的成键过程分子的成键过程B: 2s2 2px1 激发激发 2s1 2px1 2py1 2pz0 杂化杂化 (sp2)1 (sp2)1 (sp2)1 2pz0F:

20、2s2 2p5 2px1 2py2 2pz2F: 2px1 2py2 2pz2F: 2px1 2py2 2pz23个键1个46键(3) sp3 杂化 定义：定义： 同一原子的同一原子的1 1个个ns轨道和轨道和3 3个个np轨道轨道杂化，形成杂化，形成4个等同的杂化轨道的过程。个等同的杂化轨道的过程。 杂化轨道成分：杂化轨道成分：每个杂化轨道分别含有每个杂化轨道分别含有1/4的的s成分和成分和3/4 的的p成分。成分。 分子空间构型：分子空间构型：正四面体正四面体 键角：键角：10928 10928 常见分子：常见分子： CCl4，SO42- ，SiH4， CH4等等 3334 spsp3 3

21、杂化成键过程杂化成键过程 P84，图图3.13 将波函数叠加起来；将波函数叠加起来；4个个sp3杂化轨道杂化轨道35CH4分子的成键过程分子的成键过程C: 2s2 2px1 2py1 激发 2s1 2px1 2py1 2pz1 杂化 (sp3)1 (sp3)1 (sp3)1 (sp3)1 H: 1s1 1s1H: 1s1 1s1H: 1s1 1s1H: 1s1 1s13. 等性杂化和不等性杂化等性杂化和不等性杂化 (1) 等等性杂化和不等性性杂化和不等性杂化的概念杂化的概念 在在s-p杂化过程中，每一种杂化轨道所含杂化过程中，每一种杂化轨道所含s及及p的成分相等，的成分相等，这样的杂化轨道称为

22、这样的杂化轨道称为等性杂化轨道等性杂化轨道，例，例BF3分子、分子、CH4分子中分子中为为等性杂化等性杂化。 若若在在s-p杂化过程中形成各新原子轨道所含杂化过程中形成各新原子轨道所含s和和p的成分不相的成分不相等，这样的杂化轨道称为等，这样的杂化轨道称为不等性杂化轨道不等性杂化轨道，NH3分子和分子和H2O分子中是典型的分子中是典型的sp3不等性杂化轨道不等性杂化轨道（原因：（原因：原子中有已成对原子中有已成对电子的轨道参加杂化电子的轨道参加杂化）。）。36杂化不等性3spNHHHHNH107 18NH3分子分子N2s2p 37 不等不等性性sp3 杂化杂化 例如：例如：H2 O O：2s2

23、2p4 s2p2杂化不等性不等性 sp338分分子空间构型子空间构型：由由正四面体压缩而成正四面体压缩而成 HHOOHOH=1044039 (2) 等等性杂化和不等性性杂化和不等性杂化的判断杂化的判断 等性杂化：等性杂化：参加杂化的原子轨道中参加杂化的原子轨道中电子总电子总数数等于等于原子轨道总数原子轨道总数； 不等性杂化：不等性杂化：参加杂化的原子轨道中参加杂化的原子轨道中电子电子总数总数大于大于原子轨道总数原子轨道总数（有孤对电子占有（有孤对电子占有杂化轨道）杂化轨道）。杂化轨道理论杂化轨道理论的局限性的局限性： 没有实验基础没有实验基础； 对未知构型的分子对未知构型的分子应用繁锁；应用繁

24、锁； 无法解释无法解释O2的的顺磁性顺磁性； 不能解释有机物（多原子分子）的分子结构不能解释有机物（多原子分子）的分子结构。40补充：分子补充：分子的磁性的磁性顺磁性物质顺磁性物质: : 物质物质的分子中含有的分子中含有未成对电子未成对电子，单电子本，单电子本身自旋运动所产生的自旋磁矩和电子绕核运身自旋运动所产生的自旋磁矩和电子绕核运动所产生的轨道磁矩产生耦合。动所产生的轨道磁矩产生耦合。 逆磁性物质：逆磁性物质：分子中电子成对分子中电子成对 磁性的测定：磁性的测定： 磁天平磁天平413.2.3 分子轨道理论（分子轨道理论（1932年）年）Robert Sanderson Mulliken（1

25、896-1986） Friedrich Hund （1896-1997）1966年年诺贝尔诺贝尔化学化学奖奖42分子轨道分子轨道: 描述分子中电子运动的波函数描述分子中电子运动的波函数; 在分子中，在分子中， 电子不从属于某个原子，而是在遍及电子不从属于某个原子，而是在遍及 整个分子范围内运动整个分子范围内运动;分子中每个电子的运动状态用分子轨道波函数分子中每个电子的运动状态用分子轨道波函数来描述，来描述， | | 2同样表示分子中某个电子在空间某处同样表示分子中某个电子在空间某处出现的几率密度；出现的几率密度；分子轨道常用分子轨道常用，.等符号来表示分子轨道的等符号来表示分子轨道的名称名称1

26、. 分子轨道的基本概念分子轨道的基本概念432. 分子轨道的形成及成键原则分子轨道的形成及成键原则 形成：形成：分子轨道可由原子轨道分子轨道可由原子轨道线性组合线性组合而成而成。原子。原子轨道只有符合轨道只有符合价键理论价键理论中的成键三原则，才能形成中的成键三原则，才能形成有效的分子轨道。有效的分子轨道。 成键原则：成键原则： 能量相近原则能量相近原则，能量相近的原子轨道才能有效地组，能量相近的原子轨道才能有效地组合成分子轨道，而且能量愈相近愈好。合成分子轨道，而且能量愈相近愈好。 最大重叠原则最大重叠原则，组成分子轨道的两个原子轨道的重，组成分子轨道的两个原子轨道的重叠程度，在可能的范围内

27、愈大愈好。叠程度，在可能的范围内愈大愈好。 对称性匹配原则对称性匹配原则，只有对称性相同的原子轨道才能，只有对称性相同的原子轨道才能有效地组成分子轨道。有效地组成分子轨道。44 线性组合：线性组合： 双原子分子中，当两双原子分子中，当两原子轨道原子轨道（a和和b）线性）线性组合成两个组合成两个分子轨道分子轨道（1和和2）时，有两种组）时，有两种组合，表示如下：合，表示如下： 1=c1(a+b) 2=c2(a-b) c1、c2为常数；为常数；45p成键轨道：成键轨道：由由两个符号相同的波函数叠加两个符号相同的波函数叠加（原子轨（原子轨道相加叠加）所形成的分子轨道道相加叠加）所形成的分子轨道( (

28、1 1) )，由于电子出，由于电子出现在两核间的概率密度增大，对两核产生强烈的吸现在两核间的概率密度增大，对两核产生强烈的吸引作用，形成键强度大，其能量较原子轨道的能量引作用，形成键强度大，其能量较原子轨道的能量低，称为低，称为成键分子轨道成键分子轨道, ,简称成键轨道简称成键轨道；p反键轨道：反键轨道：由由两个符号相反的波函数叠加两个符号相反的波函数叠加（原子轨（原子轨道相减叠加）所形成的分子轨道道相减叠加）所形成的分子轨道( (2 2) ) ，由于电子，由于电子出现在两核间的概率密度减小，对成键不利，其能出现在两核间的概率密度减小，对成键不利，其能量较原子轨道的能量高，称为量较原子轨道的能

29、量高，称为反键分子轨道，简称反键分子轨道，简称反键轨道反键轨道。p同核双原子分子成键分子轨道降低的能量等于反键同核双原子分子成键分子轨道降低的能量等于反键分子轨道升高的能量。分子轨道升高的能量。46 成键轨道反键轨道3.原子轨道组合成分子轨道的类型原子轨道组合成分子轨道的类型47（1）形成）形成分子轨道的线性组合类型分子轨道的线性组合类型ps-s，s-p，px-px 头碰头头碰头形成一个形成一个成键分子轨道成键分子轨道，一个，一个反键分子轨道反键分子轨道*；ps-ss-s原子轨道的组合原子轨道的组合( (如：如：H-H)H-H)481s*1spx-px原子轨道的组合原子轨道的组合(如：如：Cl

30、-Cl)492p*2p（2）形成）形成分子轨道的线性组合类型分子轨道的线性组合类型 p-p 肩并肩肩并肩形成一个形成一个成键分子轨道成键分子轨道，一个，一个反反键分子轨道键分子轨道*； px-px原子轨道的组合原子轨道的组合(如：如：N-N)502px*2px 问题问题 两个两个N原子的原子的p-p重叠形成多少个分重叠形成多少个分子轨道？子轨道？ 6个个 2个个分子轨道分子轨道(2px和和2px* )； 4个个分子轨道分子轨道(2py，2pz ，2py* ，2pz*)；514. 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 分子轨道能级图分子轨道能级图:把分子中分子轨道能级按把

31、分子中分子轨道能级按照高低顺序排列起来，可得分子轨道能级照高低顺序排列起来，可得分子轨道能级图；图； 研究意义：研究意义：分子轨道能级的高低对分子红分子轨道能级的高低对分子红电子的排布具有重要意义；电子的排布具有重要意义； 分子轨道的能级顺序目前主要是从光谱实分子轨道的能级顺序目前主要是从光谱实验数据来确定的。验数据来确定的。52 回顾：回顾： 原子轨道能级高低顺序原子轨道能级高低顺序 1s 2s2p 3s3p 4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p53第二周期同核双原子分子第二周期同核双原子分子: :B2 （Li2，Be2，B2，C2，N2)541s1s*2s2s*2

32、py=2pz 2px2py*=2pz*2px*第二周期同核双原子分子：第二周期同核双原子分子：O2 (O2和和F2)551s1s*2s2s*2px2py=2pz 2py*=2pz*2px*p 分子结构可用分子轨道表示分子结构可用分子轨道表示p 分子轨道式：表示分子中电子排布的表达式分子轨道式：表示分子中电子排布的表达式，它表明分子中电子的排布；，它表明分子中电子的排布；p（1）分子中电子排布的原则）分子中电子排布的原则p能量最低原则能量最低原则（电子排布由低到高）（电子排布由低到高）pPauling原理原理（每个轨道上最多两个电子）（每个轨道上最多两个电子）p洪特规则洪特规则（电子尽可能以自旋

33、方向相同的方式分占不同（电子尽可能以自旋方向相同的方式分占不同的轨道）的轨道）5. 第一二周期同核双原子分子的结构第一二周期同核双原子分子的结构56（2）第一二周期同核双原子分子的结构第一二周期同核双原子分子的结构 H2分子的结构分子的结构 能 量分子轨道原子轨道原子轨道*1S1S57(1s)2 对于对于N及及N以前的同核双原子及其离子以前的同核双原子及其离子2222222*222)()()()()(pppsszyKK或2*22*222221s1s2s2s2p2p2pN ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )yz*2p2p2p2p2p()()()=()()zxyzx*1s1s2

34、s2s2p( )( )( )( )()y例：例：58 KK： 表示表示K层全满，成键轨道和反键轨道层全满，成键轨道和反键轨道相互抵消，相当于电子未参加成键，又叫相互抵消，相当于电子未参加成键，又叫非键电子，这样的轨道称为非键轨道。非键电子，这样的轨道称为非键轨道。592222222*222)()()()()(xzypppssKK1*21*22222222*2222)()()()()()()(OzyzyxpppppssKK对于对于O2和和F2的同核双原子及其离子的同核双原子及其离子*2p2p2p2p()()=()()zyzx*1s1s2s2s2p2p( )( )( )( )()()xy例：例：O

35、OOO氧气分子的顺磁性氧气分子的顺磁性603.2.4 3.2.4 键参数键参数 键参数键参数:表征化学键性质的物理量统称为键表征化学键性质的物理量统称为键参数；参数； 对共价键型分子，键参数指对共价键型分子，键参数指键级，键能，键级，键能，键角，键长，键的极性键角，键长，键的极性等物理量。等物理量。612反键电子数成键电子数键级1. 键级键级 键级是用来表示两个原子间成键强度的物键级是用来表示两个原子间成键强度的物理量；理量； 同一周期和同一区中，键级越大，分子越同一周期和同一区中，键级越大，分子越稳定，键能越强。稳定，键能越强。 若键级为若键级为 0 时，表示分子不存在时，表示分子不存在.6

36、2 分子分子 分子轨道式分子轨道式 键级键级 H2 (1s)2 (2-0)/2=1 He2 (1s)2(1s*)2 (2-2)/2=0 N2 (10-4)/2=3 O2 (10-6)/2=2 632* 22*222221s1s2s2s2p2p2pN ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )yz1*21*22222222*2222*121)()()()()()()()()(zyzyxpppppssss多原子分子，多次多原子分子，多次离解能的平均值离解能的平均值=键能键能。双原子分子双原子分子, 离解能离解能D =键能键能E(AB)Cl-Cl(g)= 2Cl(g) D(Cl-Cl)=239.7kJ/molD(Cl2) = E(Cl2 ) D