物质结构基础

物质结构基础第一页，共一百零四页，2022年，8月28日15.1.1核外电子运动的特殊性5.1.2原子核外电子排布5.1.3原子的电子层结构和元素周期表5.1.4元素基本性质的周期性5.1原子结构5.2化学键5.4分子间相互作用力5.3分子空间构型第二页，共一百零四页，2022年，8月28日2本章重点5元素周期表与元素性质的周期性1微观粒子的波粒二象性3核外电子排布周期性2四个量子数4核外电子排布能量三原则6离子键、金属键、共价键7杂化轨道理论和分子的空间构型8分子间作用力与氢键第三页，共一百零四页，2022年，8月28日3近代原子结构理论的研究是从最简单的氢原子光谱开始的连续光谱和线状光谱(原子光谱）①不连续的、线状的，②是很有规律的.氢原子光谱特征:5.1原子结构图片来源于暨南大学化学系分析化学教研室制作PPt第四页，共一百零四页，2022年，8月28日4

氢原子核内只有一个质子，核外只有一个电子，它是最简单的原子。在氢原子内，这个核外电子是怎样运动的？这个问题表面看来似乎不太复杂，但却长期使许多科学家既神往又困扰，经历了一个生动而又曲折的探索过程。1、爱因斯坦的光子学说2、普朗克的量子化学说3、氢原子的光谱实验4、卢瑟福的有核模型1913年，28岁的Bohr在的基础上，建立了Bohr理论.

5.1.1核外电子运动的特殊性

1.玻尔理论第五页，共一百零四页，2022年，8月28日5玻尔原子模型要点：定态轨道概念：核外电子运动取一定的轨道，在此轨道上运动的电子不放出也不吸收能量。轨道能级的概念：不同定态轨道的能量是不同的，离核近能量低，离核远能量高，轨道的不同能量状态称为能级，正常状态下，电子在低能轨道上称为基态，获能量后可到高能轨道上，成为激发态。第六页，共一百零四页，2022年，8月28日6玻尔理论成功解释了氢原子和类氢原子光谱，缺陷是不能解释多电子原子光谱。激发态原子发光的原因：激发态原子不稳定，当跃迁到低能级时，释放出能量，以光的形式释放出来，不同元素的原子发光时，各有特征的光谱。轨道能量量子化概念：轨道间能量差值是不连续的，轨道能量是不连续的，即核外电子运动的能量是量子化的。表征微观粒子运动状态的某些物理量的能量在不连续的变化，称为量子化。第七页，共一百零四页，2022年，8月28日7光的波粒二象性1905年爱因斯坦提出了光子学说，圆满地解释光电效应。光作为一束光子流，其能量表示为E=h，光不仅具有波动性，而且具有粒子性。波粒二象性是光的本性。爱因斯坦的质能关系式为：和E=h可以给出光子的波长和动量p之间的关系式：

2.微观粒子的波粒二象性其中p是光子的动量，是光子的波长，c是电磁波在真空中的传播速度，h是普朗克常数第八页，共一百零四页，2022年，8月28日8微观粒子的波粒二象性1924年，法国物理学家德布罗依预言，假如光具有波粒二象性，那么微观粒子在某些情况下，也能呈现波动性。左边是电子的波长，表明它的波动性特征，右边是电子的动量代表它的粒子性，通过普朗克常数把电子的粒子性和波动性定量地联系起来，这就是电子的波粒二象性。第九页，共一百零四页，2022年，8月28日91927年，美国物理学家戴维逊在进行电子衍射实验时发现高速运动的电子束穿过晶体光栅投射到感光底片上时，得到的不是一个感光点，而是明暗相间的条纹，与光的衍射图相似，证实了电子的波动性。电子衍射实验示意图感光屏幕薄晶体片电子束电子枪衍射环纹第十页，共一百零四页，2022年，8月28日101926年，奥地利物理学家薛定谔提出了描述电子运动状态的数学表达式，即著名的微观粒子运动方程—薛定谔方程。式中:为波函数,是空间坐标，，的函数是体系总能量；V是势能，m是电子的质量，h是普朗克常数。方程中m，E，V体现电子的微粒性，体现波动性。

3.波函数和原子轨道第十一页，共一百零四页，2022年，8月28日11直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,θ,φ)的转换222zyxr++=cosrz=qsinsinry=φqcossinrx=φq第十二页，共一百零四页，2022年，8月28日12其中:

R(r)为波函数的径向部分,是电子离核距离r的函数；

Y(,)为波函数的角度部分,是两个角度和的函数。()()φq,,

,,

rΨzyxΨ=()()φq,YrR=波函数＝径向函数×角度函数第十三页，共一百零四页，2022年，8月28日13

从薛定谔方程中求出的具体函数形式，即为方程的解。它是一个包含n,l,m

三个常数项的三变量的函数，常表示为：

n,l,m

－量子数

n,l,m

三个量子数是薛定谔方程有合理解的必要条件。第十四页，共一百零四页，2022年，8月28日14波函数是描述核外电子在空间运动状态的数学函数式，即一定的波函数描述电子一定的运动状态。

原子轨道是波函数的空间图像，即原子中一个电子的可能的空间运动状态。波函数的意义：是描述原子核外电子运动状态的数学函数式，是空间坐标x,y,z的函数，每一个波函数叫原子轨道。每一个函数有一相对应的能量波函数没有明确的直观的物理意义，但是表示电子在核外空间某处出现的几率，即几率密度。第十五页，共一百零四页，2022年，8月28日15描述原子中各电子的状态（指电子所在的电子层和原子轨道的能级、形状、伸展方向以及电子的自旋方向等）需要四个参数。主量子数（n）描述电子层能量的高低次序和离核远近的参数。n可为零以外的正整数。n=1，2，3…每个值代表一个电子层：

主量子数(n)12345电子层第一层第二层第三层第四层第五层电子层符号KLMNOn值越小，该电子层离核越近，其能级越低。

4.量子数第十六页，共一百零四页，2022年，8月28日16确定原子轨道的形状并在多电子原子中和主量子数一起决定电子的能级。角量子数（）

n值确定以后，可为零到(n-1)的正整数，其中每一个l

值代表一个电子亚层：角量子数（）012345电子亚层符号spdfgh对于多电子原子来说，同一电子层中的l值越小，该电子亚层的能级越低，如：2s<2p第十七页，共一百零四页，2022年，8月28日17

m的取值决定于l值，可取2l+1个从-l到+l（包括零）的整数，每一个m值代表一个具有某种空间取向的原子轨道。例：三个数值，表示亚层上的三个相互垂直的原子轨道。

自旋量子数（ms

）描述核外电子的自旋状态。只有或两个数值，表示电子的一种自旋方向，顺时针和逆时针方向。磁量子数（m）是描述原子轨道在空间的伸展方向的。第十八页，共一百零四页，2022年，8月28日18将波函数的径向部分视为常量来考虑不同方位上的相对大小，即随变化的图像，这种分布图只与l,m有关,与n无关角度分布图又称为原子轨道的角度分布图

5.波函数的角度分布第十九页，共一百零四页，2022年，8月28日19S原子轨道角度分布图第二十页，共一百零四页，2022年，8月28日20p原子轨道角度分布图第二十一页，共一百零四页，2022年，8月28日21d原子轨道角度分布图第二十二页，共一百零四页，2022年，8月28日22第二十三页，共一百零四页，2022年，8月28日23轨道角度分布图＋＋x第二十四页，共一百零四页，2022年，8月28日241939年L.Pauling对周期表中各元素原子的原子轨道能级图进行分析，归纳，总结出多电子原子轨道能级图。5.1.2原子核外电子排布

1.多电子原子的能级鲍林近似能级图第二十五页，共一百零四页，2022年，8月28日25从图中看出：各电子层能级相对高低为K<L<M<N<O<……同一原子同一电子层内，对多电子原子来说，电子间的相互作用造成同层能级的分裂，各亚层能级的相对高低为Ens<Enp<End<Enf<……同一电子亚层内，各原子轨道能级相同。同一原子内，不同类型的亚层之间，有能级交错现象，如E4s＜E3d＜E4p；E5s＜E4d＜E5p；

E6s＜E4f＜E5d＜E6p第二十六页，共一百零四页，2022年，8月28日26

2.核外电子排布三原则多电子原子处在基态时，核外电子的分布在不违反泡利原理的前提下，总是尽先分布在能量较低的轨道，以使原子处于能量最低的状态。最低能量原理在同一原子中，不可能有四个量子数完全相同的电子存在，每一个轨道内最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。泡利(Pauli)不相容原理第二十七页，共一百零四页，2022年，8月28日27例：N原子1s22s22p3的轨道表示式为：1s22s22p3原子在同一亚层的等价轨道上分布电子时，将尽可能单独分布在不同的轨道，而且自旋方向相同，这样分布时，原子的能量较低，体系较稳定。洪特(Hund)规则第二十八页，共一百零四页，2022年，8月28日28洪特规则的特例，等价轨道全充满,半充满或全空的状态是比较稳定的，表示为：

全充满：P6，d10,f14半充满：P3,d5,f7全空：P0,d0,f0例：写出氖、铁原子的电子结构式。

氖

1s22s22p6

原子序数10

铁

1s22s22p63s23p63d64s2

原子序数26为书写方便，将内层已达到稀有气体的电子层结构写成“原子实”，并以稀有气体符号加方括号来表示。例如铁[Ar]3d64s2,铬[Ar]3d54s1

第二十九页，共一百零四页，2022年，8月28日29电子填入轨道次序图1~36号元素原子核外电子的排布四个量子数与电子排布式的对应关系价层、原子实的概念基态与激发态电子排布原子失去电子的顺序基态离子的电子排布3.多电子原子核外电子排布第三十页，共一百零四页，2022年，8月28日301IA

02

IIA

IIIA~VIIA

3s区ns1~ns2

p区ns2np1~ns2np64IIIB~VIIBVIIIIB

IIB5d区（n-1）d1~8ns2

（有例外）

ds区(n-1)d10ns1~267镧系元素锕系元素（n-2）f1ns2~（n-2）f14ns2（有例外）5.1.3原子的电子层结构和元素周期表1、原子的电子层结构与元素的分区第三十一页，共一百零四页，2022年，8月28日31s区元素：ⅠA碱金属，ⅡA碱土金属。结构特点：ns1,ns2p区元素：ⅢA-ⅦA族和零族，结构特点：ns2np1-6d区元素：ⅢB-ⅦB族和Ⅷ族，结构特点：(n-1)d1-8ns2ds区元素：ⅠB,ⅡB族，结构特点：(n-1)d10ns1-2f区元素：镧系，锕系元素，结构特点：(n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2第三十二页，共一百零四页，2022年，8月28日32区原子价层电子构型最后填入电子的亚层包括的元素spddsfns1-2ns2np1-6(n-1)d1-8ns1-2(n-1)d10ns1-2(n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2最外层的s亚层最外层的p亚层一般为次外层的d亚层一般为次外层的d亚层一般为外数第三层的f亚层（有例外）ⅠAⅡA族ⅢA-ⅦA族和零族ⅢB-ⅦB族和Ⅷ族ⅠB,ⅡB族镧系，锕系元素各区元素原子电子分布特点第三十三页，共一百零四页，2022年，8月28日33周期能级组能级组内各原子轨道元素数目1（特短）2（短）3（短）4（长）5（长）6（特长）7ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d28818183226未完原子的电子层数与该元素所在的周期数相对应，各周期数又与各能级组相对应的，根据原子的电子层结构不同，把周期表中各元素划为七个周期。

2.原子的电子层结构与周期的关系周期与相对应的能级组的关系第三十四页，共一百零四页，2022年，8月28日341IA

02

IIA

IIIA~VIIA

3s区ns1~ns2

p区ns2np1~ns2np64IIIB~VIIBVIIIIB

IIB5d区（n-1）d1~8ns2

（有例外）

ds区(n-1)d10ns1~267镧系元素锕系元素(n-2)f1~14(n-1)d0~2ns2特短周期2元素短周期8元素长周期18元素特长周期32元素元素原子最后填入电子的亚层为s或p亚层，主族元素，A族。族数=价电子数（外层电子数）电子最后填入d或f亚层，副族元素，B族，过渡元素。族数=价层电子数（外+次外）第三十五页，共一百零四页，2022年，8月28日35如果元素原子最后填入电子的亚层为s或p亚层的，该元素便属于主族元素。如果最后填入电子的亚层为d或f亚层的，该元素便属于副族元素，又称为过渡元素。A族-主族B族-副族

3.原子的电子层结构与族的关系第三十六页，共一百零四页，2022年，8月28日36共价半径：同种元素的两个原子,以共价单键相连时,核间距的一半,为共价半径。如:H2，Cl2等同核单键双原子分子,均可测得其共价半径。5.1.4元素基本性质的周期性1.原子半径第三十七页，共一百零四页，2022年，8月28日37金属单质的晶体中,两个相邻金属原子核间距的一半,为该金属原子的金属半径。金属半径:第三十八页，共一百零四页，2022年，8月28日38范德华半径：单原子分子(He,Ne等),原子间靠范德华力即分子间力结合,两个原子核间距的一半为范德华半径。第三十九页，共一百零四页，2022年，8月28日39原子半径在周期表中的变化规律

同一周期主族元素：从左→右,r变小

同一周期的d区元素：从左到右，半径略有减小，ⅠB和ⅡB由于次外层的d轨道全满，形成球对称的电子云，对外层电子起屏蔽作用，使核对外层电子的吸引减小，导致它们比同周期相邻元素原子半径略大。

同周期的f区，由于新增加的电子填入倒数第三层的f轨道，抵消了核电荷的增加对外层电子的吸引，原子半径减小程度很小。

同族中：自上而下，r增大第四十页，共一百零四页，2022年，8月28日40元素的原子半径第四十一页，共一百零四页，2022年，8月28日41第一电离能：基态的气态原子失去1个电子形成氧化数为+1的气态阳离子时所需的能量

M(g)→M+(g)+eI1第二电离能：氧化数为+1的气态阳离子再失去1个电子，形成氧化数为+2气态阳离子时所需的能量M+(g)→M2+(g)+eI2各级电离能大小I1<I2<I3

原子的电离能越小，原子越易失去电子例如：2.电离能第四十二页，共一百零四页，2022年，8月28日4243影响电离能大小的因素a.原子的核电荷b.原子半径c.电子层结构

电离能增大He电

电离离能能减增小Cs电离能减小大元素电离能在周期表中的变化规律：第四十三页，共一百零四页，2022年，8月28日43Be：[He]2s2

，全充满结构，比较稳定，不易失去电子。N：[He]2s22p3，p为半充满结构，比较稳定，不易失去电子。I1增大明显。Ne：[He]2s22p6

，全充满结构，不易失去电子，所以其电离能在同周期中最大。电离能：Be＞B,N＞O,Ne最大，如何解释？第四十四页，共一百零四页，2022年，8月28日44

基态的气态原子得到1个电子形成−1价气态阴离子时所放出的能量叫第一电子亲和能。

A(g)+e→A-(g)E1

同样有E2

，E3，E4……等。单位:kJ/mol

电子亲合能代数值越小，该元素越容易获得电子O

(g)

+e-O-(g)E1

=-140.0kJ.mol-1O-(g)

+e-

O2-(g)E2

=844.2kJ.mol-1例如：3.电子亲和能第四十五页，共一百零四页，2022年，8月28日45

将F的电负性值定为4.0，将其它元素与其相比而得出其它元素的电负性数据4.电负性（χ）电负性的变化规律：

电负性增大电F电负负性性减增小Cs大

电负性减小第四十六页，共一百零四页，2022年，8月28日46注意a.同周期主族中，自左向右，电负性变大，元素的非金属性增强。b.

同族中，自上而下，电负性变小，元素的金属性增强。c.副族元素，电负性变化规律不明显d周期表中，右上角的F元素电负性最大，左下角的Cs元素电负性最小。1.电负性是一个相对值，本身没有单位2.目前有几套电负性数据，使用数据时要注意出处，并尽量采取同一套电负性数据第四十七页，共一百零四页，2022年，8月28日47一、选择题：1.已知某元素+2价离子的电子分布式为1s22s22p63s23p63d10，该元素在周期表中所属分区为（）

A.s区B.d区C.ds区D.f区E.p区2.具有些列外层电子构型的元素中，电负性最大的是（）

A.ns2B.ns2np3C.ns2np4D.ns2np53.具有些列外层电子构型的元素中，第一电离能最大的是（）

A.ns2B.ns2np1C.ns2np2D.ns2np3课堂练习题：第四十八页，共一百零四页，2022年，8月28日48二、填空题原子序数原子外层电子构型未成对电子数周期族所属区16194248第四十九页，共一百零四页，2022年，8月28日49三、简答题1.元素原子的最外层仅有一个电子，该电子的量子数是n=4，l=0，m=0，ms=+1/2，试问：（1）符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少？（2）写出相应元素原子的电子分布式，并指出在周期表中的位置。第五十页，共一百零四页，2022年，8月28日50分子结构包括：化学键：化学上把分子或晶体内相邻原子（或离子）间强烈的相互吸引作用称为化学键。

三种基本类型：离子键、共价键、金属键分子的空间构型分子之间还有较弱的相互吸引作用，称为分子间力或范德华力5.2化学键第五十一页，共一百零四页，2022年，8月28日511916年W.Kossel提出，认为离子键的本质是阳、阴离子之间的静电引力，可存在于气体分子内，但大量存在于离子晶体中。离子键：由正、负离子的静电作用而形成的化学键离子化合物：由离子键形成的化合物

活泼金属原子与活泼非金属原子所形成的化合物，如NaCl、KCl、MgO、CaO等，通常都是离子型化合物；主要以晶体的形式存在，具有较高的熔点和沸点，在熔融状态或溶于水后其水溶液均能导电。5.2.1离子键理论第五十二页，共一百零四页，2022年，8月28日52

NaClNa+Cl

+_e(1)电负性小的金属原子与电负性大的非金属原子相遇，可发生电子转移；(2)分别形成正负离子；(3)正负离子借静电吸引力而靠拢。

1.离子键的形成过程第五十三页，共一百零四页，2022年，8月28日53(1)静电作用力；(2)没有方向性；(3)没有饱和性﹥1.7离子键两原子电负性差值＝1.750％离子键﹤1.7共价键

2.离子键的形成条件

3.离子键的特点第五十四页，共一百零四页，2022年，8月28日54NaCl晶体第五十五页，共一百零四页，2022年，8月28日55(1)要点：①两原子接近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键。②原子轨道的对称性匹配，形成化学键，系统能量最低-能量最低原理。③成键电子的原子轨道如能重叠越多，所形成的共价键就越牢固-最大重叠原理。共价键：原子间靠共用电子对结合起来的化学键共价化合物：由共价键形成的化合物5.2.2共价键理论

1．价键理论（电子配对法，VB法）第五十六页，共一百零四页，2022年，8月28日56第五十七页，共一百零四页，2022年，8月28日57具有饱和性：每个原子成键的总数或以单键相连的原子数目是一定的，一个原子有几个未成对的价电子，一般就只能和几个自旋方向相反的电子配对成键。例如：N1s22s22p3

含三个未成对的价电子，因此两个N原子间最多只能形成三键，即NN分子。(2)共价键的特征：第五十八页，共一百零四页，2022年，8月28日58具有方向性：s轨道与s轨道在任何方向上都能发生有效重叠，此外，p、d、f轨道都有一定的空间伸展方向，成键电子的原子轨道只有沿着轨道伸展的方向进行重叠，才能实现最大限度的重叠，才能形成稳定的共价健,这就决定了共价键的方向性。共价键形成方向

非共价键形成方向原子轨道要求尽量的最大重叠:第五十九页，共一百零四页，2022年，8月28日59(3)共价键的类型键若原子轨道的重叠部分，对键轴具有圆柱形对称性，所成的键称为键。(Px-Px)键，“头碰头”，电子叫做电子。根据原子轨道重叠部分所具有的对称性分类：第六十页，共一百零四页，2022年，8月28日60第六十一页，共一百零四页，2022年，8月28日61π键若原子轨道的重叠部分，对键轴所在的某一特定平面具有反对称性，所成的键称为π键，成键电子叫π电子。原子轨道以“肩并肩”方式发生重叠。第六十二页，共一百零四页，2022年，8月28日62第六十三页，共一百零四页，2022年，8月28日63例：N2N:1s22s22p3Px-Px

键“头碰头”Py-Py

π键“肩并肩”Pz-Pz

π键“肩并肩”重叠程度:π键<键，键能:π键<键π电子比电子活泼，容易参与化学反应。第六十四页，共一百零四页，2022年，8月28日64在298.15K和100kPa下断开气态物质中1mol化学键而生成气态原子时所吸收的能量叫做键离解能(D)。D(HCl)=431kJ·mol1对双原子分子，键能数值上等于键离解能。键能越大，键越牢固。多原子分子中，若某键不止一个，则该键能为同种键逐级离解能的平均值。

5.2.3键参数1.键能第六十五页，共一百零四页，2022年，8月28日65在分子中两个相邻化学键之间的夹角。键角和键长是描述分子结构的两个要素。N:HHHC=CHHHH2.键长分子内成键两原子核间的平衡距离称为键长(Lb)，通过实验测定。键越短，键越强，越牢固。3.键角第六十六页，共一百零四页，2022年，8月28日66一、判断题：1.s电子与s电子配对形成的键一定是键，p电子与p电子配对形成的键一定是π键。（）2.共价键的键长等于成键原子共价半径之和。（）3.原子轨道px-px沿x轴方向成键，能形成键。（）4.相同原子间的叁键键能是单键键能的三倍。（）课堂练习题：第六十七页，共一百零四页，2022年，8月28日67二、选择题1.下列表达错误的是（）

A.2个成键原子轨道沿键轴“头碰头”重叠形成键

B.2个成键原子轨道垂直于键轴平行“肩并肩”重叠形成π键

C.2个成键原子共用2对电子形成2个单键

D.一般情况下原子和对π电子的吸引力小于对电子的吸引力2.下列关于共价键说法错误的是（）

A.两原子间键长越短，键越牢固

B.两原子半径之和约等于所形成的共价单键键长

C.两原子间键长越长，键越牢固

D.双原子分子中化学键增加，键长变短3.键参数能用来说明分子热稳定性的是（）

A.键长B.键角C.键型D.键长和键能第六十八页，共一百零四页，2022年，8月28日68三、填空题1.已知H-F、H-Cl、H-Br、H-I键的键能分别为569、431、366、299kJ/mol，则HF、HCl、HBr、HI气体分子的热稳定性大小顺序为_________________。2.键能是化学键强弱的量度，键能越大，表明该化学键越______，即断裂该键所需要的能量_______。3.键合原子的原子半径越______，其键长就越短，键能将越_______。第六十九页，共一百零四页，2022年，8月28日69四、简答题1.什么是键？什么是π键？二者有何区别？双原子分子中能否有两个以上的键？为什么？2.为何共价键具有方向性和饱和性？第七十页，共一百零四页，2022年，8月28日70价键理论阐明了共价键的形成过程和本质，成功解释了共价键的方向性、饱和性等特点。但在解释分子空间结构方面却遇到了困难。5.3分子空间构型5.3.1杂化轨道理论1.价键理论的局限性第七十一页，共一百零四页，2022年，8月28日71

如：CH4正四面体结构，键角109°28´,四个C-H键的强度相同，键能为411kJ·mol1。根据价键理论：C:1s22s22px12py1可形成两个共价键。如果2s1个电子激发1s22s12px12py12pz1，则形成四个C-H键，但其能量应不相同，与事实不符。CH4分子的空间结构第七十二页，共一百零四页，2022年，8月28日721931年，鲍林提出了杂化轨道理论。杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，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，所形成的新轨道称为杂化轨道。同一原子中能级相近的几个原子轨道，组合后只能得到几个杂化轨道。1个ns原子轨道+1个np原子轨道,可形成2个sp杂化轨道。杂化轨道成键能力强，形成的化学键键能大，生成的分子更稳定。2.杂化轨道理论的要点：第七十三页，共一百零四页，2022年，8月28日73以BeCl2为例：4Be1s22s2同一原子内由一个ns轨道和一个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。杂化后形成了两个能量等同的sp杂化轨道。每个sp杂化轨道特点含有1/2s和1/2p的成分。夹角为180°3杂化类型与分子几何构型第七十四页，共一百零四页，2022年，8月28日74sp杂化：180°，直线型动画来源于暨南大学化学系分析化学教研室制作PPt第七十五页，共一百零四页，2022年，8月28日75++BeCl2分子空间构型：直线形BeClCl第七十六页，共一百零四页，2022年，8月28日76以BF3为例：5B1s22s22p1BF3分子：平面三角形键角：120º同一原子内由一个ns轨道和两个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。杂化后组成的轨道称为sp2杂化轨道。每—个sp2杂化轨道都含1/3s轨道和2/3p轨道的成分。第七十七页，共一百零四页，2022年，8月28日77sp2杂化轨道第七十八页，共一百零四页，2022年，8月28日78sp2

杂化：120°，平面三角形动画来源于暨南大学化学系分析化学教研室制作PPt第七十九页，共一百零四页，2022年，8月28日79以CH4为例：6C1s22s22p2同一原子内由一个ns轨道和三个np轨道发生的杂化，称为sp3杂化，杂化后组成的轨道称为sp3杂化轨道。每一个sp3杂化轨道都含1/4s轨道和3/4p轨道的成分。sp32s2p2s2p激发杂化第八十页，共一百零四页，2022年，8月28日80sp3杂化轨道第八十一页，共一百零四页，2022年，8月28日81sp3

杂化：109°28´，四面体型CH4分子模型动画来源于暨南大学化学系分析化学教研室制作PPt第八十二页，共一百零四页，2022年，8月28日82C1s1s1s1s键长键角4个键(sp3–s)CH4分子：正四面体键角：109º28´第八十三页，共一百零四页，2022年，8月28日8384第八十四页，共一百零四页，2022年，8月28日8485第八十五页，共一百零四页，2022年，8月28日853.6杂化轨道理论动画来源于暨南大学化学系分析化学教研室制作PPt第八十六页，共一百零四页，2022年，8月28日8687第八十七页，共一百零四页，2022年，8月28日87在共价键中，用电负性预计键的极性，若成键两原子的χ＝0，这种键称为非极性共价键；若两原子的χ≠0，这种键称为极性共价键。电负性差值越大，键的极性越大。根据键的极性的概念，离子键和共价键之间没有严格的界限。离子键是一个极端，电负性差值大；非极性共价键是另一个极端，电负性差值为零。在两者之间存在着一系列不同极性的极性共价键。5.4分子间相互作用力键的极性和分子的极性1.键的极性第八十八页，共一百零四页，2022年，8月28日88化学键是非极性键，分子为非极性分子。化学键有极性，双原子分子为极性分子。多原子分子的极性取决于组成分子的元素的电负性和分子的空间构型。

例如，在NH3和BF3这两种分子中，均为极性键，BF3分子的构型为平面三角形，键的极性互相抵消，为非极性分子。NH3分子的构型为三角锥形，键的极性不能抵消，为极性分子。分子极性的大小用偶极矩来衡量。2.分子的极性第八十九页，共一百零四页，2022年，8月28日89取向力发生在极性分子和极性分子之间，当两个极性分子相互接近时，同极相斥，异极相吸；一个分子的带负电的一端和另一个分子带正电的一端接近，使极性分子按一定方向排列。在已取向的极性分子间，由于静电引力而互相吸引，称为取向力。取向力与分子偶极矩的平方成正比，与热力学温度成反比，与分子间距离的七次方成反比。5.4.2分子间作用力1.取向力第九十页，共一百零四页，2022年，8月28日90取向力动画来源于暨南大学化学系分析化学教研室制作PPt第九十一页，共一百零四页，2022年，8