分子结构总结

分子结构总结第1页/共134页1.掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特征，会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构。2.认识化学键的本质；掌握离子键的形成及其特点，离子的特征，离子极化概念。3.初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点。4.认识分子间作用力和氢键的本质，用其解释对物质性质的影响。

本章教学要求第2页/共134页

研究分子结构的主要内容是研究原子是如何结合成分子的，即化学键问题。化学键一般可分为离子键、共价键、金属键,重点讨论前两者。由于物质的性质与分子结构有关,因此,介绍一些物质的性质,如：分子极性，磁性，氢键。前言第3页/共134页价键理论第一节共价键理论第4页/共134页

电负性相差较小（ΔXp＜1.7）的原子之间将如何成键呢?

电负性相差较大的原子间发生电子的转移，形成正、负离子,阴、阳离子间通过静电作用而形成离子键，构成分子。第一节共价键理论前言第5页/共134页1916年路易斯提出了原子之间共有电子对成键的概念（八隅律）

路易斯学说为什么皆带负电荷的两个电子不相斥，反而互相配对呢？？ClClNNCl—ClN≡N前言第6页/共134页一、价键理论（电子配对理论）VB法↑↓↑↑RoD能量0核间距稳定态排斥态稳定态HH↑↑1927年海特勒和伦敦用量子力学处理由氢原子形成氢气分子的过程:第7页/共134页一、价键理论（电子配对理论）VB法1.共价键的本质

当两个原子接近时，如两个电子是反方向自旋，在达平衡距离之前原子是相互吸引的，体系能量随距离的缩能量随距离的缩短而不断降低，从而形成稳定的共价键。

氢分子的两种状态

核间距R能量0EaEs↑↑↑↓R0DHH+Ψ1Ψ2（Ⅰ）排斥态

（Ⅱ）基态第8页/共134页原子轨道发生有效重叠，电子在两核间出现的机会较多，即电子云密度增大，此电子云加强了电子云对两核的吸引力---电荷桥。有节面H2分子的整体电子云图↑↑↑↑一、价键理论（电子配对理论）VB法电子云密度增大第9页/共134页

共价键的定义

这种由自旋方向相反的单电子配对,原子轨道发生空间上的最大可能的重叠,从而增强两核间的电子云的密度,有效地加强了核中心对两核间的电子云吸引，所形成的化学键,称为共价键。第10页/共134页2.稳定共价键的形成条件1）电子配对原则:自旋方向相反的单电子相互接近时，才可形成稳定的共价键。2）最大重叠原则:成键电子的原子轨道重叠越多，两核之间电子的几率密度越大，形成的共价键越牢固。

一、价键理论（电子配对理论）VB法第11页/共134页3.共价键的特征a.饱和性

基态原子的未成对电子数是一定的,因此它能形成的共价键数也是一定的。例如：N:1S22S22P33p1s2s

2Px

2Py

2PzN:3个单电子NH3分子的成键过程一、价键理论（电子配对理论）VB法第12页/共134页第13页/共134页3.共价键的特征：b.方向性s轨道与p轨道的三种重叠示意图ss本质原因是：原子轨道具有方向性s一、价键理论（电子配对理论）VB法

除了s原子轨道外，其余的p、

d、f原子轨道在空间都有一定的取向，而形成共价键要尽量达到原子轨道的最大的重叠，因此，这些轨道只有沿着一定的方向才能发生最大程度的重叠。第14页/共134页ZXZXZX第15页/共134页原子轨道角度分布图ssxy电子云角度分布图第16页/共134页原子轨道的方向性第17页/共134页4.共价键的类型:σ键σ键:能形成σ共价键的原子轨道是：s~s、s~px、px~px

特点：σ键成键方式是“沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠，因此σ键比较稳定。一、价键理论（电子配对理论）VB法第18页/共134页第19页/共134页第20页/共134页第21页/共134页σ键的形成一、价键理论（电子配对理论）VB法第22页/共134页S轨道与S轨道形成σ键一、价键理论（电子配对理论）VB法σ键的形成S轨道与Px轨道形成σ键

Px轨道与Px轨道形成σ键成键方式是“沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠第23页/共134页特点：π键成键方式是“肩并肩”的方式发生轨道重叠，所以π键不太稳定。π键:能形成π共价键的原子轨道是：py~py、pz~pz一、价键理论（电子配对理论）VB法4.共价键的类型:π键第24页/共134页一、价键理论（电子配对理论）VB法特点：π键成键方式是“肩并肩”的方式发生轨道重叠，所以π键不太稳定。π键:能形成π共价键的原子轨道是：py~py、pz~pz4.共价键的类型:π键第25页/共134页

课堂小结价键理论简明地描述了共价键的成键本质与特点:自旋方向相反的单电子配对,原子轨道发生空间上的最大可能的有效重叠。这样形成的共价键具有方向性与饱和性的特点。根据原子轨道重叠的方式的不同分为：σ键、

π键。σ键成键方式是“沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠，轨道的重叠成分较多,因此σ键比较稳定；π键成键方式是“肩并肩”的方式发生轨道重叠，所以π键不太稳定,发生化学反应时，优先断裂的是π键。第26页/共134页运用价键理论来说明N2的成键情况。N:1S22S22Px12Py12Pz1

N:1S22S22Px12Py12Pz1

NN↑↑↑↓↓↓随堂练习：σ键π键π键第27页/共134页杂化轨道理论第一节共价键理论第28页/共134页

杂化轨道理论是价键理论的一部分,是对价键理论的发展和补充。它是在价键理论不能解释的分子的空间构型、稳定性问题时而形成的理论。第二节：共价键理论

二、杂化轨道理论前言第29页/共134页C:1S22S22Px12Py1

Question

有四个完全等价的共价单键，空间构型为正四面体，键角为109°28′。为什么甲烷能形成四个等同的共价键？且空间构型为正四面体？按照共价键最初理论：碳原子只能和两个H形成共价键，并且键角为90度。但事实上甲烷分子的结构为：第30页/共134页

1.杂化轨道理论基本要点（1）原子在结合成分子时，中心原子的能量相近的原子轨道在形成化学键过程中，重新组成为新轨道，此过程叫轨道的杂化，新轨道叫杂化轨道。（线性组合）（2）杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数（遵循原则）二、杂化轨道理论第31页/共134页（3）杂化轨道在空间的伸展方向是尽可能取最大夹角，一般取对称形，这样排斥力最小，形成的分子体才系稳定（数学理想建模）杂化轨道的数目23456

理想模型空间的最佳排布直线型正三角型正四面体三角双锥正八面体二、杂化轨道理论

1.杂化轨道理论基本要点第32页/共134页（4）杂化轨道外形与原子轨道不同，它一端肥大，其成键能力比原子轨道成键能力强，形成的分子也就更稳定。二、杂化轨道理论1.杂化轨道理论基本要点第33页/共134页二、杂化轨道理论

杂化轨道理论中心要点能量相近的原子轨道杂化2.具有最佳空间取向1.数目相等3.利于成键的形状杂化轨道结果，当然是更有利于成键啰！第34页/共134页2.杂化轨道的类型

sp杂化

sp2杂化

sp3杂化

参与杂化的原子轨道的类型和数目不同，就形成不同类型的杂化轨道。常见的杂化轨道类型有：二、杂化轨道理论第35页/共134页

BeCl2的杂化轨道Be原子轨道的sp等性杂化过程杂化

2Px2Py2Pz2Px2Py2Pzsp杂化轨道

2P2S1S

二、杂化轨道理论第36页/共134页BeCl2杂化轨道的形成二、杂化轨道理论FLASH动画sp等性杂化第37页/共134页乙炔2.请应用现代价键理论合理地解释乙炔的成键情况,有几个σ键?几个π键?

HC≡CH随堂练习：第38页/共134页

BF3的杂化轨道B原子轨道的sp2等性杂化过程杂化

2Px2Py2Pz2Px2Py2Pzsp2杂化轨道

2P

2S1S

二、杂化轨道理论第39页/共134页BF3杂化轨道的形成二、杂化轨道理论FLASH动画sp2等性杂化第40页/共134页解释Interpretation

2Px2Py2Pz2Px2Py2Pzsp3杂化轨道

2P

2S1S

碳原子轨道的sp3等性杂化过程基态激发态杂化态杂化为什么甲烷能形成四个等同的共价键？且空间构型为正四面体？第41页/共134页FLASH动画甲烷的杂化轨道二、杂化轨道理论sp3等性杂化第42页/共134页

NH3的杂化轨道sp3杂化HybridorbitalNH3中N原子采取sp3不等性杂化Hybridorbital二、杂化轨道理论第43页/共134页sp3不等性杂化NH3杂化轨道的形成FLASH动画二、杂化轨道理论第44页/共134页H2O中O原子采取sp3不等性杂化sp3杂化ValencebondpicturesofH2Osp3Hybridorbital'30104HOHo=Ð

H2O的杂化轨道p2s2二、杂化轨道理论第45页/共134页sp3不等性杂化H2O的杂化轨道的形成FLASH动画二、杂化轨道理论第46页/共134页

杂化轨道的类型类型轨道数目空间构型实例sp2直线型HgCl2BeCl2sp23平面三角BF3sp34四面体CCl4、H2O、NH3dsp24平面正方形[NiCN4]2-sp3d（dsp3）5三角双锥PCl5sp3d2（d2sp3）6正八面体SF6二、杂化轨道理论杂化轨道的类型第47页/共134页随堂练习：1.运用杂化轨道理论来合理解释乙烯分子的成键情况与分子构型。

提示：中心原子C均采用sp2杂化，每个C原子的两个sp2杂化轨道与配原子H形成两个σ键，剩下的另一个sp2杂化轨道彼此形成一个σ键，未参与杂化的原子轨道再肩并肩地形成一个π键。分子构型：六个成键原子在一个平面上，键角为120°。第48页/共134页乙炔2.请应用现代价键理论合理地解释乙炔的成键情况,有几个σ键?几个π键?

HC≡CH随堂练习：第49页/共134页3.试用杂化轨道理论解释下面问题：（1）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？（2）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随堂练习：第50页/共134页

课堂小结杂化轨道理论是价键理论的一部分,是对价键理论的发展补充。它能成功地解释价键理论不能解释的分子构型、稳定性问题。杂化并非是一实际过程,而是基于数学理想建模思想，在量子力学的基础上设想出来的理论。杂化不仅提高了轨道的成键能力,而且杂化轨道在空间的分布更合适,降低了成键电子间的排斥作用,有利于体系能量下降,这就是为什么我们要设想原子轨道在成键时杂化的原因。第51页/共134页价层电子对互斥理论第一节共价键理论第52页/共134页

三、价层电子对互斥理论1940年由SidgwichN.

和PowellH.

提出价层电子对互斥理论，它在预言主族元素所形成的多原子分子空间构型时，取得令人惊奇的的成功。

运用杂化理论能合理地解释分子空间构型，但必须首先先知道分子的构型。那么如何来预言分子的几何构型呢？第一节：共价键理论前言第53页/共134页

确定分子构型的原则

在AXm型多原子分子或离子中,分子的几何构型主要决定于中心原子A的价层电子对数的互斥情况：价层电子对之间尽可能远离，采取静电互斥力小、对称性最好的排布。A................A最佳排布三、价层电子对互斥理论第54页/共134页

（一）理论基本要点●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.价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。LP--LP>LP--BP>BP--BP1.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。3.根据VP和LP的数目,可以推测出分子的空间构型。三、价层电子对互斥理论第55页/共134页

（二）分子形状的确定方法a.中心原子提供的电子数:卤素：7个价电子；氧族：6个价电子。b.配体提供的电子数:氢、卤素：一个电子；氧族：不提供电子。c.如是离子：则应加上或减去与电荷相应的电子数。1.计算价层电子对数三、价层电子对互斥理论第56页/共134页2.价层电子对的最佳排布—理想构型的确定这时就可以确定分子的空间构型吗？

电子对数23456

理想构型

直线型

平面三角

正四面体

三角双锥

正八面体

最佳排布

（二）分子形状的确定方法三、价层电子对互斥理论第57页/共134页3.确定分子、离子的空间构型

（二）分子形状的确定方法三、价层电子对互斥理论中心离子周围的价层电子对包含两种：a.成键电子对b.孤电子对分子的空间构型：是由中心原子和与它成键的原子来确定的，不包含孤电子对。因此，首先考虑孤电子对的最佳位置，最后确定分子的空间构型第58页/共134页电子对互斥力的大小：孤对电子之间>孤对电子和成键电子>成键电子之间提示：先考虑具有最少数目90度角的孤－孤排斥的排布。

3.确定分子、离子的空间构型

（二）分子形状的确定方法三、价层电子对互斥理论因此，首先考虑孤电子对的最佳位置，最后确定分子的空间构型第59页/共134页1.运用VSEPR法判断ICl4-的几何构型。平面四方形90度的孤－孤夹角：0个

课堂例题

排斥力最小ICl4-6对价层电子对成键电子对：4孤电子对：2最佳排布为正八面体∶∶∶∶90度的孤－孤夹角：1个第60页/共134页中心原子价层有6对电子.理想排布方式为正八面体,但考虑到其中包括两个孤对,所以分子的实际几何形状为平面四方形：

中心原子Xe的价电子数为8，F原子的未成对电子数为1.

可以算得中心原子价电子对的总数和孤对数分别为:

(价层电子对总数)=(8＋4)/2=6(孤电子对的数目)=6－4=22.运用VSEPR法判断XeF4分子的几何构型。

课堂例题

第61页/共134页(价层电子对总数)=(7＋3)/2=5(孤电子对的数目)=5－3=290度的孤－孤夹角：1个90度的孤－孤夹角：0个90度的孤－孤夹角：0个90度的孤－成夹角：4个90度的孤－成夹角：6个

T形分子ⅡⅠⅢ×√3.运用VSEPR法判断ClF3分子的几何构型。

课堂练习

第62页/共134页分子轨道理论第二节共价键理论第63页/共134页

价键理论有明确的键的概念,能成功的给出一些键的性质和分子结构的直观图象,但对有些问题的解释感到困难：氢分子离子单电子键的存在，氧分子的顺磁性等。因此,在价键理论建立不久,洪特和密立肯又提出分子轨道理论。

四、分子轨道理论---MO法前言第64页/共134页Question

疑问氢分子离子如何形成的呢？能级

反键成键H+H体系能量下降，稳定性增强前言1S1Sσ1S*σ1S第65页/共134页1.分子中的电子在遍及整个分子范围内运动,每一个电子的运动状态可用一个分子轨道波函数ψ来描述。

︱ψ︱2

表示电子在(分子)空间各处出现的几率密度。

理论要点线性组合：四、分子轨道理论---MO法

四、理论要点分子轨道是由原子轨道线性组合而成第66页/共134页2.分子轨道由相应的原子轨道线性组合而成,有几个原子轨道就有几个分子轨道,其中有一半能量低于原子轨道的叫成键分子轨道,另一半能量高于原子轨道的叫反键分子轨道。四、分子轨道理论---MO法

四、理论要点

反键成键1S1Sσ1S*σ1S

理论要点第67页/共134页3.

原子轨道有效组成分子轨道必须满足三条原则：4.电子在分子轨道中的排布,遵循能量最低原理,鲍林不相容原理和洪特规则。

理论要点四、分子轨道理论---MO法

四、理论要点决定是否能成键

决定成键的效率(1)

对称性匹配原则(2)

能量近似原则(3)

最大重叠原则第68页/共134页对称操作：旋转和反映（照镜子）Py和Py对称性匹配示意图s和Px对称性匹配示意图对称性匹配

对称性匹配原则x++--yyx++-yy第69页/共134页

+

-xz

+zs和

PZx-+zz+-

PZ

和PX对称性不匹配对称操作：旋转和反映（照镜子）

对称性匹配原则第70页/共134页Py

z

PZyy+-xz

+

-

对称性匹配原则对称操作：旋转和反映（照镜子）对称性不匹配第71页/共134页

原子轨道线性组合成分子轨道的情况A11S2S2Px2Py2PzA21S2S2Px2Py2Pz因此,原子轨道在线性组合成分子轨道时,仅需考虑以下几种情况:四、分子轨道理论---MO法第72页/共134页分子轨道类型两原子轨道以”头碰头”组合,则产生一个σ成键,一个σ*反键分子轨道四、分子轨道理论---MO法第73页/共134页两原子轨道以”肩并肩”组合则产生一个π成键,一个π*反键分子轨道四、分子轨道理论---MO法分子轨道类型第74页/共134页

分子轨道

A11S2S2Px2Py2Pz

A21S2S2Px2Py2Pzσ1s、σ1s*σ2s、σ2s*σ2px、σ2px*π2py、π2py*π2pz、π2pz*四、分子轨道理论---MO法同核双原子分子的分子轨道第75页/共134页2px2py2pz2px2py2pzσ2Pxσ*2Pxπ2Py、π*2Pyπ2Pz、π*2Pz1S1Sσ1S*σ1S2S2Sσ2S*σ2S轨道的能量相对高低？四、分子轨道理论---MO法A1A1同核双原子分子的分子轨道第76页/共134页四、分子轨道理论---MO法分子轨道的能量高低由几方面决定:

1)参与组合的原子轨道自身能量的高低：例如:σ1S,σ1S*

＜σ2s

2)原子轨道之间重叠的方式:σ2s＜σ2s*3)原子轨道之间重叠的多少：例如:σ2Px＜π2Py=π2Pz4)由于原子轨道组成分子轨道时,成键轨道和反键轨道与原子轨道的能量差基本相同。由2p轨道组成σ2Px时能量降低的多,所以σ*2Px能量升高也多.因此π*2Py=π*2Pz＜σ*2Px第77页/共134页σ1S＜σ*1S＜σ2S＜σ*2S＜σ2Px＜π2Py=π2Pz＜π*2Px=π*2Pz＜σ*2Px

同核双原子的分子轨道图（一）

O2型分子轨道图同核双原子分子的分子轨道的能级图：四、分子轨道理论---MO法适用于O2、F2

、Ne2第78页/共134页四、分子轨道理论---MO法元素BCNOFNe

2s-2p能量差

5508491196159220842595

第二周期元素原子轨道的能量是随着核电荷数而变化的,核电荷数不同,轨道能量不同,轨道能量差也不同。能量差较小，因此2s与2px有可能线性组成分子轨道。那么，这种情况时分子轨道能级图又如何呢？第79页/共134页四、分子轨道理论---MO法此时，同核双原子分子的分子轨道图为：σ1S＜σ*1S＜σ2S＜σ*2S＜π2Py=π2Pz＜π*2Px=π*2Pz＜σ*2Px＜σ2Px＜σ2Px

σ1S＜σ*1S＜σ2S＜σ*2S＜π2Py=π2Pz＜σ2Px＜π*2Py=π*2Pz＜σ*2Px这是因为：2s

a2pxa2sb2pxbσ2s

σ*2s

σ2pxσ*2px

第80页/共134页

同核双原子的分子轨道图（二）

N2型分子轨道图同核双原子分子的分子轨道的能级图：适用于Li2Be2

、B2、C2、N2四、分子轨道理论---MO法第81页/共134页1.填充O2的分子轨道电子排布图，并说明O2

的磁性。O(1S22S22P4)O(1S22S22P4)O2[KK(σ2S)2(σ*2S)2(σ2Px)2(π2Py)2(π2Pz)2(π*2Py)1(π*2Pz)1]

课堂例题有单电子的存在第82页/共134页2.运用分子轨道理论说明N2

、N2+、N22+

的稳定性。N2：[KK(σ2S)2(σ*2S)2(π2Py)2(π2Pz)2(σ2Px)2]因为：N2+

：[KK(σ2S)2(σ*2S)2(π2Py)2(π2Pz)2(σ2Px)1]N22+

：[KK(σ2S)2(σ*2S)2(π2Py)2(π2Pz)2(σ2Px)0]所以：键级分别为：N2

：3N2+：2.5N22+

：2稳定性的大小：

N2

＞

N2+

＞

N22+

课堂例题第83页/共134页

分子轨道理论与价键理论的比较花开两朵各表一枝，两种理论各有千秋（1）价键理论将键的形成解释为原子轨道的重叠，重叠越大,形成的键越强。分子轨道也以原子轨道作为考虑问题的出发点，所不同的是在原子轨道组合而成的分子轨道中，原子轨道失去了自己的个性。分子轨道理论把分子看做一个整体，参与成键的电子不再从属于某一个原子而是在整个分子势场中运动。

Comparisonofvalencebondandmolecularorbitalapproaches:(a)bondduetooverlapofatomicorbitals;(b)bondduetoformationofmolecularorbital.+(a)VB(b)MO第84页/共134页（2）价键理论可以很好地说明分子结构与分子几何形状之间的关系，其图形清楚地表示出原子中哪些轨道参与成键，可惜不能表示出轨道的相对能级。分子轨道法的缺点是不能给出轨道的空间图像，但却能相当成功地预言某一特定的化学键能否形成。例如,分子轨道理论预言不可能存在Be2分子,价键理论做不到这一点.

分子轨道理论与价键理论的比较花开两朵各表一枝，两种理论各有千秋第85页/共134页

表征化学键的物理量：键级、键能、键角、键长、键的极性，统称为键参数。例如:键能用来表征键强弱;键长、键角描述分子的空间结构，键的极性表示共价键的属性。键参数前言键级键能键长键角键的极性第86页/共134页键级O2：2例如：N2：3氮分子比氧分子稳定。一、键级

键级的大小说明两相邻原子间成键的强度，一般来说，键级越大，键越牢固，分子也越稳定第87页/共134页

a.对于双原子分子，键能等于离解能。

b.对于多原子分子，键能等于各等价键的平均离解能。

一般规定在1个大气压、25℃室温下,将1摩尔理想气态分子拆开成为理想气态原子所需吸收的能量，叫分子的离解能。键能

键能：它是化学键的重要参数---衡量化学键的强弱。二、键能第88页/共134页键长

键长:分子中两原子核之间的平衡距离。

在不同化合物中,差异较小,一般指平均值。键数越多,核间吸引力越强,键能越高,键长越短。C-C键的类型C-C单键C-C双键C-C叁键共价半径（pm

）776760键长154134120三、键长第89页/共134页键角

键角:分子中键与键之间的夹角。如:NH3

：

107°18'NH3三角锥型..四、键角键角可以用实验方法测定,也可以根据VSEPR理论推测出来。第90页/共134页键的极性

在化合物中,不同原子间形成共价键,由于不同原子吸引电子能力不同,电子云在两核间分布不对称,共用电子对偏向电负性大的原子,使正、负电荷重心不重合,叫极性共价键。例如:氯化氢分子、一氧化碳分子中的化学键都是极性共价键。五、键的极性第91页/共134页分子的极性

在双原子分子中,键的极性,就是分子极性；键无极性,分子就无极性。

对多原子分子,不仅与键是否有极性有关,还与分子空间结构是否对称有关。分子中正负电荷重心重合为非极性分子,反之为极性分子。例如：CH4中C—H键为极性键，而分子为非极性分子。

五、键的极性第92页/共134页2.键能(E)3.键角4.键长1.键级(BO)BO=1/2(成键轨道中的电子数-反键轨道中的电子数）键的强度分子的空间构型键的极性5.键矩(m):m=q·l键参数小结第93页/共134页

化学键形成分子或晶体，而对物质如何形成的，这需要通过分子间所存在的较弱的分子间力来说明。第二节：分子间作用力和氢键前言

物质的分子与分子之间有比较弱的作用力，一般在几十kJ/mol。正是由于分子间作用力的存在，气体分子才能凝聚成相应液体和固体。分子间作用力主要包括范德华力和氢键。第94页/共134页一、分子间作用力取向力

发生在极性分子之间。由于极性分子具有偶极矩，当它们相互靠近时，同极相斥，异极相吸，分子定向转动而互相吸引，使体系能量降低。

－

+

+－

－

+

－+极性分子～极性分子之间第95页/共134页诱导力

极性分子的固有偶极的电场使得另一个分子（极性或非极性）的电子云产生变形，而形成诱导偶极。

诱导力存在于：极性分子与非极性分子之间。极性分子与极性分子之间。+－+－固有偶极诱导偶极诱导力一、分子间作用力第96页/共134页色散力

由于电子运动和原子核震动而使电子云分布发生瞬间变化，产生瞬间偶极；因此而产生的作用力叫色散力。色散力存在一切分子之中。色散力存在于：

极性－极性分子极性－非极性分子非极性－非极性分子+-+-瞬时偶极瞬时偶极色散力一、分子间作用力第97页/共134页1.它是永存于分子近距离的作用力，作用范围约几个pm。2.作用能量一般是几个千焦/摩尔，比化学键能约小1~2个数量级。分子间力没有方向性，没有饱和性。3.三种作用力中，色散力是主要的，诱导力是次要的，取向力只在较大极性分子间占一定比例。

分子间作用力的特点一、分子间作用力分子间作用力的特点第98页/共134页二、氢键

根据范德华力，同系物中分子量大的极化率也大，分子间作用力强，则熔点、沸点等应比分子量小的高，但水却反常。

同样，HF在卤化氢系列中，在氮族氢化物中NH3也有类似反常现象。可见，在H2O、HF、NH3中，分子间除范德华力外，还有其他力—氢键。氧族的同系物H2OH2SH2SeH2Te沸点（K）373202232271熔点（K）273187212.8224第99页/共134页二、氢键1.氢键的形成

当氢原子与电负性大而半径很小的N、O、F以共价键结合而成NH3、H2O、HF时，其共用电子对强烈地偏向N、O、F，即电子云密度基本上集中在N、O、F原子一边。这时，氢原子已成为带正电的裸核，所以，氢原子有从别的原子中吸引电子的能力。HF----电子云HF-------电子云HF-------氢键第100页/共134页氢键氢键氢键氢键蛋白质空间结构中的氢键第101页/共134页DNA结构中的氢键氢键第102页/共134页二、氢键2.氢键的特点

H很小，X、Y又比较大，H与X、Y接触后，第三个电负性大的原子就很难再接近H，这是具有饱和性的原因。a.饱和性：HXYZ第103页/共134页b.方向性：

为了减少X、Y之间斥力，需键角尽可能接近180°，这是具有方向性的根据。RepresentofhydrogenbondHXYRrdθ二、氢键2.氢键的特点HXYZ第104页/共134页二、氢键3.氢键的类型氢键分子间氢键

分子内氢键

分子间氢键:一个分子的X—H与另一分子的Y原子间相互吸引所形成的氢键第105页/共134页二、氢键3.氢键的类型氢键分子间氢键

分子内氢键

分子内氢键:一个分子的X—H与内部的Y原子间相互吸引所形成的氢键。NOOHO硝酸分子NOOHO邻硝基苯酚第106页/共134页二、氢键4.氢键对物质的物理性质的影响物理性质

熔点、沸点、比热、粘度极性溶解度分子间氢键增大增大溶质、溶剂间形成氢键，则S增大分子内氢键减小减小在极性溶剂中溶解度降低，在非极性溶剂中溶解度增大。第107页/共134页

如生成分子内氢键，分子极性降低，在极性溶剂中溶解度降低，在非极性溶剂中溶解度增大。哪个在水中溶解度最大？哪个在苯中溶解度最大？二、氢键4.氢键对物质的物理性质的影响A、

B、

C、NO2OHNO2OHNO2OH第108页/共134页Question

水分子彼此间通过氢键形成笼，将外来中性分子或离子(Cl2,CH4,Ar,Xe等)包于笼内的水合物(分子晶体)。可燃冰：8CH4·46H2O二、氢键一个十分令人感兴趣的问题第109页/共134页说明下列每组分子之间存在着什么形式的分子间作用力？（1）苯和四氯化碳（2）甲醇和水（3）HBr气体（4）He和水（5）NaCl和水（6）氩气中分子作用力

课堂练习随堂练习：第110页/共134页课堂习题一、填空题1.氨水溶液中，分子间存在_____力，____

力、____力，____

键。2.根据分子轨道理论，O2、O2-、O+2的键极分别是__________,其稳定性由小到大的顺序是__________________。3.用价层电子对互斥理论，推断下列物质的空间构型，

CO32-:___________NH4+:__________PCl5:__________第111页/共134页课堂习题一、填空题

4.共价键的主要特征是具有________和_______性。具有饱和性的本质原因是________________。5.BCl3为正三角形分子，中心原子采取

杂化，PH3为三角锥形分子，中心原子采取

杂化。第112页/共134页课堂习题二、选择题1.下列有关分子轨道的叙述中错误的是（）A.成键分子轨道能级低于相应的原子轨道B.反键分子轨道能级常高于相应的原子轨道C.原子轨道能级相近即可组合成分子轨道D.分子轨道数目等于组合的原子轨道数目

2.下列化合物中，不存在氢键的是（）A.CH3FB.H3BO3

C.HNO3D.NH33.下列分子中共价键的键角最小的是（）A.NH3

B.CCl4C.H2OD.CO2第113页/共134页课堂习题二、选择题：4.下列物质中极性最强的是（）。

A.BF3B.CS2C.BeCl2D.SO25.氮气分子结构中，能量最低的空轨道是A.σ*2PxB.π*2PyC.σ2PxD.π2Py

6.XeF4分子的空间构型为（）。

A.正四面体B.正方形C.三角锥形D.三角形

7.

NCl3分子的空间构型是三角锥形,这是由于中心原子采用了()。

A.等性sp3杂化B.不等性sp3杂化C.sp2杂化D.dsp2杂化第114页/共134页课堂习题二、选择题：8.下列键角大小的顺序正确的是（）

A.NO3->CH4>NH3>H2O

B.NO3->H2O

>CH4>NH3C.CH4>H2O>NO3->NH3D.NO3->CH4>H2O>NH39.IF2-分子的空间构型为（）。

A.正方形B.正四面体C.三角锥形D.直线形

10.下列物质中，中心原子采取sp3杂化的是()

A.CO2B.

H2OC.BF3D.[Ni(CN)4]2-第115页/共134页11.NH4+的几何构型为（）

A.三角锥型B.正四面体C.正方形D.四方锥体12.既有sp3又有sp2杂化碳原子的化合物是()A.CH3CH2CH3B.CH2=CH2C.CH3C≡CHD.CH3CH=CH213.对NH4Cl中化学键类型的叙述，正确的是

A.全部是离子键B.全部是共价键

C.有离子键也有共价键D.既有离子键和共价键，又有配位键课堂习题二、选择题：第116页/共134页三、判断题：课堂习题()1.BF3分子是非极性分子，因为它是由非极性共价键结合而成的。

()2.配合物中配体的数目就等于配位数。

()3.BeCl2分子是以Be原子的s轨道与Cl原子的2个p轨道杂化而形成的。

()4.Py与dxy原子轨道对称性匹配,能量相近时有可能线性组合成分子轨道。

()5.按照现代价键理论，л键不能单独存在，共价双键或三键中只有一个σ键。

第117页/共134页一、离子键的形成与特点

第三节：离子键理论科塞尔(Kossel)离子键：原子间发生电子转移,形成正、负离子，并通过静电作用而形成的化学键。NaCl[]+[]-Na[]+离子键Cl[]-Na:1s22s22p63s1Cl:1s22s22p63s23p5第118页/共134页

a.条件：两原子的电负性的差值：ΔXP>1.7。

b.形成：电负性相差较大的原子间发生电子的转移，正、负离子通过静电作用而形成的化学键。

c.特点：没有方向性，没有饱和性。

一、离子键的形成与特点离子键的形成、条件与特点因为离子键的本性是静电作用第119页/共134页离子晶体

（a）NaCl型晶体（b）立方ZnS型（c）CsCl型晶体

离子晶体模型一、离子键的形成与特点离子晶体模型第120页/共134页二、离子的电荷、半径、电子构型

它对离子间作用有重要影响,电荷越高,对异性离子吸引越大,熔点越高。1.离子的电荷相应原子失去或获得的电子数

离子晶体KFNaClCaOMgO

熔点（℃）85780025902800 第121页/共134页

1）同一周期阳离子半径随正价增加而减少，例如：Na+

>Mg2+>Al3+。

2)同一主族元素离子半径从上到下递增，例如：Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+、F-<Cl-<Br-<I-。

3)相邻两主族左上方和右下方两元素的阳离子半径相近,

例如：Li+和Mg2+、Na+和Ca2+。

4)同一元素阳离子正价增加则半径减少，例如：Fe2+>Fe3+。二、离子的电荷、半径、电子构型2.离子的半径指形成稳定离子键时所表现的有效半