共价键与分子间力

1、共价键与分子间力第1页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一教学的目的与要求1. 掌握现代价键理论的要点和键、健的特征。了解键参数。2. 掌握杂化轨道理论基本要点，SP3、SP2、SP杂化类型，特征；等性、不等性杂化概念及应用。3. 了解分子极性，熟悉分子间力类型、特点、产生原因；氢键形成条件、特征、应用。 重点1. 共价键的本质及特点。2. 键、健的特征。3. 杂化轨道理论基本要点， SP3、SP2、SP杂化类型，特征；等性、不等性杂化概念及应用。4. 氢键形成条件、特征、应用。难点杂化第2页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一10.1.1 共价键的本质与特点1

2、0.1 价键理论10.1.3 杂化轨道10.1.2 共价键的键型第十章共价键与分子间力10.4.1 键能 10.2 键参数10.4.4 键的极性 10.4.3 键角10.4.2 键长 10.3 分子间的作用力10 . 3 . 1 分子的极性与分子的极化 10 . 3 . 2 van der Waals力 （分子间力）10 . 3 . 3 氢键第3页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一离子键理论10.1.1 共价键的本质与特点化学键： 分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。化学键理论：金属键理论共价键理论10.1 价键理论第4页，共36页，2022年，5月20日，7点

3、5分，星期一1.量子力学处理H2分子的结果 两个氢原子电子自旋方式相反，靠近、重叠，核间形成一个电子概率密度较大的区域。系统能量降低，形成氢分子。 核间距 R0为74 pm。 共价键的本质原子轨道重叠，核间电子概率密度大吸引原子核而成健。第5页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一2.价键理论基本要点与共价键的特点价键理论基本要点：未成对价电子自旋方式相反；原子轨道最大程度地重叠。共价键的特点：方向性饱和性H ClH O HN N第6页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一1.键： 原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠(头碰头)。10.1.2 共价键的键型第7页，共3

4、6页，2022年，5月20日，7点5分，星期一2.键： 两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠(肩并肩)。第8页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一3.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。例：OC第9页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一基本要点：成键时能级相近的价电子轨道混合杂 化，形成新的价电子轨道杂化轨道。杂化前后轨道数目不变。杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。10.1.3 杂化轨道第10页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一CH4的空间构型为正四面体C：2s22p21.sp3杂化第11页，共36页，2022年，

5、5月20日，7点5分，星期一sp3第12页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一四个sp3杂化轨道第13页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一B： 2s22p12.sp2杂化BF3的空间构型为平面三角形第14页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一sp2sp2杂化第15页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一三个sp2杂化轨道第16页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一第17页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一Be：2s23.sp杂化BeCl2的空间构型为直线形ClClBespsp杂化Be采用sp杂化生

6、成BeCl2第18页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一两个sp杂化轨道第19页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一第20页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一4.不等性sp3杂化第21页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 第22页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型中心原子Be(A)B(A)C,Si(A)N,P(A)O,S(A)Hg(B)直线形 三角形 四面体 三角锥 V型不等性杂化轨道类型s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p参加杂化的轨道2443杂化轨道数成键轨道夹角

7、分子空间构型实例第23页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一思考题：解释C2H4，C2H2的分子构型。已知： C2H2为直线型；的构型为：C = CHHHH第24页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 在双原子分子中，于100kPa下将气态分子断裂成气态原子所需要的能量。D(HCl)=432kJmol-1, D(ClCl)=243kJ mol-1 在多原子分子中，断裂气态分子中的某一个键，形成两个“碎片”时所需要的能量叫做此键的解离能。10.2.1 键能键解离能（D） 10.2 键参数第25页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一H2O(g) =

8、2H(g) + O(g) 原子化能 Eatm：气态的多原子分子的键全部断裂形成各组成元素的气态原子时所需要的能量。例如： 键能、键解离能与原子化能的关系：双原子分子：键能 = 键解离能 E(H) =D(H)多原子分子：原子化能 = 全部键能之和atm(H2O) = 2(OH) 键焓与键能近似相等，实验测定中，常常得到的是键焓数据。第26页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 分子中两原子核间的平衡距离称为键长。例如，H2分子，l = 74pm。10.2.2 键长第27页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 由表数据可见，HF， HCl， HBr， HI 键长依次

9、递增，而键能依次递减；单键、双键及叁键的键长依次缩短，键能依次增大，但与单键并非两倍、叁倍的关系。第28页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 键角和键长是反映分子空间构型的重要参数，它们均可通过实验测知。10.2.3 键角N:FFFC = CHHHHN:HHHP:HHHH第29页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一10.2.4 键的极性 键的极性是由于成键原子的电负性不同而引起的。当成键原子的电负性相同时，核间的电子云密集区域在两核的中间位置，两个原子核正电荷所形成的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好重合，这样的共价键称为非极性共价键（nonpolar c

10、ovalent bond）。 当成键原子的电负性不同时，核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端，使之带部分负电荷，而电负性较小的原子一端则带部分正电荷，键的正电荷重心与负电荷重心不重合，这样的共价键称为极性共价键（polar covalent bond）。 第30页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 键矩是表示键的极性的物理量记作 。 = q l 式中 q 为电量，l 为核间距。为矢量，例如，实验测得HCl第31页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一 10.3 分子间的作用力10 . 3 . 1 分子的极性与分子的极化 1分子的极性与键的极性 分子的极性

11、键的极性分类1、极性分子2、非极性分子1、极性共价键2、非极性共价键联系双原子分子两者统一多原子分子两者不一定统一（与电负性和分子空间构型有关 ）判断电偶极矩量度 由电负性决定第32页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一3分子的极化 永久偶极（permanent dipole） 诱导偶极（induced dipole） 10 . 3 . 2 van der Waals力 （分子间力）1取向力（orientation force） 2诱导力（induction force） 第33页，共36页，2022年，5月20日，7点5分，星期一3色散力（dispersion force） 小结 （1）在非极性分子之间只有色散力；在极性分子和非极性分子之间既有诱导力也有色散力；而在极性分子之间，取向力、诱导力和色力都存在。 （2）van der Waals力不属于化学键范畴，它有下列一些特点： 它是静电引力，其作用能只有几到几十千焦每摩尔，约比化学键小12个数量级；它的作用范围只有几十到几百皮米；它不具有方向性和饱和性；对于大多数分子，色散力是主要的。只有极性大的分子，取