第9章分子结构ppt课件

1、第九章第九章 分子构造分子构造共价键的构成和价键实际共价键的构成和价键实际杂化轨道实际杂化轨道实际键参数键参数价层电子对互斥实际价层电子对互斥实际分子轨道实际分子轨道实际阅读P145-146 思索以下问题：共价键的本质？价键实际的根本要点？共价键的特点？共价键的构成共价键的构成化学键化学键 分子或晶体中相邻原子分子或晶体中相邻原子间间 剧烈的相互作用剧烈的相互作用 共价键共价键 分类分类 金属键金属键 离子键离子键共价键的构成和价键实际共价键的构成和价键实际价键实际价键实际 ( Valence Bond Theory )价键实际也称为电子配对法 (VB法)。1927 年德国化学家 W. Hei

2、tler 和 F. London 用量子力学处置 H2 分子构造获得胜利，后经 L. Pauling 等人开展建立了现代价键实际 ( valence bond theory，VBT )。Heitler 和和 London 在用量子力学处置在用量子力学处置 H2 分子时，得到了分子时，得到了H2 分子势能曲线，反映出氢分子的能量与两个分子势能曲线，反映出氢分子的能量与两个 H 原子核原子核间距之间的关系以及电子形状对成键的影响，如下页图间距之间的关系以及电子形状对成键的影响，如下页图 所示。所示。H2 分子的能量与核间距的关系分子的能量与核间距的关系假定假定 A、B 两个氢原子中电子的自旋是相反

3、的，当两两个氢原子中电子的自旋是相反的，当两个氢原子相互接近时，个氢原子相互接近时，A 原子的电子不仅受原子的电子不仅受 A 原子核的原子核的吸引，而且也受吸引，而且也受 B 原子核的吸引。同样，原子核的吸引。同样，B 原子的电子原子的电子也同时遭到也同时遭到 B 原子核和原子核和 A 原子核的吸引。整个体系的能原子核的吸引。整个体系的能量低于两个量低于两个 H 原子单独存在时的能量。当体系的能量到原子单独存在时的能量。当体系的能量到达最低点时，核间距达最低点时，核间距 (r0)为为 74 pm。 假设两个原子继续接近，由于原子核之间的斥力逐渐假设两个原子继续接近，由于原子核之间的斥力逐渐增大

4、，使体系能量升高，如图中实线所示。因此，增大，使体系能量升高，如图中实线所示。因此，r0 为为体系能量最低的平衡间隔，两个氢原子坚持体系能量最低的平衡间隔，两个氢原子坚持 r0 间隔构成间隔构成化学键，这种形状称为氢分子的基态。化学键，这种形状称为氢分子的基态。假设两个氢原子的电子自旋平行，当它们相互接近时，假设两个氢原子的电子自旋平行，当它们相互接近时，量子力学可以证明，它们将产生相互排斥作用，核间距越量子力学可以证明，它们将产生相互排斥作用，核间距越小，排斥作用越大。小，排斥作用越大。 如图中虚线所示，体系的能量一直高于两个单独存在如图中虚线所示，体系的能量一直高于两个单独存在的氢原子的能

5、量，不能构成稳定的化学键，这种不稳定的的氢原子的能量，不能构成稳定的化学键，这种不稳定的形状称为氢分子的推斥态。形状称为氢分子的推斥态。 价键实际根本观念：价键实际根本观念： 键的构成与特点键的构成与特点假设假设 A、B 两个原子各有一个未成对的电子，两两个原子各有一个未成对的电子，两个单电子以自旋相反的方式相互配对在两原子间个单电子以自旋相反的方式相互配对在两原子间构成稳定的共价单键。构成稳定的共价单键。假设假设 A、B 各有两个或三个未成对的电子，那么各有两个或三个未成对的电子，那么自旋相反的单电子可以两两配对，构成共价双键自旋相反的单电子可以两两配对，构成共价双键或叁键。或叁键。(如如O

6、2,N2)两原子间经过共用电子对相连构成分子。两原子间经过共用电子对相连构成分子。共价键的饱和性是指每个原子成键的总数或与其共价键的饱和性是指每个原子成键的总数或与其以单键相连的原子数目是一定的。共价键是电子对的以单键相连的原子数目是一定的。共价键是电子对的共用，对于每个参与成键的原子来说，其未成对的单共用，对于每个参与成键的原子来说，其未成对的单电子数是一定的，所以构成共用电子对的数目也是一电子数是一定的，所以构成共用电子对的数目也是一定的。定的。特点特点(1) 共价键具有饱和性共价键具有饱和性 例如，氯原子最外层有一个未成对的例如，氯原子最外层有一个未成对的 3p 电子，它与电子，它与另一

7、个氯原子另一个氯原子 3p 轨道上的一个电子配对构成双原子分子轨道上的一个电子配对构成双原子分子 Cl2 后，每个氯原子就没有成单电子，即使再有第三个氯后，每个氯原子就没有成单电子，即使再有第三个氯原子与原子与 Cl2 接近，也不能构成接近，也不能构成 Cl3 。 氮原子最外层有三个未成对电子，两个氮原子可以共氮原子最外层有三个未成对电子，两个氮原子可以共用三对电子以共价叁键结合成分子用三对电子以共价叁键结合成分子 N2，一个氮原子也可，一个氮原子也可以与三个氢原子各分别共用一对电子结合成以与三个氢原子各分别共用一对电子结合成 NH3，构成，构成三个共价单键。三个共价单键。 构成共价键时，成键

8、电子的原子轨道一定要在对称性构成共价键时，成键电子的原子轨道一定要在对称性一致的前提下发生重叠，原子轨道的重叠程度越大，两核一致的前提下发生重叠，原子轨道的重叠程度越大，两核间电子的几率密度就越大间电子的几率密度就越大(电子云越密集电子云越密集)，构成的共价键，构成的共价键就越稳定。即共价键的构成遵照原子轨道最大重叠原理。就越稳定。即共价键的构成遵照原子轨道最大重叠原理。2共价键具有方向性共价键具有方向性 原子轨道在空间有一定的外形和取向，只需沿着一原子轨道在空间有一定的外形和取向，只需沿着一定的方向进展最大程度的重叠，以构成共价键，才干保证定的方向进展最大程度的重叠，以构成共价键，才干保证成

9、键原子轨道对称性的一致。成键原子轨道对称性的一致。图图 HF 分子中的共价键分子中的共价键 共价键的构成与本质共价键的构成与本质: (1)键合双方各提供自旋方向键合双方各提供自旋方向 相反的未成对电子。相反的未成对电子。 (2)键合双方原子轨道应尽能够最大程度地重叠。键合双方原子轨道应尽能够最大程度地重叠。 共价键的本质是原子轨道的重叠。共价键的本质是原子轨道的重叠。键型键型1键：头碰头键：头碰头psss pp2键：肩并肩 例： N2的构成过程3配位键构成条件：成键原子一方有孤对电子， 另一方有空轨道。例：4NH4BFCO22p2s242p2s2HNHFBFHFOC HF 为了从实际上解释多原

10、子分之或离子的立体构造，1931 年 Pauling 在量子力学的根底上提出了杂化轨道实际(Hybrid Orbital Theory)。 杂化轨道实际杂化轨道实际杂化轨道的概念杂化轨道的概念 碳原子的价电子构造为碳原子的价电子构造为 2s22p2，只需两个未成对电，只需两个未成对电子，所以它只能与两个氢原子构成两个共价单键。假设思子，所以它只能与两个氢原子构成两个共价单键。假设思索将碳原子的索将碳原子的 1 个个 2s 电子激发到电子激发到 2p 轨道上，碳原子激发轨道上，碳原子激发态的电子构造为态的电子构造为 2s12p3，这样就可以与，这样就可以与 4 个氢原子构成个氢原子构成 4 个个

11、 C-H 单键。单键。 实验测定结果甲烷中四个实验测定结果甲烷中四个 C-H 键是完全等同的，键是完全等同的，H-C-H 之间的夹角均为之间的夹角均为 10928。 Pauling 假设，甲烷的中心碳原子在构成化学键时，价电子层的 4 个原子轨道并不维持原来的外形，而是发生“杂化，得到四个等同的轨道，再与氢原子的 1s 轨道成键。 所谓杂化就是指在构成分子时，由于原子的相互影响，所谓杂化就是指在构成分子时，由于原子的相互影响，假设干不同类型能量相近的原子轨道重新组合成一组新轨假设干不同类型能量相近的原子轨道重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所构成的新轨道道。这种轨道重新组合

12、的过程叫做杂化，所构成的新轨道称为杂化轨道。称为杂化轨道。 原子轨道为什么要杂化？这是由于构成杂化轨道后成键才干添加，即杂化轨道的成键才干比未杂化的原子轨道强，构成的分子更稳定。在构成分子过程中，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。下面以甲烷分子构成为例阐明: 基态基态 激发态激发态碳原子中电子的激发碳原子中电子的激发 1激发激发 在成键过程中，激发和杂化是同时发生的。s 轨道轨道 p 轨道轨道 sp3 杂化轨道杂化轨道碳原子中电子的碳原子中电子的 sp3 杂化杂化 2杂化杂化 在在 CH4 分子中，四个氢原子的分子中，四个氢原子的 1s 轨道在四面体的轨道在四面体的 4 个顶点位置与碳原子的

13、个顶点位置与碳原子的4个杂化轨道重叠最大，因此，决个杂化轨道重叠最大，因此，决议了议了 CH4 分子的构型是正四面体，分子的构型是正四面体，H-C-H 之间的夹角为之间的夹角为10928。 3轨道重叠轨道重叠 杂化轨道与其它原子轨道重叠构成化学键时，要满足杂化轨道与其它原子轨道重叠构成化学键时，要满足原子轨道最大重叠原理。原子轨道重叠越多，构成的化学原子轨道最大重叠原理。原子轨道重叠越多，构成的化学键越稳定。由于杂化轨道的电子云分布更集中，所以杂化键越稳定。由于杂化轨道的电子云分布更集中，所以杂化轨道成键才干比未杂化的各原子轨道的成键才干强。化合轨道成键才干比未杂化的各原子轨道的成键才干强。化

14、合物的空间构型是由满足原子轨道最大重叠的方向决议的。物的空间构型是由满足原子轨道最大重叠的方向决议的。根本要点：根本要点：1 成键时能级相近的价电子轨道成键时能级相近的价电子轨道相混杂，构成新的价电子轨道相混杂，构成新的价电子轨道杂化轨道。杂化轨道。2 杂化前后轨道数目不变。杂化前后轨道数目不变。3 杂化后轨道伸展方向，外形发杂化后轨道伸展方向，外形发生改动。生改动。杂化轨道类型杂化轨道类型s-p 型杂化型杂化 只需 s 轨道和 p 轨道参与的杂化称为 s-p 型杂化，主要有以下三种类型： sp3杂化 sp2杂化 sp杂化 杂化3sp 14CH2s2p轨道空间构型p2s2C: 激发杂化3sp3

15、sps2p2s2p2的形成4CH3BFBFFF 2s2p轨道s2p2B:2 SP2杂化 s2s2p2p22spBF3的构成sp2 杂化轨道是由杂化轨道是由 1 个个 ns 轨道和轨道和 2 个个 np 轨道组合而成的，轨道组合而成的，每个杂化轨道含有的每个杂化轨道含有的 s 轨道成分和的轨道成分和的 p 轨道成分，杂化轨轨道成分，杂化轨道间夹角为道间夹角为 120，成平面三角形分布。，成平面三角形分布。 2s2 2p1 sp2 轨道杂化轨道杂化 2pz 轨道轨道BF3 分子中分子中 sp2 杂化轨道构成的表示图杂化轨道构成的表示图 杂化sp 32BeClBeClCls2p2Be:的形成2BeC

16、l s2s2激发p2p2杂化spsps 轨道轨道 p 轨道轨道 2 个个 sp 杂化轨道杂化轨道absp 杂化轨道的角度分布及其在空间的伸展方向杂化轨道的角度分布及其在空间的伸展方向当当 Be 原子与原子与 Cl 原子构成原子构成 BeCl2 分子时，基态分子时，基态 Be 原子原子 2s2 中的中的 1 个电子激发到个电子激发到 2p 轨道，一个轨道，一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨道杂化，构成两个轨道杂化，构成两个 sp 杂化轨道，杂化轨道间夹角为杂化轨道，杂化轨道间夹角为 180。Be 原子的两个原子的两个 sp 杂化轨道与两个杂化轨道与两个 Cl 原子的原子的 p 轨轨道重叠构成

17、道重叠构成 键，键，BeCl2 分子的构型是直线型。分子的构型是直线型。 Cl 的的 3p 轨道轨道 Be 的的 sp 杂化轨道杂化轨道 Cl 的的 3p 轨道轨道BeCl2 分子的构成表示图分子的构成表示图s-p-d 型杂化型杂化 ns 轨道、np 轨道和 nd 轨道一同参与的杂化称为 s-p-d 型杂化，主要有以下几种类型： sp3d 杂化杂化sp3d 杂化和杂化和 PCl5 分子的构成表示图分子的构成表示图sp3d2 杂化杂化sp3d2 杂化和杂化和 SF6 分子的构成表示图分子的构成表示图思索 判别以下分子中，中心原子的杂化方式 CCl4 , HCHO, H2O如上面讨论过的 CH4

18、分子中的 sp3 杂化，BeCl2 的 sp 杂化、BF3 的 sp2 杂化和 SF6 的sp3d2 杂化均属于等性杂化。 等性杂化等性杂化 一组杂化轨道中，假设参与杂化的各原子轨道一组杂化轨道中，假设参与杂化的各原子轨道 s、p、d 等成分相等，那么杂化轨道的能量相等，称为等性杂化。等成分相等，那么杂化轨道的能量相等，称为等性杂化。等性杂化与不等性杂化等性杂化与不等性杂化一组杂化轨道中，杂化轨道的能量不相等，这种杂化一组杂化轨道中，杂化轨道的能量不相等，这种杂化称为不等性杂化。称为不等性杂化。 参与轨道杂化的原子轨道不仅包含未成对电子的原子参与轨道杂化的原子轨道不仅包含未成对电子的原子轨道，

19、也包含成对电子的原子轨道，这种情况下的杂化经轨道，也包含成对电子的原子轨道，这种情况下的杂化经常是不等性杂化。常是不等性杂化。 不等性杂化不等性杂化水分子中水分子中 O 原子的不等性杂化与水分子的构型原子的不等性杂化与水分子的构型 按 sp3 杂化轨道的四面体空间取向，两个 OH 键之间的夹角应为 10928，实践上由于两对孤对电子不参与成键，电子云集中在氧原子周围，对成键电子对所占据的杂化轨道有排斥作用，导致两个 O-H 键之间的夹角减小为 104.5。 小结:杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道类型参与杂化的轨道 杂化轨道数成键轨道夹角分子空间构型 实例 中心原子s+ps+(3)ps+(

20、2)ps+(3)p2443018000281099002810901202BeCl2HgCl3PH4CH3BF4SiCl3BCl3NHSH2Be(A)B(A)C,Si(A)N,P(A)O,S(A)Hg(B)OH2不等性sp3spsp2 sp3思索题:解释42HC22HC2CO的分子构型知:22HC2CO42HC均为直线型的构型为C = CHHHHo121o118 指出OH-1CH22C3CH24CN分子碳原 子的轨道杂化类型 1C： ，2C： ，3C： ， 4C： ；分子中共有 个键， 个键。O思索 sp3， sp2， sp3， sp， 11， 3大大 键键 在一个平面形的多原子分子中，假设相

21、邻在一个平面形的多原子分子中，假设相邻原子中有垂直于分子平面的、对称性一致原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，构成多中心道可以相互重叠，构成多中心 键，又称键，又称为为“共轭共轭 键或键或“非定域非定域 键，简键，简称大称大 键。键。 图图 苯分子大苯分子大 键表示图键表示图例：CO2 苯键参数键参数键能键能键角键角键长键长键矩键矩键离解能D 在一定温度和规范压力下将1mol气态双原子分子断裂成2mol气态原子所需求的能量。D(H-Cl)=431kJmol-1 D(Cl-Cl)=244kJ mol-1 键能

22、(E)HatmH2O(g)=2H(g)+O(g) -1atmmolkJ928H原子化焓(原子化能)使气态多原子分子的键全部断裂成各组成元素的气态原子所需求的能量。 键能E 规范形状下拆开气态分子中某种键成为气态原子时，所需能量的平均值。 E(O-H)=464kJmol-1=1/2 E(H-H)=D(H-H)=436kJmol-1 )OH(2atmH键能与规范摩尔反响焓变2H2 (g) + O2(g) 2H2O(g)HH(2E4H(g) + 2O(g) mrH4E(O-H)E(O O)()(mr生成物反应物EEH)HO(4)O O()HH(2mrEEEH. 键角的比较键角的比较 a.首先从分子构

23、型思索首先从分子构型思索 b.一样的分子构型思索中心原子或着不同一样的分子构型思索中心原子或着不同原子的电负性呵斥的排斥力原子的电负性呵斥的排斥力 从中心原子的电子云的相互的排斥力思索从中心原子的电子云的相互的排斥力思索键角键角分子中两个键的夹角称为键角，键角是反映分子空间构型参数之一。影响键角的要素： 键的存在，相当于孤对电子排斥成键电子，使键角变小。例如： 中心原子和配位原子的电负性大小也影响键角。例如：N:FFFo102 中心原子电负性大者，键角较大；配位原子电负性大者，键角较小。C = OClCl21124o18111oC = CHHHHo121o118N:HH18107oHP:HHH

24、1893oH课堂练习 比较以下分子的键角大小 (1) CH4 与 NH3 (2) OF2 与 Cl2O (3) NH3 与 NF3 (4)PH3 与 NH3 以下分子或离子中何者的键角最小 NH3, PCl4+, BF3, H2O, HgCl2 键长键长 分子中两成键原子核间的平均间隔。分子中两成键原子核间的平均间隔。键长越短，键能越大，不同的分子中键长越短，键能越大，不同的分子中一样的键键长不一样。一样的键键长不一样。= q lClH mC1057.330键矩键矩( ):键参数小结：1.键级(BO):2.键能(E):3.键角:4.键长:5.键矩( ):BO =1/2(成键轨道中的电子数- 反

25、键轨道中的电子数键的强度分子的空间构型键的极性=ql价层电子对互斥实际价层电子对互斥实际(VSEPR法法)根本要点1.分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数目有关VP = BP + LP(价层) (成键) (孤对)2.价层电子对尽能够远离,以使斥力最小LP-LP LP-BP BP-BP3.根据VP和LP, 推测分子的空间构型推测方法 (AXm)(1)确定中心原子A的价层电子对数VPVP=1/2A的价电子数+X提供的价电子数 离子电荷数( )原那么:A的价电子数=主族序数; 配体X: H和卤素每个原子各提供一 个价电子, 氧与硫不提供价 电子,氮提供负一个价电子; 正离子“-电荷数,负离

26、子“+电荷数。例:VP( )= (6+40+2)=424SO21正负(2) 确定电子对的空间排布方式VP=2 直线形VP=3 平面三角形VP=4 正四面体VP=5 三角双锥VP=6 正八面体AAAAA:(3)确定孤对电子数和分子空间构型 LP=0 分子的空间构型=电子对的空间构型2BeH4CH5PCl6SF3BFVP= (2+2)=2 LP=021VP= (6+6)=6 LP=0VP= (4+4)=4 LP=0VP= (5+5)=5 LP=0VP= (3+3)=3 LP=021212121LP0 分子的空间构型电子对的空间构型使价层电子对斥力最小VPLP电子对的空间构型分子的空间构型34611

27、212VP=5 LP=1LP=2变形四面体T字形LP-BP LP-LP o90o9004106F ClF:F ClF:F:FCl FFFBbAaIICC ?BbAaICC 课堂练习 1 以下分子或离子中，不含有孤对电子的是 AH2O BH3O+ CNH3 DNH4+ 2 叠氮酸的构造式H-N-N-N,这三个N原子依次采用杂化类型依次是 (1)sp3,sp,sp (2)sp2,sp,sp (3)sp3,sp,sp2 (4)sp2,sp,sp23.填入下表分子式中心原子杂化方式电子对的几何构型孤对电子数目分子实际构型H2Osp3正四面体2角形BeCl2I3-SO3AsH34 解释NO2+, O3,

28、 SnCl3-, OF2, ICl3, XeF5+, ICl4-, XeF2, XeF4 ,XeO3, XeO4, XeOF4等离子或分子的空间构型, 并指出其中心原子的轨道杂化方式。分子轨道实际分子轨道实际(MO法法)分子轨道分子轨道分子轨道能级图分子轨道能级图分子轨道分子轨道: 描画分子中电子运动的波函数描画分子中电子运动的波函数; 多多 电子电子, 多中心多中心, 电子属于整个分子电子属于整个分子; 是基于电子离域于整个分子的概念是基于电子离域于整个分子的概念 所提出的化学键实际。所提出的化学键实际。例如: A+BAB分子轨道分子轨道分子轨道是不同原子的原子轨道的线性组合，与轨道的杂分子

29、轨道是不同原子的原子轨道的线性组合，与轨道的杂化不同：化不同：轨道杂化是同一原子的不同原子轨道的重新组合轨道杂化是同一原子的不同原子轨道的重新组合,只需一只需一个中心，原子轨道用个中心，原子轨道用 s，p，d，f，等表示。等表示。分子轨道是多中心的，分子轨道常用分子轨道是多中心的，分子轨道常用 ，等等表示。表示。原子轨道线性组合成分子轨道，分子轨道中能量高于原子轨道线性组合成分子轨道，分子轨道中能量高于原来原子轨道者称为反键分子轨道，简称反键轨道，如前原来原子轨道者称为反键分子轨道，简称反键轨道，如前面所示的面所示的 II；能量低于原来原子轨道者称为成键分子轨；能量低于原来原子轨道者称为成键分

30、子轨道，简称成键轨道，如前面所示的道，简称成键轨道，如前面所示的 I。 成键轨道反键轨道反键轨道每个分子轨道每个分子轨道 都有相应的图象。根据线性组都有相应的图象。根据线性组合方式的不同，分子轨道可分为合方式的不同，分子轨道可分为 轨道和轨道和 轨道。轨道。根据分子轨道的能量的大小，可以陈列出分子轨道根据分子轨道的能量的大小，可以陈列出分子轨道能级图。能级图。 s-s 重叠型分子轨道重叠型分子轨道s 轨道与 s 轨道的线性组合 两个原子的 1s 轨道线性组合成成键分子轨道 1s 和反键分子轨道 *1s ，其角度分布如以下图 所示。 p 轨道与轨道与 p 轨道的线性组合有两种方式，即轨道的线性组

31、合有两种方式，即“头碰头头碰头和和“肩并肩方式。肩并肩方式。 当两个原子的 px 轨道沿 x 轴以“头碰头方式重叠时，产生一个成键的分子轨道和一个反键的分子轨道，如图 所示。 p-p “头碰头方式重叠型分子轨道头碰头方式重叠型分子轨道 与此同时，这两个原子的与此同时，这两个原子的 py-py 或或 pz-pz 将以将以“肩并肩并肩的方式发生重叠。这样产生的分子轨道叫做肩的方式发生重叠。这样产生的分子轨道叫做 分子分子轨道，即成键的分子轨道轨道，即成键的分子轨道 p 和反键的分子轨道和反键的分子轨道 p*， 如图如图 所示。所示。 p-p 型分子轨道型分子轨道2222222*222) ( ) (

32、 ) ( ) ( ) (ppzpyssKK 节面就是波函数位相正负号发生改动的地方。最简单的节面就是2p轨道中间那个面，它的一侧值为正，另一侧为负。 原子轨道构成分子轨道时，重叠程度越大，成键作用就越强，构成的分子轨道能量就越低。节面附近的电子密度低，也就是轨道的重叠程度低，成键作用弱，反键作用强。因此节面多，分子轨道的能量就越高。 成键三原那么成键三原那么能量相近能量相近对称性匹配对称性匹配最大重叠最大重叠只需能量相近的原子轨道才干组合成有效的分子轨道，而且原子轨道的能量越接近越好。这个原那么对于确定两种不同类型的原子轨道之间能否组成分子轨道更是重要。 1 能量相近原那么能量相近原那么例如例

33、如 H 原子原子 1s 轨道的能量是轨道的能量是 -1312 kJmol-1，O的的 2p 轨道和轨道和 Cl 的的 3p 轨道能量分别是轨道能量分别是 -1314 和和 -1251 kJmol-1，因此，因此 H 原子的原子的 1s 轨道与轨道与 O 的的 2p 轨道和轨道和 Cl 的的 3p 轨道能量相近，可以组成分子轨道。轨道能量相近，可以组成分子轨道。 而而 Na 原子的原子的 3s 轨道能量为轨道能量为 -496 kJmol-1，与，与 O 的的 2p 轨道、轨道、Cl 的的 3p 轨道及轨道及 H 的的 1s 轨道能量相差太轨道能量相差太大，所以不能组成分子轨道。现实上大，所以不能

34、组成分子轨道。现实上 Na 原子和原子和 O、Cl 及及 H 原子之间只会构成离子键。原子之间只会构成离子键。 2 对称性匹配原那么只需对称性一样的原子轨道才干组合成分子轨道。假设以 x 轴为键轴，s-s，s-px，px-px 等原子轨道组合成的 分子轨道，当绕键轴旋转时，各轨道外形和符号不变。而 py-py，pz-pz， 等原子轨道重叠组合成的 分子轨道，各原子轨道对于一个经过键轴的节面具有反对称性。在分子轨道构成过程中，对称性匹配原那么是首要要素。 在符合对称性匹配的条件下，在满足能量相近原那么下，原子轨道重叠的程度越大，成键效应越显著，构成的化学键越稳定。 3 轨道最大重叠原那么轨道最大

35、重叠原那么电子在分子轨道中填充也遵照能量最低原理，电子在分子轨道中填充也遵照能量最低原理，Pauli不相容原理及不相容原理及Hund规那么。规那么。分子轨道能级图分子轨道能级图1 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每个分子轨道都有相应的能量。分子轨道的能每个分子轨道都有相应的能量。分子轨道的能量，目前主要是从光谱实验数据来确定的。把分子量，目前主要是从光谱实验数据来确定的。把分子中各分子轨道按能量由低到高陈列，可得分子轨道中各分子轨道按能量由低到高陈列，可得分子轨道能级图。能级图。2*242222 *2222) ( ) ( ) ( ) ( ) (OpppssKKa b

36、 同核双原子分子的轨道能级图同核双原子分子的轨道能级图 分子轨道电子排布式:1*21*22222222*222)()()()()()()(pzpypzpypssKK反键电子数）成键电子数(21B.O22422*2222*1212)()()()()()(ppssssN或或32:O O:具有顺磁性键级B.O = ( 8 - 4 ) = 2B.O = ( 10 - 4 ) = 3NoImage 在分子中，成键电子多，体系的能量低，分子就稳定。在分子中，成键电子多，体系的能量低，分子就稳定。假设反键电子多，体系的能量高，不利于分子的稳定存在。假设反键电子多，体系的能量高，不利于分子的稳定存在。由于分子

37、中全部电子属于整个分子一切，分子轨道实际没由于分子中全部电子属于整个分子一切，分子轨道实际没有单键、双键等概念。分子轨道实际把分子中成键电子和有单键、双键等概念。分子轨道实际把分子中成键电子和反键电子数之差的一半定义为分子的键级反键电子数之差的一半定义为分子的键级键级键级 = 成键电子数成键电子数 反键电子数反键电子数2键级为键级为 0 的分子不能稳定存在。如的分子不能稳定存在。如 H2 分子，有两个分子，有两个成键电子，键级为成键电子，键级为 1，可以稳定存在。，可以稳定存在。He2 分子，有两个分子，有两个成键电子和两个反键电子，键级为成键电子和两个反键电子，键级为 0，不能稳定存在。普，不能稳定存在。普通来说，键长随键级