无机化学第九章分子结构课件

1、第九章 分子结构和晶体结构1.掌握价键理论,熟悉共价键的基本特征和类型. 2. 熟练运用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论,准确判断分子的立体构型.3.了解分子轨道理论的基本内容. 4.理解分子间作用力及氢键的性质和特点.本章基本要求第二章 分子结构10928金刚石的晶体结构示意图共价键石墨晶体结构知识拓展石墨 Pauling L在The Nature of The Chemical Bond中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被化学家看作独立分子物种的聚集体，它们之间就存在化学键。简单地说，化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力。不同

2、的外在性质反映了不同的内部结构各自内部的结合力不同9.1 化学键的定义 Definition of chemical bond1. 什么是化学键2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s) 颜色状态导电性通电下银灰色 黄绿色 无色 固体 气体 晶体 极强 极弱 极弱，熔融导电 无变化 无变化 熔融下反应逆转 化学键-分子或晶体中相邻原子或离子之间的强烈的相互作用力离子键 共价键 金属键2. 已明确了的化学键类型化学键共价键金属键离子配键离子偶极配键离子键 电价配键配键双原子共价键多原子共价键电子对键（单、双、叁键）单电子键三电子键共轭 键多中心键极 性 键 共价配键非极性键电价键2.

3、2.1 离子键及其特点9.2 离子键理论 Ionic bond theory （1）离子键的形成形成条件 XA XB 2.0形成化学键-450 kJmol-1（2）离子键的特点 本质是静电引力（库仑引力） 没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定） 键的极性与元素的电负性有关NaClCsCl 9.3 共价键与共价化合物共用电子对理论 怎样解释形成双键和叁键的原子间共享 2 对、3 对电子？ 电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在什么 关系？ 能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何形 状？ 解决了这些问题才能揭示成键本质共价键(Covalent bond) 早期共价键理论是路易斯的共用电子对理

4、论。即:原子间靠共用电子对结合起来，原子间的这种相互作用(化学键)即是共价键。如：各原子满足稀有气体的稳定结构。但是：像PCl5 ：和SF6 ：是没有稀有气体的稳定结构的。分子轨道理论(MO法)价键理论(VB法)对于氢原子A和B，分别用自旋平行的原子波函数以及自旋反平行的波函数结合, 研究两核靠近过程中, 体系的能量和e云的变化情况，得到： 1、价键理论（电子配对理论） (Valencebond Theory)氢气分子的形成：1. H2的形成和共价键的本质现代价键理论(一) - 共价键的本质两未成对电子自旋相同1s-1s，波抵消，重叠区域电子云密度为零EA状态(排斥态)两未成对电子自旋相反1s

5、+1s，波加强 核间电子云密度增加EB状态(基态)H2分子的形成电子云H2形成过程能量随核间距的变化能量R0 核间距R0D共价键：具有自旋相反成单电子的两个成键原子相互接近时，原子轨道的正正重叠(或负负重叠)，核间产生电子云密度较大的区域，把两个带正电的核吸引在一起，体系能量下降, 形成稳定分子，这种结合力就是共价键。REReABRABBRABA|2 原子间e云不重叠推斥态，使原子远离，分子能量 不成键原子间e云重叠吸引态，使原子靠近，分子能量 成 键共价键的本质:由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。由此说明：两核靠近时, 电子自旋平行方

6、式形成推斥态, 体系不稳定电子自旋反平行方式形成吸引态, 体系稳定, 形成化学键 且在Re处，形成稳定的H2分子启示：原子要形成分子，条件是：有未成对的单电子，且以自旋相反配对成键：(一) 价键理论要点1、自旋相反的单电子配对成键/有单电子的原子靠近时，e以自旋相反的方式配对成键,一个电子和另一电子配对后就不在与第三电子配对表明: 有多少单电子, 能形成多少个键化学键的饱和性2、原子形成分子时，按原子轨道重叠最大的方向成键化学键的方向性3、原子轨道同号重叠; 价轨道能量接近原则(都容易满足)等等，则不允许： 异号 非最大重叠+yxy-+-yxy-+yxy+-yx+-二者都满足: 最大重叠、同号

7、重叠。而 键(头对头)e云在核连线/轴线/上密度最大 键(肩并肩)e云在与核连线垂直的平面上密度最大yx+-=-, |2=|-|2+对称性匹配成键+对称性不匹配共价键的特征饱和性电子配对后不再与第三个电子成键；方向性除s轨道，最大重叠必有方向+共价键的类型键:原子轨道沿键轴 方向“头碰头”式重叠;键:原子轨道沿键轴 方向“肩并肩”式重叠碳碳双键的形成 五个键在同一个平面上；电子云分布在平面的上下方。乙 炔 分 子 的 形 成3. 配位键形成条件：成键原子一方有孤对电子， 另一方有空轨道。OC例：3px和3py相互垂直，所以H2S分子中 2个S-H键之间的键角约为90(实测为92) 键稳定，原子

8、结合成分子时，总是先形成键 两个原子之间-只能形成1个键 单键-键；多重键-1个是键，其余是键. H2S分子的成键示意图形成条件：成键原子一方提供孤对电子， 另一方提供空轨道.6. 配位键-特殊共价键Example5. 键参数（bond parameters ）分子中两个原子核间的平均距离 化学键的性质在理论上可以由量子力学计算作定量讨论，也可以通过表征键的性质的某些物理量来描述，如：电负性、键能、键长、键角和键级。分子中键与键之间的夹角 这两个参数可以通过X射线单晶衍射等实验手段测量得到. 键长(bond length)： 键角(bond angle)： 二甲基嘧啶胺与ZnCl2 在无水乙醇

9、中形成的配合物三斜晶系a =0.73280 nm b =0.97584 nm c =1.41329 nm =95.638=98.919 = 95.751分子中以化学键相连的两个原子核之间的平衡距离 两原子之间形成的化学键越多，键长越短C-C键长C=C键长CC键长 两个原子间化学键的键长越短，相应的键能就越大，分子越稳定。 键长 在标准状态下，把 1mol理想气体AB分子拆开为理想气体的A原子和B原子时所需的能量，称为AB键的解离能 AB(g)= A(g) + B(g) 符号D(AB) 单位：kJmol-1 双原子分子，键能E就等于键解离能DCl2(g) = 2 Cl(g) E(Cl-Cl)=D

10、(ClCl)=247 kJmol-1 多原子分子，键能和离解能在概念上不同 NH3键能 同样的键在不同的分子中键能有所差别D(HO-H) D(CH3O-H)不同分子中同一种键离解能的平均值作为该键的平均键能，统称为键能 两原子间的键能还受键的数目影响键的数目越多，键能越大E(CC) E(C=C) E(CC) 键能是表征化学键强度的重要参数化学键的键能越大，键的强度就越大，键就越牢固，分子则越稳定 NH3(g)=NH2(g)+H(g) D1=435.1kJmol-1NH2(g)=NH(g)+H(g) D2=397.5kJmol-1NH(g)= N(g)+H(g) D3=338.9 kJmol-1

11、NH键能 ： E(N-H)= D总/3= 390.5 kJmol-1键能是三个NH键离解能的平均值 NH3(g) = N(g)+3H(g) D总=D1+D2+D3= 1171.5 kJmol-1多原子分子，键能是离解能的平均值-平均键能NH3的解离多原子分子中，中心原子与不同原子之间连线的夹角 键角是共价分子中相邻两共价键轴线之间的夹角 同键长一起确定分子的空间结构和某些性质键角分子 键角 角 度 分子构型 H2O HOH 10445 “V”字形CO2 OCO 180 直线形NH3 HNH 107.3 三角锥形 BF3 FBF 120 正三角形 当分子的正负电荷重心不重合时，分子的一端带有部分

12、正电荷，另一端带有相同电量的负电荷，形成正负两极，这种分子称为极性分子分子极性的衡量-偶极矩q-q+d偶极子偶极矩() =qd 单位：德拜(D) 或(Cm)分子的极性 极性分子本身就是偶极子 0 非极性分子正负电荷重心重合 0 相同原子组成的双原子分子 - d0，0，是非极性分子 O2、N2、F2、Cl2 不同元素组成的双原子分子- 以极性键相结合，正负电荷重心不重合 d0 0 是极性分子 HCl 多原子分子，若分子中化学键都是非极性键，形成非极性分子，如P4、S8等 偶极矩 bond dipole moment (m)m = q d大小相等，符号相反彼此相距为 d 的两个电荷（+q和-q）组

13、成的体系称为偶极子， 其电量与距离之积，就是分子的偶极矩。 例如：H2N2CO2CS2H2SSO2H2OHClHBrHICOHCN00003.665.336.163.432.631.270.406.99分子 /1030Cm键的极性5.键矩(m):m =ql3.键角4.键长分子的空间构型键参数小结2.键能(E)1.键级(BO)键的强度BO = (成键轨道中的电子数 反键轨道中的电子数）实验测得 CCl4、 CH4等的立体构型为正四面体（tetrahedral）C的单电子只有2个，与H结合，应只能形成CH2而不是CH42.5.2 杂化轨道（hybrid orbital ） 如果 H2O 和 NH3

14、 分子中的 OH 键和 NH 键是由 H 原子的 1s 轨道与 O 原子和 N 原子中单电子占据的2p 轨道重叠形成的，HOH 和 HNH 键角应为 90；事实上, 上述两个键角各自都远大于90。 原子轨道为什么需要杂化？原子轨道为什么可以杂化？如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？ Pauling提出杂化轨道理论。新理论必须解决如下问题：2.3 轨道杂化理论 (Hybridization Theory) 在同一个原子中能量相近的不同类型的几 个原子轨道在成键时可以相互叠加而组成同等数量的能量完全相同的杂化原子轨道1、轨道的杂化 原子形成杂化轨道的一般过程 激发 杂化 轨道重叠杂化轨道的数目与参与

15、杂化的轨道数目相等！ 成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道杂化轨道1. 基本要点轨道成分变了总之，杂化后的轨道轨道的能量变了轨道的形状变了结果当然是更有利于成键！变了 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变 杂化前后轨道数目不变现代价键理论(二) - 杂化轨道理论 成键时能级相近的价电子轨道混杂，形成新的 价电子轨道杂化轨道 杂化前后轨道数目不变-轨道守恒1. 基本要点 杂化轨道的主要类型 sp 直线型 键角180 CO2, C2H2sp2 平面三角形 键角120 BF3, NO3-, C6H6 ,C2H4sp3 正四面体形 键角109 28 CH4, H2O, NH3dsp2

16、 平面四方形 键角90 Ni(CN)42-dsp3(sp3d) 三角双锥 120和90 PCl5d2sp3(sp3d2) 正八面体 90 SF6 (2) 等型杂化和不等型杂化等性杂化：参与杂化的原子轨道均为具有不成对电子的轨道不等性杂化：参与杂化的原子轨道不仅包含不 成对电子的轨道，也包含成对电子的轨道。如NH3分子中的杂化轨道孤对电子占有的杂化轨道不参与成键作用N ( 1s22s22px12py12pz1 )4个sp3 轨道H2O 2s2p轨道空间构型C: 2. 杂化形式 sp3杂化2p2s2s2psp3四个 sp3 杂化轨道激发杂化CH4中共价 键形成基态碳原子的结构杂化轨道x y x y

17、 z z x y z x y z 10928四个sp3杂化轨道 2s2p轨道B:sp2杂化 2s2p轨道2s2p2s2psp2三个 sp2 杂化轨道激发杂化 BCl3 中共价键的形成基态硼原子的结构杂化轨道 sp2杂化（2）SP2杂化（BF3）:2s2pB的基态2s2p激发态激发杂化 杂化态x y z x y z z x y z x y z 120杂化碳原子的sp2杂化2s2psp2杂化轨道杂化前杂化后（二）碳原子的杂化形式形成CC的碳原子均为sp2 杂化120 （三）碳碳双键的形成 五个键在同一个平面上；电子云分布在平面的上下方。乙烯分子中键的形成 Be: sp杂化2s2p2s2psp2p两

18、个 sp 杂化轨道激发杂化 HBeH基态铍原子的结构 BeH2 中共价键的形成杂化轨道2s2pBe的基态2s2p激发态激发杂化 杂化态（3）SP杂化（BeCl2）:x y z x y z z x y z x y z 180Be采用sp杂化生成BeH2乙 炔 分 子 的 形 成3.不等性杂化 参与杂化的原子轨道s,p和d等成分不相等，所形成的杂化轨道是一组能量彼此不相等的轨道。 sp3不等性杂化：NH3 , H2O。NH3：几何构型 为三角锥。N： 2s22p3键角为：107 一对孤对电子占据的杂化轨道能量较低，含更多的s成分。sp3不等性杂化H2O：几何构型为V型。O： 2s22p4键角为：1

19、04.5 两个杂化轨道能量较低，被两对孤对电子占据。sp3不等性杂化试用杂化轨道理论解释下面问题： NH3、H2O 的键角为什么比 CH4 小？CO2 的键角为 何是180？ 乙烯为何取120 的键角？ 在 BCl3 和 NCl3 分子中，中心原子的氧化数和配体 数都相同，为什么两者的空间分子结构却不同？还是杂化形式不同 在 sp2 和 sp 杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？ 各举一例！例如 SO2 和 CO 杂化形式不同Question 9Solutionsp3d杂化sp3d2杂化共用电子对数结构直线型sp2 3 4 5 6 平面三角形sp2正四面体sp3三角双锥dsp3正八面体d2sp3

20、杂化轨道理论小结 Hybrid Orbital Theory现代价键理论的优缺点优点：抓住了形成共价键的主要因素，模型直观，易普及和发展，在解释分子的空间构型方面相当成功缺点： 有些参与成键的电子是奇数的分子，但很 稳定，无法解释。如H2+无法解释O2 、B2的顺磁性。 无法解释更复杂的分子如O3、SO2、许多配 合物、含离域键的有机分子等。 分子轨道理论在解释上述问题，尤其在阐明光谱结果中更占上峰于是新的理论又诞生了！这里只作简单介绍。 O2有磁矩，为2.6210-23 Am2 NO等含奇数电子的分子结构 预言“He2”、“Be2”、“Ne2”等的不存在 O3 中的 O-O 键长处于单键与双

21、键之间 存在 和 物种 键长/pm 键能/kJmol-1 106 268 108 299 每种运动状态都用对应的一个波 函数来描述，称之为分子轨道 分子中一系列不连续的电子的可能空间运动状态 每个波函数 都代表一个分子轨道，有相应的 能量E 和图象. 分子轨道的能量也是量子化的. 不同的分子轨道具有不同的能量.什么是分子轨道?分子轨道是多中心的，常用、来表示其名称。Basic concept相关基本概念cAA + cBB*cAAcBB 由原子轨道(波函数)线性组合成的新的波函数，是分子中电子的空间运动状态。 成键分子轨道() | 2值增大，电子在两核之间出现的机会增大 能量低，有利于分子的形成

22、。 反键分子轨道(*) |*|2值减小，电子在两核之间出现的机会小 能量高，不利于分子的形成。 分子轨道由原子轨道线性组合而成二、分子轨道图(a) 和分子轨道能级图(b)成键轨道中，两原子之间的电子云密度增加；而反键轨道中，两原子之间的电子云密度降低。(a)(b)与原来两个原子轨道比较，成键分子轨道中两核间电子云密度增大，能量降低； 反键分子轨道中两核间电子云密度减小，能量升高。 分子轨道数目与组成的原子轨道数目相等* 非键分子轨道 保留原子轨道的性质和能量，对成键没有贡献 反键轨道非键轨道成键轨道 对称性匹配-决定是否有效组合成分子轨道 分子轨道能量从高到低的顺序 原子轨道组合成分子轨道的组

23、合原则 最大重叠原则 能量近似原则影响组合效率 只有对称性匹配的原子轨道才能有效的组成分子轨道 对(对称元素)呈相同的对称性s-s 、 s-px 、 px-px 沿键轴“头碰头”重叠组合成 分子轨道 py-py 、pz-pz以“肩并肩”的方式组合成分子轨道对称性匹配s s 重叠 +s s +s px 重叠 “头碰头”s px +_+_+ px px 重叠 “头碰头”py py 重叠 “肩并肩”分子轨道-对称元素为键轴分子轨道-对称元素为过键轴的平面 对称性匹配-就对称元素，两原子轨道属于“对称对称”或“反对称反对称”，可有效组合成分子轨道(成键和反键) 对称性不匹配-两个原子轨道属于“对称反对

24、称”，则成非键分子轨道，对成键不起作用 对称性一致的原子轨道组合时，符号一致组成成键分子轨道，能量降低；符号相反时组成反键分子轨道，能量升高。原子轨道组合方式不同，将分子轨道分为轨道与轨道。 s轨道与s轨道线性组合成 和 ss节面2、分子轨道的几种类型 p轨道与p轨道的线性组合。 两种方式：“头碰头”和“肩并肩”。 “头碰头”： 分子轨道有通过键轴的节面。2pz2pz“肩并肩”： 只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道，而且原子轨道的能量越接近，组合的效率越高 第二周期同核双原子分子 2s2s，2p2p能量相等，组合形成分子轨道 2s和2p呢？ E(2s2p)15ev 时二者不可组合

25、O2 F2 能量近似原则 原子轨道 对称性匹配 能量相近 重叠程度越大，成键分子轨道能量越低，形成的化学键越强，分子越稳定 要求 核间距要小(价层轨道重叠为主)； 两原子按合理方向接近 最大重叠规则 分子轨道的数目和能级图 算出填充这些轨道的电子数 按一定规则将电子填入分子轨道 写出分子的电子组态 先占据能量最低的轨道, 逐步填入能级较高的轨道 每条分子轨道最多只能填入 2 个自旋相反电子 分布到等价分子轨道时总是尽可能分占轨道.电子填入分子轨道时服从规则分子轨道中的电子排布4. 电子在分子轨道中填充的原则： 最低能量原理 Pauli不相容原理 Hund 规则3. 分子轨道的能级 对于一、二周

26、期元素所组成的多数双原子分子（除O2、F2外），其分子轨道能量高低次序大体可以排列如下：1s1s*2s2s*2py2pz2px2py*2pz*2px*npy和npx是能量等同的简并成键轨道npy*和npx*是能量等同的简并反键轨道 1. H2 和 “He2 ” 中的分子轨道 两个H原子相互接近时, 两条 1s 轨道组合得到能级不同、空间占据区域不同的两条分子轨道。成键分子轨道；反键分子轨道.分子形成过程: 2H (1s1) H2 ( 1s) 2 两He原子接近时: 两1s 原子轨道组合得到1s和1s*轨道，4 个电子恰好填满, 分子的电子组态(1s)2 (*1s)2。 成键与反键电子数相等,

27、净结果是两 He 原子不成键.1s1s 能 量 He“He2”He第二周期同核双原子分子的能级能量1s1s2s2s2p2pMO1s1s2s2s2p2p2p2pAOAOMOAOAO1s1s2s2s2p2p1s2s2s2p2p2p2pO2 、 F2分子轨道能级C2 、 B2、N2分子轨道能级Li Be B C N O F2p2s5101520302540350能量和能及的依赖关系E = E(2p) E(2s)Li Be B C N O FE/eV 1.85 2.73 4.60 5.3 5.8 14.9 20.4 当2s和2p原子轨道能级相差较小时，考虑2s 和 2p 轨道之间的相互作用，造成 能级

28、高于 能级的颠倒现象。能级颠倒现象3. 第 2 周期元素双原子分子的电子组态 分子轨道能级图 按填充原理将电子填充, 得到分子轨道排布式。 第2周期同核双原子分子: Li2，Be2，B2，C2，N2，O2，F2， Ne2 O2分子中含两个未成对电子，是顺磁性物质. 成键轨道和相应反键*轨道空间方位一致， 构成一个三电子键. O O ( 2py)2( *2py)1( 2pz)2( *2pz)1 . . . .O O 1s1s*1s1s2s2s*2s2s2p2p*2p2p2p2p*N2KK( 2s) 2 ( 2s* ) 2 ( 2p ) 4 (2p ) 2 无单电子抗磁性稳定性: N2 N2+ (

29、成键电子数反键电子数)/2分子的键级 N2 键级3 NN O2 键级2 键数3 单、双、叁键的键级1、2、3，单电子键和三电子键的键级1/2 键级愈高，键能愈大，键长愈短，键愈稳定 比较：O2 O2 + O2 2+ O2 O2 2 电子填充到成键轨道，键级增大，结构稳定； 电子填充到反键轨道上，键级减小，不稳定. 键级 O2KK( 2s) 2 ( 2s* ) 2 (2p ) 2 ( 2p ) 4 ( 2p* ) 2 1s1s*1s1s2s2s*2s2s2p2p*2p2p2p2p*稳定性 O2+ O2 O2- O22- 顺磁顺磁抗磁顺磁分子轨道理论与价键理论的比较 成键原理不同 有效成键必须满足

30、:能量近似、最大重叠 对称性匹配原则. 价键理论:很好地说明分子结构与分子几何形状 分子轨道:表示出轨道的相对能级 预言某一特定的化学键能否形成VB+MO自由电子理论Theory of electron Mne Mn+ 晶格结点上排列着M和Mn+，存在着自由电子 自由电子 将Mn+和M联系在一起形成金属键， 此键无方向性和饱和性 形成晶体时，金属一般总是以最密堆积方式， 空间利用率大，密度大金属原子和 金属正离子沉浸在“电子海”中-共用自由电子 1. 电子海模型10.2.2 金属键理论自由电子理论的应用紧密堆积自由电子的吸光性能自由电子的移动金属键的离域自由电子+金属离子金属原子+位错+密度大

31、金属光泽导电传热延展性金属的性质 解 释金属的性质-与自由电子有关自由电子的存在使其具有导电、导热性自由电子能吸收可见光并随即放出， 使金属不透明并有光泽.自由电子的胶合作用，当晶体受外力作用时原子间可发生滑动而不断裂，所以有延展性.2. 金属的能带理论 分子轨道理论将金属晶体看作一个巨大分子，结合在一起的无数个金属原子形成无数条分子轨道，某些电子就会处在涉及构成整块金属原子在内的轨道。这样就产生了金属的能带理论（金属键的量子力学摸型）。金属晶体是一个巨大分子，无数金属原子形成无数条分子轨道。电子处在这些分子轨道中-能带理论 (分子轨道理论在金属晶体中的应用)金属的能带理论energy ban

32、d theory 成键时价电子是“离域”的，为所有晶格的原子所共有. 晶格中原子密集，组成许多分子轨道，相邻的分子轨 道间的能量差很小，形成“能带 ”. 金属晶体中可有不同的能带:导带、满带、禁带等. 金属中相邻的能带有时可以互相重叠. 基本要点 金属锂的能带 (1s带） (2s带） 金属镁能带的重叠 导体 绝缘体 E5ev 半导体 E3ev禁带宽度：金属：01eV 半导体：5 eV禁带能带能带能带禁带能量 能带: 在一组连续分子轨道能级中，相邻分子 轨道间能量差很小，常连成一片，称为能带 满带：充满电子的能带称为满带 导带：部分充满电子的能带称为导带 空带：没有电子的能带称为空带 禁带: 相

33、邻两个能带之间的能量间隔叫禁带重要概念Li的能带结构金属锂的2s能带具有半充满结构 金属的电导率随温度升高而下降 半导体的电导率随温度升高而上升 导体： (1) 价电子能带未满(导带)。Li, Na等 (2) 价电子能带全满，但空带与其部分重叠。 Be, Mg等 绝缘体：满带与空带间的禁带宽度特大，E5ev 电子难以激发，不导电。金刚石等。 半导体：满带与空带间的禁带很窄，E3ev。 晶体低温下不导电，但在光照或受热下满带上的 电子可跃迁到空带上，故能导电。Si, Ge等。 金属 Mg 由 s 轨道组合而成的导带已填满电子， 但它仍是导体。为什么？ 3p空带与3s能带部分重叠. 3s电子可向3

34、p能带移动.金属镁能导电. Li Mg 原子间的作用可用三种典型的化学键即离子键、共价键、金属键描述。只有极少数物质属于极端情况，多数为三种键型的过渡。 一种化合物常常有多种键型，如Ag(NH3)2Cl 化合物中，只要能达到成键的条件，原子之间会以多种形式最大可能地形成多种类型的化学键。通过这些成键作用，改变分子中电荷的分布，促进原子轨道有效的重叠和异号电荷间的吸引力，使整个分子和晶体的势能降低，稳定性增加 7.4 分子间作用力分子的极性分子间作用力 (Intermolecular Forces)氢键 (Hydrogen7.4.1极性分子和非极性分子1. 极性键 (Polar bonds)HC

35、l+q-qd偶极矩 (Dipole Moment, ) q d d ：正、负电荷重心间距（偶极长）q ：电量单位： 德拜（Debye，D） 1D3.336 10-30 Cm（库仑米）表示：（） （）（矢量） 偶极矩=0的共价键叫做非极性共价键；偶极矩0的共价键叫做极性共价键。2. 分子的极性 若分子中正电荷中心和负电荷中心重合，则称为非极性分子，若二者不重合，则称为极性分子。分子的偶极矩( Dipole moment of molecule)q : 一个偶极子的电量d : 偶极长度（即分子正、负电荷中心的距离） 极性分子可以看成是由两个点电荷构成的一个电偶极子+q-qd键的极性和分子极性（一）

36、CCl4，非极性； CHCl3, 极性。键的极性和分子极性（二）H2OCO2CO2，非极性； H2O, 极性。7.4.2 分子间作用力类型(kJ/mol)作用力大小分子类型取向力03极性分子诱导力01极性分子与非极性分子之间色散力825所有类型分子氢键530N, O, F; the link is a shared H atom化学键能约为：100600 (kJ/mol) 色散力非极性分子间 非极性分子可以产生瞬时偶极，瞬时偶极必定采取异极相邻状态，此状态不断重复而产生的吸引力就是色散力。色散力大小与分子的形态1）分子量愈大，色散力愈大；2）相同组成时，线性分子的色散力较大。如：正戊烷，bp=36.1 C. 而(CH3)4C, bp=9.5 C. 色散力特点： 任何分子间均有色散力。 分子变形性越大，色散力越大。分子量越大，色散力越大，重原子形成的分子色散力大于轻原子形成的分子的色散力。 除极少数极性极强的分子外，色散力是分子间的主流作用力。 取向力 极性分子之间存在固有偶极的相互作用. 由固有偶极之间的取向而产生的分子间力叫做取向力。 极性分子间的取向力示意图- +- +- +2.取向力： 极性分子之间偶极的定向排列而产生的作用力。 取向力特点： 只有极性分子之间才会产生。 分子偶极越大，取向力越大。