第八章化学键和分子结构.ppt

第第 8 章章化学键与分子结构化学键与分子结构Chapter 8 Chemical Bond and Molecular Structure豁镍梗叙庙蔬锗抗堑秧成胡碍综挺着汰穴逸撤爵还圭奎诵砧柱娥浦冤悲瓷第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回8.1 8.1 化学键的定义化学键的定义8.2 8.2 离子键理论离子键理论8.3 8.3 共价键的概念与路易斯结构式共价键的概念与路易斯结构式8.7 8.7 金属键理论金属键理论8.9 8.9 分子间作用力和氢键分子间作用力和氢键8.4 8.4 原子轨道的重叠原子轨道的重叠 —— 价键理论价键理论8.6 8.6 分子轨道理论分子轨道理论 8.5 8.5 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 8.10 8.10 8.10 8.10 晶体结构简介晶体结构简介晶体结构简介晶体结构简介8.8 8.8 分子的极性分子的极性懈针芽窥簇脸丁秃汀侄捶陵铸慕汀返勿咙匈得待赡狞嗽演茎肤贾携羊熄公第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 8.1 8.1 化学键的定义化学键的定义 Definition of chemical bond1. 什么是化学键什么是化学键2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s) 颜色颜色状态状态导电性导电性通电下通电下银灰色银灰色 黄绿色黄绿色 无色无色 固体固体 气体气体 晶体晶体 极强极强 极弱极弱 极弱，熔融导电极弱，熔融导电 无变化无变化 无变化无变化 熔融下反应逆转熔融下反应逆转 来辆畦颅屹喘去湖稽篓僧斌膨掇喂皮我谆拍拽范纷喜珠羽穷犬霉对厢软沮第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 Pauling L在在《《The Nature of The Chemical Bond》》中中提提出出了了用用得得最最广广泛泛的的化化学学键键定定义义：：如如果果两两个个原原子子（（或或原原子子团团））之之间间的的作作用用力力强强得得足足以以形形成成足足够够稳稳定定的的、、可可被被化化学学家家看看作作独独立立分分子子物物种种的的聚聚集集体体，，它它们们之之间间就就存存在在化化学学键键。

简简单地说，化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力单地说，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抱鲸昌瘤啄忧炙沉幽硒随邻卞础墙履艺其絮迢窟掖骇讳潦隙鄙栈设绷沂监第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 已明确了的化学键类型已明确了的化学键类型化化学学键键共共价价键键金金属属键键离子配键离子配键离子偶极配键离子偶极配键离子键离子键 电价配键电价配键配配键键双原双原子共子共价键价键多原多原子共子共价键价键电子对键电子对键（单、双、（单、双、叁键）叁键）单电子键单电子键三电子键三电子键共轭共轭 π 键键多中心键多中心键极极 性性 键键 共价配键共价配键非极性键非极性键电电价价键键招徘幽宁笋拧佣君燎漂姆绞群肠衣柄颈虹鹏效噪挪曾科昆运影垛藩羡继纯第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回一一. 离子键及其特点离子键及其特点 8.2 8.2 离子键理论离子键理论 Ionic bond theory 1. 离子键的形成离子键的形成形成条件形成条件 XA – XB > 2.0形成化学键形成化学键-450 kJ·mol-1凶输仲猎俏逛水赔余暑沦渤白粕闯翁识靠亨领锹仪帐祝屁哇霞掖奶四雹僚第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 离子键的特点离子键的特点● 本质是本质是静电引力静电引力（库仑引力）（库仑引力）● 没有没有方向性方向性和和饱和性饱和性（库仑引力的性质所决定）（库仑引力的性质所决定）● 键的极性键的极性与元素的电负性有关与元素的电负性有关NaClCsCl涕蔡蔚来跪供娃鹤窃遥庐拭颈享爪巫酝睡坑毫室盔查麦帆形等兆瘁簇磊贡第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 也可用也可用 Hannay & Smyth 公式公式来计算键的离子性。

来计算键的离子性离子性离子性=[16(△△x)+3.5 (△△x)2]×100%xA-xB离子性百分率离子性百分率(%)0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.201040915223039475563707682868992齿饭知伐貉绝五钾眺闰夯料弄层玲榨即讶谴冤澡杠猖涯垦酉琢造羔舔毕蓉第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 绝对的绝对的, 百分之百的离子型化合物是没有的百分之百的离子型化合物是没有的 在在CsF中中, 离子性约占离子性约占92%. 一般用离子性的百分数来表示键的离子性相对于共价性一般用离子性的百分数来表示键的离子性相对于共价性的大小的大小. 元素电负性差越大元素电负性差越大, 它们之间形成的化学键的离子性成分它们之间形成的化学键的离子性成分也越大 电负性差为电负性差为1.7时时, 单键约有单键约有50%的离子性的离子性 NaCl的电负性差为的电负性差为2.23, 是典型的离子型化合物是典型的离子型化合物(72%)。

赴怒戍票败劝葱闰疆胺脱亡脯长秦锄贡仪耻灯婚模侠淆赌咖鱼走鳞赵乙巧第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回3. 晶格能晶格能 (lattice energy)◆◆ 定义定义 1 1mol 的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收 的能量，以符号的能量，以符号U 表示◆◆ 作用作用 度量离子键的强度晶格类型相同时，度量离子键的强度晶格类型相同时，U与正、与正、 负离子电荷数成正比，与离子间距离负离子电荷数成正比，与离子间距离r0成反比MX (S) M+ (g) + X- (g) 993 801747 6612 852 2 614 2 430 1 918+1,-1 +1,-1+1,-1 +1,-1+2,-2 +2,-2 +2,-2 +2,-2231 282298 323210 240 257 256 923 786 747 7043 791 3 401 3 223 3 054化合物化合物 离子电荷离子电荷 ro/pm ΔU/kJ·mol-1 t (m. p.)/℃NaF NaCl NaBr NaIMgO CaO SrO BaO蔷稍芋淄把障岔琳横谨仙铲护铬茫鄙钝辩炯眯呐猛郎推喊让垛席衡吼施褒第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 晶格能可以通过各种晶格能可以通过各种方法计算得到（本课程不方法计算得到（本课程不要求），最常用的有以下要求），最常用的有以下几种方法：几种方法：● 波恩波恩-哈勃循环哈勃循环● 玻恩玻恩-兰达公式兰达公式● 水合能循环法水合能循环法醚剿梧俘奉壳肿鸟碱衫拎核阳倪陛焉课尊郴韶舟读寄粪放棚拎旗呼润队照第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回卤化物卤化物 实验值实验值 计算值计算值 最佳最佳值值 (热化学循环热化学循环 ) (波恩波恩-兰达公式兰达公式) LiF LiCl LiBr LiINaFNaClNaBrNaIKF KCl KBr KI1033845.2797.9739.7915.0788.0739.3692.0813.4708.8679.5640.21004 840.1781.2 718.4914.2770.3 728.4 680.7 812.1701.2671.1632.21008 811.3766.1708.4902.0755.2718.8663.2797.5687.4659.8623.0 晶格能主要用来衡量离子键的强弱。

其值越大晶格能主要用来衡量离子键的强弱其值越大, 晶格晶格越稳定越稳定, 该化合物熔点越高该化合物熔点越高, 硬度越大硬度越大做蓖芹希伐眷镊端祟幂场走粘沙淑郎僳玖戒吃妊善艰焕捅妨苯曼挚拍自臼第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回二二. . 离子化合物主要通性离子化合物主要通性: :1.离子间静电引力较强离子间静电引力较强, 且无方向性和饱和性因此离子键一般且无方向性和饱和性因此离子键一般都比较强都比较强2. 由于上述原因由于上述原因, 表现在离子化合物有表现在离子化合物有较高的熔点和沸点较高的熔点和沸点, 且离且离子半径小子半径小, 离子电荷高离子电荷高, 离子键就越强离子键就越强, 其化合物有更高的熔其化合物有更高的熔点和沸点点和沸点 如如: NaF(1268K), NaCl(1073K), NaBr(1023K), NaI (924K) 3. 有较大的硬度有较大的硬度4. 在极性溶剂中有较大的溶解度在极性溶剂中有较大的溶解度5. 固体是几乎不导电固体是几乎不导电, 熔融时或在水溶液中有明显的导电能力熔融时或在水溶液中有明显的导电能力。

渗刁祈袋网柏矩堪越挛僻棵赌劲枫皮荡文汕西泊全或饶漳绵大抑盆滩哩悉第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回三三. .离子的电子构型离子的电子构型 ( (electronic configurationelectronic configuration) )1.1.稀有气体组态稀有气体组态(8电子和电子和2电子组态电子组态) 一般简单的负离子一般简单的负离子, 如如F-, Cl-, O2-, 等的最外层都为等的最外层都为稳定的稀有气体结构稳定的稀有气体结构 ，即，即8电子构型电子构型 最外层为最外层为2个电子的正离子个电子的正离子 如如Li+等 最外层为最外层为8个电子的正离子如个电子的正离子如K+等2.2.拟稀有气体组态拟稀有气体组态(18电子组态电子组态) 最外层为最外层为18个电子的正离子如个电子的正离子如Cu+ 、、Ag+、、Zn2+ Cd2+ 、、Sn4+、、Pb4+等3.3.含惰性电子对的组态含惰性电子对的组态(18＋＋2电子组态电子组态) 次外层为次外层为18个电子个电子, 最外层为最外层为2个电子的离子。

个电子的离子如如Pb2+、、Sn2+、、Ga+等君怜癣畔旁烂潞臣牺踌刽院讲洋素谬乐图撂碰妖抵滦春嗜朗座型舶休愤嚣第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回不同类型的正离子对同种负离子的结合力大小不同类型的正离子对同种负离子的结合力大小:8 电子构电子构型的离子型的离子9～～17电子层电子层构型的离子构型的离子18或或18+2电子电子层构型的层构型的离子离子<<值得注意的是值得注意的是：：90%以上的化合物不属于离子化合物，以上的化合物不属于离子化合物， 不存在电子转移，产生正负离子不存在电子转移，产生正负离子4.4. 不规则组态不规则组态(9～～17电子组态电子组态) 不饱和电子构型不饱和电子构型, 最外层为最外层为9～～17个电子的离子个电子的离子如如Fe2+、、Mn2+、、Co2+、、Ni2+等 NaCl中的中的Na+属于属于8电子构型，电子构型，CuCl中的中的Cu+属于属于18电子构型，这是造成它们性质上差异的主要原因电子构型，这是造成它们性质上差异的主要原因芳揖牡榆颓糙蚜悲类皆焰占叁量瞎畅括莆迅既唐葫既黎蒸殃峨菜阶桃险彝第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回一一. .共价键的相关概念共价键的相关概念( (Concepts of the covalent bond theory) ) 1. 19161916年年G. N. Lewis 在假定化学键所涉及在假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子之间为其的每一对电子处于两个相邻原子之间为其共享，用共享，用A A——B B表示。

双键和叁键相应于两表示双键和叁键相应于两对或三对共享电子分子的稳定性是因为对或三对共享电子分子的稳定性是因为共享电子对服从共享电子对服从““八隅律八隅律””(octet rule)建立了经典的共价键理论建立了经典的共价键理论8.3 共价键的概念与路易斯结构式共价键的概念与路易斯结构式 Concept of the covalent bon theory and Lewis structura formula Gilbert Newton Lewis(1875-1946)美国物理化学家美国物理化学家 采瞩烹壹卤址吐酗痴负钉着喂构属捅反茫糯腕骗钻敝豌军栖卵悉劣岛瀑烧第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 1927年年Heitler-London用量子力学处理用量子力学处理H2获得成功获得成功, 阐明了阐明了共价键共价键 的本质3. 1931年年Pauling和和Slater提出了现代价键理论提出了现代价键理论(Valence bond theory)VB法和杂化轨道理论法和杂化轨道理论(hybrid orbital theory)(定域定域共价键共价键)。

4. 1932年年Millikan and Hund 提出了分子轨道理论提出了分子轨道理论(molecular-orbital theroy)(非定域共价键非定域共价键)近疯嫌及绝咽谩植轻眶两哲矮蹈烹莎烹攘馆峙凄蓝众卓妊诈尔保闭袜困日第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回二二. .路易斯结构式路易斯结构式( (Lewis structural formula)1.1.按按原原子子的的键键合合关关系系写写出出元元素素符符号号并并将将相相邻邻原原子子用用单单键键连连接接在在大大多多数数情情况况下下, ,原原子子间间的的键键合合关关系系是是已已知知的的, , 例例如如, , NO2中中的的键键合合关关系系不不是是N—O—O, 而而是是O—N—O2.2.将将各各原原子子的的价价电电子子数数相相加加, , 算算出出可可供供利利用用的的价价电电子子总总数数如如果果被被表表达达的的物物种种带带有有电电荷荷, , 则则价价电电子子总总数数应减去正、负电荷数应减去正、负电荷数3. 扣除与共价单键相应的电子数扣除与共价单键相应的电子数(单键数单键数×2)后，将后，将 剩余的价电子分配给每个原子剩余的价电子分配给每个原子, 使其占有适当数目使其占有适当数目 的非键合电子。

的非键合电子4. 4. 如果剩余的电子不够安排，可将一些单键改为双键如果剩余的电子不够安排，可将一些单键改为双键 或叁键 陵灿谊惑锌踏北砍乓脏姜锑了恰餐贱蒙靖某炎肃协湘赘而亭帖沽材辞坊新第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 写出氯酸根离子写出氯酸根离子 的路易斯的路易斯结构式 Cl 原原子子的的电电负负性性小小于于 O 原原子子，，意意味味着着不不存存在在 O－－O 之间的键合之间的键合. 合理的排布应该如下所示：合理的排布应该如下所示：ClOOOClOOOQuestion 1Question 1Solution 离离子子中中价价电电子子总总数数等等于于26，，扣扣除除3个个单单键键的的6个个电电子子，，余余下下的的20个个电电子子以以孤孤对对方方式式分分配配给给四四个个原原子子, 使使它们均满足八隅律的要求它们均满足八隅律的要求瓣炮檄死丝综蛔俞驴旬突褂福翻成壳宜耽概拢浩灸种参纳振吝蠕拧篱赵狗第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回写出写出 NO+ 离子的路易斯结构式。

离子的路易斯结构式 NO+ 离子只可能有一种排布方式，见下图最右边一个：离子只可能有一种排布方式，见下图最右边一个： NO+ 离离子子中中价价电电子子总总数数等等于于10 ，，扣扣除除 1 个个单单键键的的 2 个个电电子子，， 余余下下的的 8 个个电电子子无无论论按按上上图图中中第第一一个个那那样样以以孤孤对对方方式式分分配配给给两两个个原原子子，，还还是是按按上上图图中中第第二二或或第第三三个个那那样样将将 N－－O 单单键键改改为为双双键键，，都都不不能能使使两两个个原原子子同同时时满满足足八八隅隅律律的的要要求求这这一一要要求求只只有有将将单单键键改改为为叁叁键键才才能能满满足NONO++NO+NO+NOQuestion 2Question 2Solution兆橡榴莽翼永则栖肘赊糜壮讶贸邹炽东屡洗陛煮鬃霞线灵懈载闻亲埃净潮第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 各原子共提供各原子共提供3+4×7=31个价电子；离子的一价负电个价电子；离子的一价负电荷表明还应加一个电子因此必须在荷表明还应加一个电子因此必须在5个原子周围画上个原子周围画上 16 对电子的对电子的 32 个圆点。

个圆点负电荷属于整个离子而不是个别原子！负电荷属于整个离子而不是个别原子！写出写出 BF BF4 4- - 离子的离子的 Lewis 结构FBFFFFBFFFQuestion 3Question 3Solution捅缝辣谚数腾琶烙身未语险晶洗发亨项淤待汗榨萨赢讯段空聂货扣亮寇栖第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回1.[SiF6]2-，，PCl5 和和 SF6 中的中心原子价层中的中心原子价层 电子数分电子数分别为别为 12，，10 和和 12 (超价化合物超价化合物)2.对于对于 氧分子的结构，显然氧分子的结构，显然后两种表示方法对后两种表示方法对3.有有些些物物种种的的合合理理结结构构能能写写出出不不止止一一个个鲍鲍林林的的共共振振论论应运而生应运而生 NOOO+NOOONOOO踏绣庙凛菩侯柜实怪蹭蠕鄂琵赶碰泳命格极土茶注忍视斩错丘剥峪沸萨崔第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回● 怎样解释形成双键和叁键的原子间共享怎样解释形成双键和叁键的原子间共享 2 对、对、3 对电子？对电子？● 电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在什么电子对的享用与提供电子的原子轨道间存在什么 关系？关系？● 能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何形能否用原子轨道在空间的取向解释分子的几何形 状？状？ 解决了这些问题才能解决了这些问题才能揭示成键本质揭示成键本质8.4 原子轨道的重叠原子轨道的重叠—价键理论价键理论 Superposition of atomic orbital — valence bond theory甥焦身荧雁黍彤沪监沤夕洼侄制远同柿窟灯原健最樊烘森辐快抑光黄严焚第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 1. 价键理论价键理论(valence bond theory)基本观点基本观点 一一. .共价作用力的本质和共价键的特点共价作用力的本质和共价键的特点 (Nature of the covalenc force of characterizations of the covalence bond ) 带带有有相相反反电电荷荷的的两两个个离离子子(例例如如A+和和B-)彼彼引引接接近近的的过过程中程中, 系统能量的变化可表示为两核之间距离的函数。

系统能量的变化可表示为两核之间距离的函数 曲曲线线的的最最低低点点相相应应于于吸吸引引力力等等于于排排斥斥力力的的状状态态, 该该状状态态下下两两核核间间的的平平衡衡距距离离 R0 叫叫做做核核间间距距(符符号号为为 d )，，与与核核间间距距 d 对对应应的的势势能能(Ed)则则是是由由气气态态正正、、负负离离子子形形成成离离子子键键过过程程中中放放出出的的能量钟改乌睁吻株豺令址完表宛妙辽葱火信愚阵祝富洱学拿刮邻颓漂忻峪废泄第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回量子力学处理量子力学处理H2分子的结果：分子的结果：两个氢原子两个氢原子电子自旋方电子自旋方式相反式相反，靠近、重叠，，靠近、重叠，核间形成一个核间形成一个电子概率电子概率密度较大的区域密度较大的区域系统系统能量降低能量降低，形成氢，形成氢分子核间距核间距 R0为为74 pm共价键的本质共价键的本质——原子轨道重叠原子轨道重叠(atomic orbitals overlap)，，核间电子概率密度大吸引原子核而成健核间电子概率密度大吸引原子核而成健但粥蛛萤逛畦舒叭绩粉赤辞焰颜抓忆迈义搭克橇荆鸯魔就泉疾匪罢叶绽巢第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回共价键的形成条件为：共价键的形成条件为：a. 键合双方各提供键合双方各提供自旋方向相反的未自旋方向相反的未 成对电子成对电子(想一想自旋想一想自旋方向相同呢？方向相同呢？)b. 键合双方键合双方原子轨道应尽可能最大程度地重叠原子轨道应尽可能最大程度地重叠c. 能量最低原理能量最低原理 图形反映了两个中性原子间通过共用电子对相连形图形反映了两个中性原子间通过共用电子对相连形成分子，是基于电子定域于两原子之间，成分子，是基于电子定域于两原子之间，形成了一个密形成了一个密度相对大的电子云（负电性），度相对大的电子云（负电性），这就是价键理论的基础。

这就是价键理论的基础H2分子的形成分子的形成会俞寇柱挞借愉似奠嗓艺自拓监约滋豺蘸碳拯掐井苫稻恿刨镭体司侦己比第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 共价键共价键(covalent bond)的特征的特征●● 结合力的结合力的本质是电性的本质是电性的●● 具有具有方向性方向性●● 具有具有饱和性饱和性（是指每种元素的原子能提供用于（是指每种元素的原子能提供用于 形成共价键的轨道数是一定的）形成共价键的轨道数是一定的）H Cl例如：例如：H O HN N为何？为何？又为又为何？何？荫荤雍枷随辨姬洽龟费羚兰糖淘装母贡饵蔫珐冬琳凳爹钻装底潍窿蔽畦男第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回（（1 1））σσ键键(σbond)(σbond) ：：重叠轨道的电子云密度沿键轴方重叠轨道的电子云密度沿键轴方向的投影为圆形，电子云密度绕键轴（原子核之间的连向的投影为圆形，电子云密度绕键轴（原子核之间的连线）对称形象地称为线）对称形象地称为““头碰头头碰头””3. 共价键的键型共价键的键型闺铆再耐谦揪拣祷宏飘防催捆叛外牌洒剂帧蹦窖疲故腺溢戈访荐祟甜昌王第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回憋挞锨损亦买否痔漫姓团蔡洞瞧警驶柱措乾磐抒顽达蓬就骄峦溯畏抑谢勉第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回（（2 2））ππ键（键（πbond)πbond)：：两原子轨道垂直核间联线并相两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠互平行进行同号重叠(肩并肩肩并肩)。

重叠轨道的电子云密重叠轨道的电子云密度绕键轴不完全对称度绕键轴不完全对称 曲唐碾礁筒羞唯笼壶数苗父热尸徊剂相粱团拨傈薄呸蒂厘钱艰里嗡溪创终第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回形成条件形成条件：：成键原子一方有成键原子一方有孤对电子孤对电子(lone electron pair) ，， 另另 一方一方 有有空轨道空轨道(blank orbital) 4. 4. 配位键配位键( (coordinate bond) )（共价键里的（共价键里的一种特殊形式）一种特殊形式）油莹莎贵屹菩坛所骇陶劝雹黑呕躯盏拔胆桅指免讳个凑务薛闷浙馏癣塞霍第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回5. 键参数键参数（（bond parameters ））分子中两个原子核间的平均距离分子中两个原子核间的平均距离 化化学学键键的的性性质质在在理理论论上上可可以以由由量量子子力力学学计计算算作作定定量量讨讨论论，，也也可可以以通通过过表表征征键键的的性性质质的的某某些些物物理理量量来来描描述述，，如：电负性、键能、键长、键角和键级。

如：电负性、键能、键长、键角和键级分子中键与键之间的夹角分子中键与键之间的夹角 这两个参数可以通过这两个参数可以通过X射线单晶射线单晶衍射等实验手段测量得到衍射等实验手段测量得到.■ 键长键长( (bond length)：■ 键角键角( (bond angle) )：： 二甲基嘧啶胺与二甲基嘧啶胺与ZnCl2 在无水乙醇中形成的配在无水乙醇中形成的配合物合物三斜晶系三斜晶系a =0.73280 nm b =0.97584 nm c =1.41329 nm   =95.638°β=98.919°   = 95.751°世姆槽反赐出泳辛名沛刁挖湃婶国梢榔彬荔铆塑症迹熏参倪猎坞若剔缀织第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 表示在通常外界条件下物质原子间相互作用的强弱表示在通常外界条件下物质原子间相互作用的强弱定义为：定义为：在在298 K和和100 kPa下将下将1mol气态双原子分子断裂气态双原子分子断裂成成2 mol气态原子所需要的能量气态原子所需要的能量■ ■ 键能键能( (bond energy):):对双原子分子：离解能对双原子分子：离解能 = = 键能键能对多原子分子：键能指平均键能对多原子分子：键能指平均键能D (H — Cl) = 431 kJ·mol-1 D (Cl — Cl) = 244 kJ· mol-1例如例如 NH3颜奈壶遮屡残珍恍茄戌利绸晒阂佛镀孰惰爬噎砌筏酶殷浅蔡露腕罗癣是鳞第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回+4E(O-H)LK2H2O(g)O2(g)+2H2 (g)E(O O)2E(H –H)4H(g)2O(g) ΔrHm=2E(H –H) +LKE(O O) – 4E(O-H)惯循朴追梳费桅九磕正镶丈布惑蔑庐弥蓄厘渐疙详钡辞惶燃率言腿埠躬晤第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回键键的的极极性性5.键矩键矩( (m m):m m =q∙l3.键角键角4.键长键长分分子子的的空空间间构构型型2.键能键能(E)1.键级键级(BO)键键的的强强度度BO = (成键轨道中的电子数成键轨道中的电子数– 反键轨道中的电子数）反键轨道中的电子数）甫贝涸总掺吸盈筐肤牵副剩凸除师蝎颤泣鄂舵鸣棺蓑手钡沉腻去竣摸漫剥第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 在解释简单的双原子分子化学键在解释简单的双原子分子化学键, 电子配对法是电子配对法是成功的成功的, 但对于多原子分子中化学键的解释就难令但对于多原子分子中化学键的解释就难令人满意。

人满意如如: H2O分子中分子中, 键角由电子配对法推出为键角由电子配对法推出为90o, 但实但实 验测定为验测定为104.75o NH3分子中推得键角为分子中推得键角为90o, 实验测定为实验测定为107o18’ CH4中分子中分子, 只有两个单电子只有两个单电子, 因此只能形成两个因此只能形成两个共价键共价键, 键角推得为键角推得为90o，，但实验测定为但实验测定为109.47o, 且形且形成四个共价键成四个共价键怎样解决这怎样解决这些问题呢？些问题呢？安苑桶涌驴预煽娇疏斌辛形禾袄狐誓袱网越吵洽耶栖笆佑豫冠赃旧只涤参第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回Linus Pauling(1901-1994)美国化学家，美国化学家，1954年获诺贝尔化学奖，年获诺贝尔化学奖，1962年获诺贝尔和平奖年获诺贝尔和平奖1928—1931年，年，Pauling 提出了杂化轨道理论提出了杂化轨道理论二二. . 杂化轨道理论杂化轨道理论（（ Theory of hybrid orbital））渊皱驯攻亢岂厌拿傲仗健遣毛至翅才解白酗冀巡萤欺雾金衷嗜悯瞄瑰铬珍第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回● 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(valence orbitals)混混合杂化合杂化 (hybridization) ，形成新的价电子轨道，形成新的价电子轨道——杂化轨道杂化轨道1. 基本要点基本要点●轨道成分变了轨道成分变了总之，杂化后的轨道总之，杂化后的轨道●轨道的能量变了轨道的能量变了●轨道的形状变了轨道的形状变了结果当然是更有利于成键！结果当然是更有利于成键！变了变了● 杂化后轨道杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变伸展方向，形状和能量发生改变● 杂化前后轨道杂化前后轨道数目不变数目不变侈憎热思婉呕诈抉妊质咨瓤狙前腊晃辗茫皱众烹绒房唇售岿弊败辟譬蜒抑第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 杂化是指在生成分子过程中杂化是指在生成分子过程中,某一原子某一原子(多为电负性较小多为电负性较小的中心原子的中心原子)内部能量较接近内部能量较接近的几个不同类型的原子轨道在的几个不同类型的原子轨道在外能的扰动下外能的扰动下, 线性组合成一组新的线性组合成一组新的成键能力更强成键能力更强, 具有具有强烈强烈的方向性的方向性的原子轨道的原子轨道, 是为杂化轨道。

是为杂化轨道 杂化轨道有参加杂化的原子轨道的成分杂化轨道有参加杂化的原子轨道的成分, 但与原来的原但与原来的原子轨道又不同子轨道又不同室奄乔懒孙魂眠攒伦铃操第掸葡届播帜楼衅椅嫡厩棘枫帕姓蠢困康乱仰膀第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回原子形成分子过程中包含原子形成分子过程中包含:（（1）激发）激发(excited)（（2）杂化）杂化(hybridization)（（3）轨道重叠成键）轨道重叠成键(orbitals overlap and bonding)皿凋劈堡耪靡笆毋线肚郡晃虱初端己援决膛与纪仗博渣踢没瘸翁禽盖耶营第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 杂化形式杂化形式（（1）） sp3杂化杂化2p2s2s2psp3四个四个 sp3 杂化轨道杂化轨道激发激发杂化杂化CH4中共价中共价 键形成键形成基基态态碳碳原原子的结构子的结构杂化轨道杂化轨道例：例：CH4 （四面体）四面体）C: 2s22p2铅俱强泽帕硬邀担阑碾狭亮蛤桌遏危豫箔啄汤绦裤祟烯乱嗽皑戏取面皆剔第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回隙蝎否笑铁切逛虎玉铸淄折涨守绽傻判嫂花泥喷询枉燕账绳眨踊淮峨付蹬第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2s2p轨道轨道2s2p2s2psp2三个三个 sp2 杂化轨道杂化轨道激发激发杂化杂化 BCl3 中共中共价键的形成价键的形成基基态态硼硼原原子子的的结结构构杂化轨道杂化轨道 （（2））sp2杂化杂化例：例：BF3(平面三角形）。

平面三角形）B: 2s22p1∠∠FBF=120o岂浑誉并前埠真势掺榆傅帮猴狞喳装湘殿毗肝眠逐把霍建仕施谅咽纽篓驰第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 (3) sp杂化杂化2s2p2s2psp2p两个两个 sp 杂化轨道杂化轨道激发激发杂化杂化 H－－Be－－H基基态态铍铍原原子的结构子的结构 BeH2 中共中共价键的形成价键的形成杂化轨道杂化轨道例例: BeH2(直线型）直线型）B: 2s2∠∠HBeH=180o孵贸蕊穴饲对罕墟跑娠加拟奸转庐捌屏尸暴谎棺胃蒸催呻酿鹿驾侩燥宴仍第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回H2O中中O原子采取原子采取 sp3 不等性杂化不等性杂化sp3 3 杂化杂化sp3H2O中共价键形成中共价键形成杂化轨道杂化轨道O：：2s22p4(4) 不等性杂化（不等性杂化（uneven hybridization) 黎遵拟趟粳儒魏吻士眠砂站保投匪饰值驯猿而厂美守荧毕兑蝴苑羞椅治忽第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回NH3中中N 原子采取原子采取 sp3 不等性杂化不等性杂化sp3杂化杂化N:2s22p3NH3中共价键形成中共价键形成杂化轨道杂化轨道芦卧镭猛墩钦授仕弟糕划羹假靖监仲胸佑欣耸纵俱苛瞥叭娇徽冉娱诡父断第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回(5) sp3d (dsp3)杂化杂化杂化轨道为三角双锥构型杂化轨道为三角双锥构型sp3d不等不等性杂化结性杂化结果如何？果如何？霹厨慷驹搪挫宏葵补宇膊秃瞬酞窘赖屑镑宰左愿睫德唆疮炒唆袄疙钩暮肚第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回(6) sp3d2 (d2sp3)杂化杂化杂化轨道为八面体构型杂化轨道为八面体构型sp3d2不等不等性杂化结性杂化结果如何？果如何？济皱吵天炯路孰樱泣饰溯貉陕些凿陆人衙肢擎宛赊栖任辑付戚踢呈存寇榆第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回试用杂化轨道理论解释下面问题：试用杂化轨道理论解释下面问题：● NH3、、H2O 的键角为什么比的键角为什么比 CH4 小？小？CO2 的键角为的键角为 何是何是180°？？ 乙烯为何取乙烯为何取120 °的键角？的键角？ ● 在在 BCl3 和和 NCl3 分子中，中心原子的氧化数和配体分子中，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？数都相同，为什么两者的空间分子结构却不同？还是杂化形式不同还是杂化形式不同 ● 在在 sp2 和和 sp 杂化轨道杂化轨道中，是否也存在不等性杂化？中，是否也存在不等性杂化？ 各举一例！各举一例！例如例如 SO2 和和 CO 杂化形式不同杂化形式不同Question 4Question 4Solution驱惟同身甄粟闲塞北辊捷几肿丧瞅圭篷蹬俏卖弦恳摇哪逗悉案儿市疮米台第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回杂化轨道类型杂化轨道类型 sp sp2 sp3 不等性不等性sp3小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型参加杂化的轨道参加杂化的轨道 s+p s+(2)p s+(3)p s+(3)p杂化轨道数杂化轨道数 2 3 4 4成键轨道夹角成键轨道夹角 180o 120o 109o28' 90o＜＜θ＜＜109o8'分子空间构型分子空间构型 直线直线 三角型三角型 四面体四面体 三角锥三角锥 角型角型实例实例 BeCl2 BF3 CH4 NH3 H2O HgCl2 BCl3 CCl4 PH3 H2S中心原子中心原子 Be(ⅡA) B(ⅢA) C, Si(ⅣA) N, P(ⅤA) O, S ( ⅥA) Hg(ⅡB)不等性不等性sp2 ?寻鹊中菜况勿佰筑涂侮枚妄捅貉榜惊帧哑捌彭查堰羽释毛爪要地淋码褂劣第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回杂化轨道类型杂化轨道类型 sp3d2(d2sp3) 不等性不等性sp3d2(d2sp3) 杂化轨道数杂化轨道数 6 6参加杂化轨道参加杂化轨道 s+(3)p+(2)d s+(3)p+(2)d成键轨道夹角成键轨道夹角 90o 90o分子空间构型分子空间构型 八面体八面体 四正方锥四正方锥 平面正方型平面正方型 （一对孤对电子）（一对孤对电子） （两对孤对电子）（两对孤对电子）实例实例 SF6 SiF62- BrF5 IF5 XeF4 ICl4- IF4- 妻印显掷销体咖初碾滨壹柜曳帜真且冀炊州所缔忽咳该胖菏脑烁昆嫡秦捆第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回杂化轨道类型杂化轨道类型 sp3d(dsp3) 不等性不等性sp3d(dsp3)杂化轨道数杂化轨道数 5 5成键轨道夹角成键轨道夹角 90o, 120o 90o, ＜＜120o or 180o参加杂化轨道参加杂化轨道 s+(3)p+d s+(3)p+d分子空间构型分子空间构型 三角双锥三角双锥, 一对孤对电一对孤对电 子子 两对孤对电子两对孤对电子 三对孤对电子三对孤对电子 马鞍型马鞍型, T型型 直线型直线型 跷跷板或跷跷板或 变形四面体变形四面体实例实例 PCl5 SF4, TeCl4 ClF3, BrF3 XeF2, I3-, IF4+ IF2- 坎扩烛镇穿纬笨率壁衙颅伴锐婿铆驹旱糯矮类善饺衔供倾狞韦歉盾陋玻奎第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回杂化杂化轨道轨道理想理想夹角夹角直线型直线型 平面平面三角形三角形正四正四面体面体三角三角双锥双锥正八面正八面体体蒸作贤蔽狐灶药戳娘状赋坯贿太诫垒谗坦锯摧蹿这直毛唆肃机哥建双矽堤第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 8.5 8.5 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 ( (VSEPR) Valence-shell electron-pair repulsion1. 分子或离子的空间构型与中心原子的分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数价层电子对数 目有关目有关价层电子对价层电子对 =σ键电子对键电子对 + 孤对电子对孤对电子对 (VP) (σBP) （（LP））2. 价层电子对尽可能远离价层电子对尽可能远离, 以使斥力最小以使斥力最小LP-LP > LP-BP > BP-BP3. 根据根据 VP 和和 LP 的数目的数目, 可以推测出分子的空间构型可以推测出分子的空间构型一一. 基本要点基本要点柳宙拢棱庐蚌衷废翅搁膳豁啸蔽簇香撬扭瘪贺坞砒闪圃加陇廊功莎杖佐乞第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回二二. 分子空间构型的确定方法分子空间构型的确定方法例例：VP (XeF2) = (8+2×1)/2 = 5 VP (XeF4) = (8+4×1)/2 = 6 VP (SO42-) =1/2×(6+0×4+2)=4 VP (XeOF4) = (8+4 ×1)/2 = 6 VP (XeO2F2) = (8+2 ×1)/2 = 5 VP(NH4+) =(5+1×4－－1)/2=41. 确定中心原子的价层电子对数确定中心原子的价层电子对数以以AXm为例为例 ：： (A—中心原子中心原子, X—配位原子配位原子) VP=1/2[A的价电子数的价电子数+X提供的价电子数提供的价电子数±离子电荷数离子电荷数( )]原则：原则：①①A的价电子数的价电子数=主族序主族序②②配体配体X：：H和卤素每个原子各提供一个价电子和卤素每个原子各提供一个价电子, 氧与硫不提供价电子；氧与硫不提供价电子；③③正离子应减去电荷数正离子应减去电荷数, 负离子应加上电荷数。

负离子应加上电荷数负负正正浇窖爱路累嘴颐端孟纷佃话刮吏责蕊高橇哎暖车褥滥腹姿障牺妥鞍灰椭甲第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 2. 确定价层电子对的空间构型确定价层电子对的空间构型价层电子对价层电子对 价层电子对在中心原子价层电子对在中心原子 空间结构空间结构 （（VP) 周围的空间构型及键角周围的空间构型及键角 2 直线形（直线形（180o））3 3 平面三角（平面三角（120o））4 正四面体（正四面体（109o8'）） 5 三角双锥三角双锥 （（180o, 120o, 90o) 6 正八面体正八面体 （（ 90o,180o) 痰枕细流赴艇县篆射诫扰系苫蹦杉荣懊讨徘焕嘿巫谎轮煽昧俗纠冷费甫祸第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回3. 确定孤对电子数并推断分子空间构型确定孤对电子数并推断分子空间构型①①LP=0时：时： 分子的空间构型分子的空间构型= =电子对的空间构型电子对的空间构型BeH2BF3CH4PC15SF6VP= (2+2)=2 LP = 0VP= (3+3)=3 LP = 0VP= (4+4)=4 LP = 0VP= (5+5)=5 LP = 0VP= (6+6)=6 LP = 0鞍沙项寥症镊滴宛化允垣扯铡捡微姥婴瞎微炉毖沛庙烈浪关鼠术称宏淖束第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回VP 电子对电子对 LP LP 成键成键 分子构型分子构型 实例实例 理想构型理想构型 电子对电子对3 1 2②②LP≠0 ：分子的空间构型不同于电子对的空间构型：分子的空间构型不同于电子对的空间构型角形（角形（V形）形）平面三角形平面三角形SnCl24正四面体正四面体1 32 2三角锥三角锥V形形驱蔼宋彻随磕橇瞳齐两巷尧爵仿吾侍屹敌侠样军憎眉兼石搞睹惰怠挽煎宁第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回VP 电子对电子对 LP LP 成键成键 分子构型分子构型 实例实例 理想构型理想构型 电子对电子对6正八面体正八面体1 5四方锥四方锥BrF5, IF52 4平面正方形平面正方形XeF4第二对孤对电子第二对孤对电子的位置与第一对的位置与第一对孤对电子应可能孤对电子应可能的远。

的远骗比尤堑窿摹纱斋淹途泻允懊殿归创捡卑陇说凸遭擦痰熄随禁郴冠酪婚综第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回VP = 5，电子对空间构型为三角双锥形，，电子对空间构型为三角双锥形，LP占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？原则：斥力最小原则：斥力最小例如：例如：SF4 VP=5 LP=1LP－－BP(90o) 3 2 结论：结论：LP占据水平方向三角形位置占据水平方向三角形位置, 分子构型更稳定分子构型更稳定 为变形四面体为变形四面体(跷跷板形或马鞍形跷跷板形或马鞍形)哪个构形哪个构形更稳定？更稳定？泳碎烽呻涎钦敬窟束悲撑勇捂振劝整汗墟束保刘枕恳闸圭衣惋莆量笆央盾第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回VP 电子对电子对 LP LP 成键成键 分子构型分子构型 实例实例 理想构型理想构型 电子对电子对5三角双锥三角双锥1 4变形四面体，马鞍形变形四面体，马鞍形SF42 3 T形形ClF3,3 2直线形直线形XeF2欺华寇租印滩璃锥婿沈钾干死祭载份涂硅诡韶潍洛茨猜介萨都箭鲤捆睫薪第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回躇劈阜级治侦狰脓剖藤蛮嘉撩倦牵邵瞒延瘟湃瑶芜缆汛锣柜镑女丧硼乙渗第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2键的极性和中心原子及配位原子的电负性会影响键角键的极性和中心原子及配位原子的电负性会影响键角N:HHHN:FFF1当分子中有当分子中有  键时键时, ,   键可类似于孤对电子对成键可类似于孤对电子对成键电子产生排斥，使键角变小。

键电子产生排斥，使键角变小值得注意的是值得注意的是π键的存在及原子的电负性大小对键角键的存在及原子的电负性大小对键角的大小也有影响的大小也有影响CC121o118o93.8oPHHH‥中心原子电负性大者，键角较大；中心原子电负性大者，键角较大；中心原子电负性大者，键角较大；中心原子电负性大者，键角较大；配位原子电负性大者，键角较小配位原子电负性大者，键角较小配位原子电负性大者，键角较小配位原子电负性大者，键角较小芽舰场嫉约瓮份博虐谨详仍库凿嗅平卷些邦刺尽真鼎正质尖蜂郸剃绕池慷第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回Question 5Question 5Solution解释解释NO2+ , O3, SnCl3-, OF2, ICl3, I3-, XeF5+, ICl4- 等离子或分子的空间构型等离子或分子的空间构型, 并指出其中心并指出其中心原子的轨道杂化方式原子的轨道杂化方式退茨旋层搀脐羊坷枉团框窜髓痉镐鹃茹扳罩二抠煽堵格考拾尧因轿甩阮牧第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回判断判断 XeF4 分子的基本形状分子的基本形状 中中心心原原子子价价层层有有 6 对对电电子子。

理理想想排排布布方方式式为为正正八八面面体体, 但但考考虑虑到到其其中中包包括括两两个个孤孤对对, 所所以以分分子子的的实实际际几几何何形形状状为为平平面面四四方形方形, 相当于相当于AB4E2 型分子中中心心原原子子 Xe 的的价价电电子子数数为为 8，，F 原原子子的的未未成成对对电电子子数数为为1可可以以算算得得中中心心原原子子价价电电子子对对的的总总数数和和孤孤对对数数分分别别为为: (价层电子对总数价层电子对总数) = 4＋＋(8－－4)/2 = 6 (孤电子对的数目孤电子对的数目) = (8－－4)/2 = 2Question 6Question 6Solution碾董毅勘午伴闺吕判姻渤再噎舅营吭臣心法纵游廓皑稍懊莫重唤抑诲均晦第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回需要发展新的理论来解决这些问题需要发展新的理论来解决这些问题● O2有磁矩，为有磁矩，为2.62×10- -23 A·m2● NO等含奇数电子的分子结构等含奇数电子的分子结构● 预言预言“He2”、、“Be2”、、“Ne2”等的不存在等的不存在● O3 中的中的 O- -O 键长处于单键与双键之间键长处于单键与双键之间● 存在存在 和和 物种物种 键长键长/pm 键能键能/kJ·mol- -1 106 268 108 2998.6 分子轨道理论分子轨道理论 Molecular orbital theory苹矽狂阻塘簇吼知焚捞存粳铁栈剥颖猛滇劣田贼柱掩孟醋辕泥绢哲股浙襄第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回什么是分子轨道？什么是分子轨道？ 分分子子轨轨道道(molecular orbital): 描描述述分分子子中中电电子子运运动动的的波波函函数数，，指指具具有有特特定定能能量量的的某某电电子子在在相相互互键键合合的的两两个个或或多多个个原原子子核核附附近近空空间间出出现现概概率率最最大大的的区区域域，，是是多多电电子子、、 多多中中心心的的, 电电子子属属于于整整个个分分子子（（属属非非定定域域键键））。

分分子子轨轨道由原子轨道线性组合而成道由原子轨道线性组合而成 例如:A+B→AB一一. 几个基本概念几个基本概念(concepts) 蛮撮毯宿幼频锨华律渡插薯淳坞技猿扯悯缅橡院壶串毖粳窒怕叔唤逝聂举第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 成键三原则：成键三原则：a. 能量相近原理能量相近原理b. 最大重叠原理最大重叠原理c. 对对 称称 性性 匹匹 配配决定成键的效率决定成键的效率决定是否能成键决定是否能成键处理分子轨道的方法处理分子轨道的方法 首首先先弄弄清清分分子子轨轨道道的的数数目目和和能能级级; 再再由由原原子子算算出出可可用用来来填填充充这这些些轨轨道道的的电电子子数数; 最最后后, 按按一一定定规规则则将将电电子子填填入入分分子子轨轨道道, 像像写写原原子子的的电电子子组组态态那那样样写写出出分分子的电子组态子的电子组态寺嫡漳孺删澎落它环帘计舒歧瘸财舰脏鸿巴驱姆叶旭褐柔椿帘换膛妆吻史第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 1. 尽量先占据能量最低的轨道尽量先占据能量最低的轨道, 低能级轨道填满低能级轨道填满 后才进入能级较高的轨道后才进入能级较高的轨道; 2. 每条分子轨道最多只能填入每条分子轨道最多只能填入 2 个自旋相反的个自旋相反的 电子电子; 3. 分布到等价分子轨道时总是尽可能分占轨道分布到等价分子轨道时总是尽可能分占轨道, 且自旋平行且自旋平行 。

电子填入分子轨道时服从以下规则电子填入分子轨道时服从以下规则紫与馒朱仕狮派糟陇桥互奇奎槽闷躬期菇治瘁叹叁某突录啼押柱之肯依脊第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 二二.H.H2 2 和和 ““HeHe2 2 ”” 中的分子轨道中的分子轨道 (Molecular orbital in H2 and “He2”) 两两个个H原原子子相相互互接接近近时时, 由由两两条条 1s 轨轨道道组组合合得得到到能能级级不不同同、、在在空空间间占占据据的的区区域域亦亦不不同同的的两两条条分分子子轨轨道道能能级级较较低低的的一一条条叫叫成成键键分分子子轨轨道道(bonding molecular orbital), 能能级级较较高高的的一一条条叫叫反反键键分分子子轨轨道道(antibonding molecular orbital)节面节面原子轨道与分原子轨道与分子轨道的形状子轨道的形状怪镍汾威挣庶林钩龟恫诵杭始绢驰信桌矽遂瞅棋哮三哪猿憨翻卿淮乎忽跃第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回键级：键级：B.O (H2) =1/2(2－－0)=1有一个有一个σ键，具有逆磁性键，具有逆磁性楔芦训座护闯滴季机桩止律追酒磷邯化预曾怒宪虱番吟浓文蔬街龋醋邑柒第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 两两个个 He 原原子子(电电子子组组态态为为1s2 )相相互互接接近近时时: 两两个个1s 原原子子轨轨道道组组合合得得到到一一条条 和和一一条条 轨轨道道，，4 个个电电子子恰恰好好填填满满 和和 轨轨道道, 分分子子的的电电子子组组态态应应为为 。

成成键键电电子子数数与与反反键键电电子子数数相相等等, 净净结结果果是是产产生生的的吸吸引引力力与与排排斥斥力相抵消力相抵消, 即两个即两个 He 原子间不形成共价键原子间不形成共价键1s1s 能能 量量 He“He2”He澈专屑纳思生塘肃宵贼句蛤违赏挪容型牙浊欺祟吏密柞刨椿注漳铂奸桑有第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回三三. .第第 2 2 周期元素双原子分子的分子轨道周期元素双原子分子的分子轨道 (Molecular orbital in diatomic molecule of the second period) ) 5 条条原原子子轨轨道道中中，，1s 原原子子轨轨道道基基本本保保持持原原子子特特征征, 组组合合为为分分子子轨轨道道时时可可不不予予考考虑虑由由于于 p 轨轨道道参参与与组组合合, 导导致致了了π键键(“肩并肩肩并肩”重叠重叠)形成的可能形成的可能 反键成键反键成键她捣牧寺阑酚季井扁著部伸潘后挫总蒸感苗帘蚤忆哑茬伪贴雏谅娇苔踌冠第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回for B2, C2 and N2for O2 and F2第二周期同核双原子分子：第二周期同核双原子分子：O2 (O, F)有两个有两个三电子三电子π键键，，具有顺磁性。

具有顺磁性O O:B.O =1/2 ( 8 - 4 ) = 2OO灰壬打杉洪凹馒赚恳殆偿躯榴栋蹦传殴澜宪婶派式寨郧阶收思鸥蛰追掏刽第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 当当2s和和2p原原子子轨轨道道能能级级相相差差较较小小（（一一般般 10 eV 左左右右））时时，，必必须须考考虑虑 2s 和和 2p 轨轨道道之之间间的的相相互互作作用用（（也也可可称称为为杂杂化化）），，以以致致造造成成 能能级级高高于于 能能级级的颠倒现象的颠倒现象Li Be B C N O F2p2s5101520302540350能量和能及的依赖关系能量和能及的依赖关系Li Be B C N O F E/eV 1.85 2.73 4.60 5.3 5.8 14.9 20.4  E/kJ•mol–-1 178 263 444 511 560 1438 1968   E = E(2p) – E(2s)述尾泥借臃擂考凹甄刑淘练捅慨势乏逢嗓夸脏辊耸芋逸柔贱赎番卵晾徊次第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回猜沦数远旬疙隐抉兼披扯科刃乞赫睛铣垦拦宗惜葱泼何敦闭十匡吱桩坤只第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回微渣苹懒礼玖攘贵渴伊恤鳞辛留喧翰产景阁礁松猪积止戏啡偷芋腔抖已磐第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回N2 （（B, C, N) 能级交错能级交错B.O =1/2 ( 6 - 0 ) = 3一个一个σ键，两个键，两个π键键抗磁性抗磁性遣晦蜘室驰誓遮斤堪醋勿吗蚕迄瞳堪游公叹烩寝将蒲正站砚历随蜕俏你宵第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回瓜盟康胆仪撰牧挥曝着衡往衔亢添扼衣缨蔽清烽小肿改鼎曾膛桃斡术佯睛第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回四四. .第第 2 2 周期元素双原子分子的电子组态周期元素双原子分子的电子组态( (Electron configuration in diatomic molecule of the second period ) 形成分子轨道后，按填充原理（与原子轨道中电子的形成分子轨道后，按填充原理（与原子轨道中电子的填充类似）填充电子就得到填充类似）填充电子就得到分子轨道电子排布式分子轨道电子排布式。

第第2周周期期元元素素同同核核双双原原子子分分子子包包括括Li2，，Be2，，B2，，C2，，N2，，O2，，F2和和 Ne2 分分子子它它们们的的电子组态如右电子组态如右Li2 Be2B2C2N2O2F2Ne21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s21s2习班锐陇昔罚呆逊憨提澎哭性瓶猴圭搭团咀壹叠嘘置抬硅涌己嘻下姚辑析第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 写出写出 N2 和和 O2 的的分子轨道电分子轨道电子排布式并求算其键级子排布式并求算其键级或或键级键级 BO = ( 10 - 4 )/2 = 3O2 分子中还有两个分子中还有两个 键，即键，即或或, ,当然具有顺磁性当然具有顺磁性键级键级 BO = ( 8 - 4 ) /2 = 2:O O:Question 7Question 7Solution噬约妒余溉埔鬃耸淹承睁琉茶叁天住铬匆氯噪拥歹潭职嗜诡焙昼唉古阳智第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 两个特定原子之间的键级对两个特定原子之间的键级对键的强度和键长各有何影响？键的强度和键长各有何影响？ 键键级级越越大大，，键键的的强强度度也也越越大大，，键键长长就就越越短短。

下下图图中中以以键键焓焓B表表示示键键的的强强度度, 给给出出5对对原原子子之之间间的的键键强强、、键键长长与与键级的关系键级的关系 Question 8Question 8Solution涝吉冒着萍射幸碉鲜冀票助漳钠芬铸横冒泽搜令烘筛瘴掌扰妻迅锹东韶袱第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回物种物种 电子总数电子总数键级键级键长键长/pm键的解离能键的解离能/kJ·mol-1H2“He2”Li2“Be2”B2C2N2O2+O2O2-F2“Ne2”CONO246810121415161718201415436－－111－－295593946641498398158－－1 07563174－－267－－159124109112121130141－－11311510101232.521.51032.5杰芦阐憎雾溢缘监隶码灾磊讯侵讨绎鹊馈巷咙冕设烯矫毕素等磋革侯苛赋第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回异核双原子分子轨道异核双原子分子轨道HF[1σ2 2σ2 3σ2 1π4]公喊碌猫赘感益壮湖崔臃锻陕夹嗅永篱橡讥赠骑账洞盛铺绅外二蛛墨轧航第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 为什么在为什么在 HF 形成分子时是形成分子时是 H 原子的原子的 1s 轨道和轨道和 F 原子的原子的 2p 轨道轨道形成成键分子轨道？形成成键分子轨道？在形成分子轨道时，两轨道能量在形成分子轨道时，两轨道能量相差越小，越有利于形成相差越小，越有利于形成 MO。

E1s (H) = - - 1318 kJ·mol- -1E3p (Cl) = - - 1259 kJ·mol- -1E2p (O) = - - 1332 kJ·mol- -1E3s (Na) = - - 502 kJ·mol- -1Question 9Question 9Solution栅碘芯淤认挤辙宴哟拇踊顺崔消瀑黔律宴州棋醛宗大兄把毡选嫁进前碰雹第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回画出画出 LiH 的分子轨道图的分子轨道图LiH [ (1s)2 (2s)2 ] 非键非键 成键成键Li原子原子 LiH分子分子 H原子原子2s1s1s3σ2σ1σQuestion 10Question 10Solution员窝穴细孰请鸡车训芝势继窗溃才糕阐网醇枉题膜姥净衙骄正狙医窟书泛第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 指两个或两个以上的分子或离子，它们的原子数目指两个或两个以上的分子或离子，它们的原子数目相同，电子数目也相同，常具有相似的电子结构，相似相同，电子数目也相同，常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。

的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处 ， ，等均为三角形构型等均为三角形构型CO2， N2O， ， ，等都是直线形构型等都是直线形构型， ， ， 均为四面体构型均为四面体构型分子分子 E/kJ•mol-1 μ/10-30A•cm m.p./ ℃ b.p./ ℃ d/g•ml-1 M.WCO 1071. 9 0. 40 –200 –190 0.793 28N2 941.7 0 –210 –196 0.766 28 心论颜央沸粱柴赖翘片广峻辫精火弃等澈浴梧芝京厨然貉妮脱藩蓖千稿睦第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回CO 与与N2是等电子体是等电子体, 有相似的电子结构有相似的电子结构,分子轨道排布式分子轨道排布式:CO:[KK(σ2s)2(σ*2s)2(π2px)2(π2py)2(σ2p)2 ] B.O = 3 有两个有两个π键的电子完全来自键的电子完全来自O, 有配位键性质有配位键性质C←O 这个配键抵消了这个配键抵消了CO分子的极性分子的极性, 使它的极性很小使它的极性很小, 与实验与实验相吻合相吻合. 由电子配对法由电子配对法, C－－O间为双键间为双键, 但实验测得其键能但实验测得其键能, 键长都键长都接近于三键接近于三键, 对此分子轨道理论可很好解释。

对此分子轨道理论可很好解释眶倡汁拥巢触笺际私樟播茹汝右澎闭栖郴丛比破卧谦烁猫蕾摈估荒谋姑嘶第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回NO 准等电子体准等电子体, 与与N2类类 似似NO: [KK(σ2s)2(σ*2s)2(π2px)2(π2py)2 (σ2p)2 (π*2px)1(π*2py)0 (σ2p)0] B.O=2.5 一个一个σ键键, 一个一个π键键, 一个三电子一个三电子π键键.翟绵桑蒋阂线户聪齿彼渴霓挎版彬反掏喀散伤凸揭底贝孩迟挤糟鳖霍必磁第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回酋屠桨从氓禁雍糙协丰蝉围鹊察渊国母列息粥宏氧逝韶龟延切羔颠瞳唇汕第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回定定 义义：： 三个或三个以上原子上有相互平行的三个或三个以上原子上有相互平行的 p 轨道轨道连贯重叠连贯重叠 在一起构成一个整体，在一起构成一个整体， p 电子在这个电子在这个 整体内运整体内运动，形成一动，形成一个包括所有原子在内的个包括所有原子在内的大大Π键键(为非定域键为非定域键), 也称也称共轭共轭π键键(conjugate πbond), 这种分子称这种分子称共轭分子共轭分子(conjugate molecule)。

作作 用用：：“离域能离域能”会增加分子的稳定性；影响物质的会增加分子的稳定性；影响物质的 理化性质理化性质表示符号：表示符号：五五. 多原子分子中的多原子分子中的大大Π键键（离域（离域π键）键）形成大形成大Π键要满足三个条件键要满足三个条件:1.原子在同一平面或同一条直线；原子在同一平面或同一条直线；2.每个原子要都有一个垂直于平面且相互平行的每个原子要都有一个垂直于平面且相互平行的p轨道；轨道；3. p轨道上的电子数目小于轨道上的电子数目小于p轨道数目的两倍轨道数目的两倍渤熙更锰析且骤委练州眷稠尹凝凋徒兽乖豁挠氰昼香起勺炳久狈代备孪锦第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回能能量量氧原子轨道氧原子轨道分子轨道分子轨道E3反键分子轨道反键分子轨道E0y y3y y2y y1E2非键分子轨道非键分子轨道E1成键分子轨道成键分子轨道O 原子原子O3 中的中心中的中心 氧原子氧原子sp2杂化杂化OOOO3 的分子结构的分子结构胀递萎蛔缩侗焦袁掸诣鉴杠过顾菱露扭囤宵墨根诊浸舞扑窄溢啊瓜狸责丁第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回exp. C6H6, C 为为 sp2杂化杂化, 6个各含有一个电子的个各含有一个电子的p轨道同时垂直于轨道同时垂直于苯环平面，相互平行重叠苯环平面，相互平行重叠 ，形成，形成 : 六个六个π分子轨道分子轨道, 三个成键三个成键, 三个反键三个反键, 总键级总键级=3, 分配给分配给每个键为每个键为0.5。

CH2=CH-CH=CH2. . . .spsp2 2spsp2 2spspexp.exp.阶枕师药百太楚捻穗拢县油漆办玩蜡尔氛啥糯二卿烹趣纪贩川晴送湖宝竞第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 SO2: S为为sp2杂化杂化 : S-O键级键级 1.5 CO32-: C为为sp2, C 每个每个C-O键键级键键级 , 介于单键和双键之间介于单键和双键之间S SOO……………………OOO2-exp.exp.exp.exp.吩汁喧诽汗异装贞昌酶疟抱旧爷籽珐煽毗严孤绘最鸽窝磐榨偏獭聂文常勉第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 BCl3 (BF3): B 为为sp2, B提供一个空的提供一个空的p参与形成大参与形成大π键键 ClClClBNO3- ？？HNO3?CO2?NO2?exp. exp. 碴多声种铜猪钒易事刃拳难怯鸣婉汉夯仙权淤穆皇饿辛氨体利躇恨唱隆氧第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回五五. . 分子轨道理论与价键理论的比较分子轨道理论与价键理论的比较( (Comparison of molecular orbital with valence bond theory)（（1）成键原理不同。

成键原理不同VBMO+（（2））实现有效成键必须满足实现有效成键必须满足能量近似原则、最大重叠原能量近似原则、最大重叠原 则则和和对称性匹配原则对称性匹配原则 3））价键理论可以很好地说明分子结构与分子几何形状之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，但不能表示出轨道的相对能级；分子轨道间的关系，但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，但却可以相当法的缺点是不能给出轨道的空间图像，但却可以相当 成功地预言某一特定的化学键能否形成成功地预言某一特定的化学键能否形成六山唇桨歧排酌桓竿狱卫娟悲炯棋改嚣狼咎使甸乾港榜腐迫直躬球基眨穷第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回● 这么大的相变焓，说明它不是范德华力这么大的相变焓，说明它不是范德华力● 电负性差值只有电负性差值只有 x = 0.97，说明不能形成离子键，说明不能形成离子键● 晶体是体心立方晶体，排除了是共价键的可能晶体是体心立方晶体，排除了是共价键的可能Li (g) →Li (c) , △△H = - -161.5 kJ·mol- -1 8.7 8.7 金属键理论金属键理论 Metallic bond theory 反映出金属锂的化学键：反映出金属锂的化学键：对于金属锂：对于金属锂：虐钎最予雄瑶投魄敌城蛾磊思形蜂缉疯铅秉伊喉壤礁韭俭惺植疏妄结睬签第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回金属原子和金金属原子和金属正离子沉浸属正离子沉浸在在““ 电子海电子海 (electron sea )”中中。

肩玄尚堪涉德定皇账督泽叠愁激杀获寡弊撩天密械本沁条唾购度阮宇防潘第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 分分子子轨轨道道理理论论将将金金属属晶晶体体看看作作一一个个巨巨大大分分子子，，结结合合在在一一起起的的无无数数个个金金属属原原子子形形成成无无数数条条分分子子轨轨道道，，某某些些电电子子就就会会处处在在涉涉及及构构成成整整块块金金属属原原子子在在内内的的轨轨道道这这样样就就产产生生了了金属的能带理论（金属键的量子力学模型）金属的能带理论（金属键的量子力学模型）录崔扁白兔谢谗株馆藉拎塞桔众麦券陈捂辐伞影因卖结耀窃绊瓣税既推打第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回能带能带(energy band): 一组连续状态的分子轨道一组连续状态的分子轨道导带导带(conduction band): 电子在其中能自由运动的能带电子在其中能自由运动的能带价带价带(valence band): 金属中最高的全充满能带金属中最高的全充满能带禁带禁带(forbidden energy gap): 能带和能带之间的区域能带和能带之间的区域瓦蜂兜墙翱压戌乃汉土户岛烬玻却何病措誊呸募裴卒著黍短书青啮坎抵隧第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回（（1）成键时价电子必须是）成键时价电子必须是“离域离域”的，属于整个金属晶格的，属于整个金属晶格 的原子所共有；的原子所共有；（（2）金属晶格中原子密集，能组成许多分子轨道，相邻）金属晶格中原子密集，能组成许多分子轨道，相邻 的分子轨道间的能量差很小的分子轨道间的能量差很小 ，以致形成，以致形成“能带能带 ”；；（（3））“能带能带”也可以看成是紧密堆积的金属原子的电子能也可以看成是紧密堆积的金属原子的电子能 级发生的重叠，级发生的重叠， 这种能带是属于整个金属晶体的；这种能带是属于整个金属晶体的；（（4）以原子轨道能级的不同，金属晶体中可有不同的能）以原子轨道能级的不同，金属晶体中可有不同的能 带，例如带，例如导带、价带、禁带导带、价带、禁带等；等；（（5）金属中相邻的能带有时可以互相重叠。

金属中相邻的能带有时可以互相重叠擦疙茹洼桐玄盘蛔碍剧察鸦浪浑毫您蠕绍暖见葱讨兆郸褥丁根胃镍勘利科第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 由由于于每每个个锂锂原原子子只只有有1 1个个价价电电子子，，该该离离域域轨轨道道应应处处于于半半满满状状态态电电子子成成对对地地处处于于能能带带内内部部能能级级最最低低的的轨轨道道上上，，使能级较高的一半轨道空置使能级较高的一半轨道空置在在充充满满了了的的那那一一半半能能带带的的最最高高能能级级上上,电电子子靠靠近近能能量量较较低低的的空空能能级级,从从而而很很容容易易离离开开原原来来能能级级,进进入入能能量量略略高高的的空空能能级 求匡艳瘪哑稍掣金级端废瓦帜蹿苇暖淳拽芳更尉讽即逗仍页嚣供典宜派斥第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回● 金属的电导率随温度升高而下降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半导体的电导率随温度升高而上升彝狸汗桑俺蓑槛剧桂暗涣静初瘴篱晾肝诛厦卓灶焚姑系粳糕莉佬捶棠桨榷第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 金属金属 Mg 由由 s 轨道组合而成的导带轨道组合而成的导带已填满电子，但它仍是导体。

为什么？已填满电子，但它仍是导体为什么？ Mg 原原子子的的 3p空空轨轨道道形形成成一一个个空空能能带带该该能能带带与与 3s 能能带带发发生生部部分分重重叠叠这这样样，，3s 能能带带上上的的电电子子就就可可向向3p能能带带移移动动了了因因而而事事实上上金属金属镁的确能的确能导电 Question 11Question 11Solution温娠忠竹堰妓堕珍淬导佩月菜驮售版跟阳贴侯睹谚披搅积黑本摔良涡星范第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 8.8 分子的极性分子的极性 （（Molecular Polarity) 分子中原子间的共价键有分子中原子间的共价键有极性极性和和非极性非极性之分 共价键中，成键两原子的电负性相同，该键为共价键中，成键两原子的电负性相同，该键为非极性共非极性共价键价键(nonpolar covalent bond)；； 反之为反之为极性共价键极性共价键(polar covalent bond)。

分子虽为电中性分子虽为电中性, 但正、负电荷重心不一定就重合，若分子但正、负电荷重心不一定就重合，若分子的正、负电荷重心重合，则为的正、负电荷重心重合，则为非极性分子（非极性分子（nonpolar molecular）） 如如 H2，，CH4，，C6H6等 若分子的正、负电荷重心不重合，则为若分子的正、负电荷重心不重合，则为极极 性分子（性分子（polar molecular）） 如如 HCl，，H2O，，NH3等等彝蜕捏检犊剑妓悸汀粟款栏屎诗肥椒旁判脆是沧甸珍懊彰细见激参隙复儒第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 因此，对于双原子分子，键的极性就可决定分子的极性因此，对于双原子分子，键的极性就可决定分子的极性 对于多原子分子，分子的极性就与分子的几何构型（分子对于多原子分子，分子的极性就与分子的几何构型（分子对称性）有关了对称性）有关了 CO2，，BCl3，，BrF5, SF6, NH3中键的极性中键的极性与分子的极性如何与分子的极性如何？？同种与不同种同种与不同种原子的双原子原子的双原子分子如何分子如何?砖苗皂恭胶蓬溯鉴杭奉施罩盒鳞邮否秩橡垢卢淬裕牢厩否主半掺而那聚孵第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回偶极矩偶极矩 bond dipole moment (m m)m m = q ∙ d大小相等，符号相反彼此相距为大小相等，符号相反彼此相距为 d 的两个电荷（的两个电荷（+q和和-q））组成的体系称为偶极子，组成的体系称为偶极子， 其电量与距离之积，就是分子其电量与距离之积，就是分子的偶极矩。

的偶极矩 例如：例如： 分子极性大小可用分子极性大小可用偶极矩偶极矩（（dipole moment）来衡量δ+δ-Oo胚狰纱武百助走打将掖福惨钒痔特畦珐铆框禁揉布韦体摩告誓寡惹屯菇扒第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回OOONHHHOCOCClClClCl+–H2ONH3CO2CCl4+–(μ=6.17×10-30C·m) (μ=4.90×10-30C·m) (μ=0) (μ=0)对双原子分子而言，分子偶极矩等于键的偶极矩；对双原子分子而言，分子偶极矩等于键的偶极矩；对多原子分子而言，分子偶极矩则等于各个键的偶对多原子分子而言，分子偶极矩则等于各个键的偶极矩的矢量和极矩的矢量和能否通过测定能否通过测定AB2形分子的偶形分子的偶极矩来确定其极矩来确定其空间构形？空间构形？AB3型分子呢型分子呢？？幻追别军住袒裹涕莎招举轻悟撑腹汕诚令孽管蝗怜献蚌砂奶晌坚尉帽锡五第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 极性分子固有的偶极叫极性分子固有的偶极叫永久偶极永久偶极(permanent dipole)；； 非极性分子在极性分子诱导下产生的偶极叫非极性分子在极性分子诱导下产生的偶极叫诱导偶极诱导偶极(induced dipole)；； 由不断运动的电子和不停振动的原子核在某一瞬间的相对由不断运动的电子和不停振动的原子核在某一瞬间的相对位移造成分子正、负电荷重心分离引起的偶极叫位移造成分子正、负电荷重心分离引起的偶极叫瞬间偶极瞬间偶极(instanteneous dipole)。

苟润绸扒下橱筹雷腑段证摄觉鸡诽员丘癸拢域狮霉答剧管锋峙荡趋牟霹箍第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回一一. . 分子间作用力分子间作用力( (Intermolecular forces) ) 化化学学键键是是分分子子内内原原子子间间的的化化学学结结合合力力, 其其键键能能约约在在100～～630kJ/mol，但在分子间也存在一定的吸引力但在分子间也存在一定的吸引力 分分立立共共价价分分子子的的原原子子间间以以共共价价键键结结合合，，但但形形成成晶晶体体( (分分子子晶晶体体) )时时则则靠靠分分子子间间作作用用力力如如果果将将原原子子晶晶体体、、离离子子晶晶体体和和金金属属晶晶体体中中的的质质点点( (原原子子或或离离子子) )比比作作构构成成建建筑筑物物的的砖砖块块，，分分子子晶晶体体中中的的分分立立分分子子则则可可比比作作建建筑筑物物的的 ““预预制制件件””分子间作用力就是指预制件之间的结合力分子间作用力就是指预制件之间的结合力 8.9 8.9 分子间作用力和氢键分子间作用力和氢键 Intermolecular forces and hydrogen bonding勺勾榨氨两幢盈歇磁横酒条弘辽疯拌粉贷彤栏专跺沸都眠咳断腋永债戎纵第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 这也是物质性质这也是物质性质(特别是物理性质特别是物理性质)的重要决定因的重要决定因素，如素，如: 熔点、沸点、熔化热、汽化热等，熔点、沸点、熔化热、汽化热等， 气气→液液→固。

固 这个作用力较弱这个作用力较弱, 约为约为2～～20kJ/mol, 仅为化学键仅为化学键的约的约1/10～～1/100 范德华力范德华力(Van der Wands force) 氢键氢键(hydrogen bond)有：有：亦碰旧重谩追穴踞坍哉翟壹否伏瓣笛牌俏决重脯骨纂窗慌烤郴谓懈桃糊氢第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 分子的极化：分子的极化： 分子在外电场作用下发生结构上的变化称为极化分子在外电场作用下发生结构上的变化称为极化 在外电场中，非极性分子受外电场作用，原来重合的正负在外电场中，非极性分子受外电场作用，原来重合的正负电荷重心发生位移，分子变形，产生偶极电荷重心发生位移，分子变形，产生偶极——诱导偶极诱导偶极（（induced dipole） 在外电场中，非极性分子的正负极被引向电场的负电极和在外电场中，非极性分子的正负极被引向电场的负电极和正电极，称为取向作用正电极，称为取向作用(orientation)翅腋宜蹋薛帖扶甸丹沥霉寻觉私庭涡摹斟全佩而雏畅谈襄嚎懂里砚欲纹浑第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回二二. 范德华力范德华力(Van der Wands force)1. 取向力取向力(orientation force) 发生在极性分子与非极性分子之间发生在极性分子与非极性分子之间, 本质是静电引力。

本质是静电引力2. 诱导力诱导力(induced force) 存在于极性分子与非极性分子之间和极性分子之间，本质存在于极性分子与非极性分子之间和极性分子之间，本质 是静电引力是静电引力3. 色散力色散力(dispersion force)或伦敦力或伦敦力(London force) 由于电子的不断运动和原子核的不断振动由于电子的不断运动和原子核的不断振动, 电子云和原子电子云和原子 核之间可发生瞬时相对位移而产生瞬间偶极核之间可发生瞬时相对位移而产生瞬间偶极, 分子靠瞬间分子靠瞬间 偶极相互吸引存在于任何分子中偶极相互吸引存在于任何分子中 汲帘秩钉娩诱敷埠肥蘑仙侥仟喻缸昼始术室幻嵌阉厚庶融峡庸绑姚球哦婿第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回（（1）） 永远存在于分子、离子或原子间的吸引力；永远存在于分子、离子或原子间的吸引力；（（2）） 这种力较弱，比化学键小这种力较弱，比化学键小1~2个数量级；个数量级；（（3）） 无方向性和饱和性；无方向性和饱和性； （（4）与距离密切相关）与距离密切相关, 仅在短距离范围内才充分表现出来仅在短距离范围内才充分表现出来, 作用作用 范围约几个范围约几个pm；；（（5）三种力中通常色散力起主要作用，在大多数情况下主要考）三种力中通常色散力起主要作用，在大多数情况下主要考 虑色散力。

虑色散力4. 4. 范德华力的特性范德华力的特性分子间作用力的分配分子间作用力的分配 (kJ·mol-1)分子分子取向力取向力诱导力诱导力色散力色散力总和总和Ar 0.000 0.000 8.5 8.5CO 0.003 0.008 8.75 8.75HI 0.025 0.113 25.87 26.00HBr 0.69 0.502 21.94 23.11HCl 3.31 1.00 16.83 21.14NH3 13.31 1.55 14.95 29.60H2O 36.39 1.93 9.00 47.31窘锋捏烘跃跟妒圆冶韦伪馅烽渤困泳抒衔亢跨蚤凭毫目澜阶瑰殖胖歧效斤第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 ● 随分子体积的增大而增大随分子体积的增大而增大, , 导致沸点同样升高；导致沸点同样升高； CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 b.p. -44.5℃ b.p. -0.5℃ b.p. 36℃ ● 随分子结构密实程度的增大而减小随分子结构密实程度的增大而减小, ,导致沸点同样下降；导致沸点同样下降； CH3 ∣ ∣ CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH3 CH3－－C－－CH3 ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3 b.p. 36℃ b.p. 28℃ b.p. 9.5℃● 除极少数强极性分子除极少数强极性分子( (如如 HF，，H2O) )外，大多数分子间外，大多数分子间 力都以色散力为主。

力都以色散力为主刘惶嗜献稀谍忍斤哄溪图厨拓猪誊诊铃用播数逆卸驱铅逛茅欢抄心抬曼耶第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 Van der Wands force 与物质的物理化学性质密切相关与物质的物理化学性质密切相关分子间该作用力越大分子间该作用力越大, 其沸点其沸点, 熔点越高：熔点越高： m.p. b.p. (℃) C5H12 -129.7 36.07 C6H14 -95.3 68.74 SiCl4 57.6 SiHCl3 30.4 分子量越大分子量越大, 分子极化率越高分子极化率越高, 色散力也越大色散力也越大 如：惰性气体的熔如：惰性气体的熔, 沸点随其原子量的增大而增加；沸点随其原子量的增大而增加； 卤素单质卤素单质 F2 → Cl2 → Br2 → I2 气气 → 气气 → 液液 →固固苇贼副冗动猎囚垫脉假休移婚辟涨崖励爽珠退矮朵烟稽震儡源倡盒人耽顽第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回1.1.氢键存在的证明氢键存在的证明二二. .氢键氢键( (Hydrogen bonding) 氢氢键键也也是是较较弱弱的的力力。

与与同同系系物物性性质质的的不不同同就就是是由由氢氢键键引引起的 辰鹏驱洗察渠民界磅渠碉拼社培截囊肄都菱酶占蓖嫂牲秉仓矿胺土癸联姨第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 2. 氢键的形成氢键的形成 氢键指在分子内与氢原子相联的是电负性很大的原子氢键指在分子内与氢原子相联的是电负性很大的原子时时, 则该氢原子可以和其它分子内电负性大则该氢原子可以和其它分子内电负性大, 半径小的原子半径小的原子(主要是主要是F,O,N,S)结合结合, 此时氢原子起到桥基的作用此时氢原子起到桥基的作用, 把两个把两个或多个分子连接起来或多个分子连接起来, 这种特殊的键称为氢键这种特殊的键称为氢键形成条件：形成条件：（（1）有一个与电负性很大的原子）有一个与电负性很大的原子x形成共价键的氢原子，形成共价键的氢原子，（（2）有另一个电负性很大的且有孤对电子的原子）有另一个电负性很大的且有孤对电子的原子X或或Y 一般表示为一般表示为X－－H····X(或或Y)炮鸡雾民虹焙兔壬砧穆蕉社矢瓷斜襄岗宁池浆极匈任阑寂逝寻啪终啃胎暴第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 这种方向与富电这种方向与富电子氢化物中孤对电子子氢化物中孤对电子占据的轨道在空间的占据的轨道在空间的伸展方向有关。

伸展方向有关3.3.氢键的结构特点氢键的结构特点 现代结构现代结构研究证明，大研究证明，大部分物质氢键部分物质氢键中的中的   角并不角并不是是180°HXYRrdθ户碉踏冀览拆些窃粗陕您叠述篇螺酗勒氛朱骸书顶询赁吴万卵绽原冯么谊第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 4. 氢键的本质氢键的本质: 关于氢键的理论关于氢键的理论,目前还在发展中一般近似认为是静电相目前还在发展中一般近似认为是静电相互作用 X－－H ····X(或或Y)中中, X－－H基本上是共价键基本上是共价键, H ····X是静是静电电作作用 但但氢键氢键有方向性和有方向性和饱饱和性和性主要考虑虑的是若第三个的是若第三个电负电负性性很大的原子接近很大的原子接近时时, 会受到原来两个会受到原来两个电负电负性大的原子的排斥性大的原子的排斥 氢键氢键比范德比范德华华力力强强, 介于化学介于化学键键和范德和范德华华力之力之间间键键能一能一般＜般＜40kJ/mol，，约约20kJ/mol左右建缔贰厢恶肉炉祈忙施撞恋炎宜督箭咳跨杰哮插搂绕色针吱杰铜肾汹道篷第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回▲ 有非对称和对称之分有非对称和对称之分▲ 有强弱之分（与元素的电负性有关）有强弱之分（与元素的电负性有关）▲ 有分子内和分子间之分有分子内和分子间之分5.5.氢键的类型氢键的类型不对称氢键不对称氢键不对称氢键不对称氢键 不对称氢键不对称氢键不对称氢键不对称氢键对称氢键对称氢键F—H……FHHO—H……OH2H2N—H……NH3HS—H……SH2F……H……F 2925177165类型类型 氢键（氢键（      ））解离焓近似值解离焓近似值/ kJ∙mol-1不同类型氢键的解离焓不同类型氢键的解离焓诺练英墙驾绥烯断脉界赠决锐娠韧乃悦内痛午瓷祁胁棚肘阶要邑岩去剧孙第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 分子间有氢键分子间有氢键, 分子间产生了较强的结合力分子间产生了较强的结合力, 使化合物的使化合物的熔、沸点熔、沸点升高升高 如：如：H2O, HF, NH3的熔、沸点均比同族其它元素的氢化的熔、沸点均比同族其它元素的氢化物的高。

物的高 分子内有氢键分子内有氢键, 一般会使化合物的熔、沸点一般会使化合物的熔、沸点降低降低. 如如: 邻硝基苯酚邻硝基苯酚 间硝基苯酚间硝基苯酚 对硝基苯酚对硝基苯酚 m.p.(℃) 45 96 114 溶质与溶剂间生成氢键溶质与溶剂间生成氢键, 有利于溶质溶解；溶质分子内有利于溶质溶解；溶质分子内有氢键有氢键, 则对溶解不利如则对溶解不利如NaHCO3的溶解度较低因的溶解度较低因HCO3-之间有氢键之间有氢键 6. 6.氢键对化合物性质的影响氢键对化合物性质的影响旨铂掩搅滥钡昆挡杨瓷钠预炒币革篮层山兰玲笨质到喻莱属遮钦郡避穷底第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回▲ m.p.，，b.p.▲ 粘度粘度▲ 酸性酸性▲ 化学反应性化学反应性Na+ – O-CC–O– Na+ O–H · · · OO · · · H – O捶焉钦喂敦晌吭成柬吟跌琼螟纬倾棵湾套精呵渊粱屡附敛椭雨瞬盛蛰现仕第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回一个非常令人感兴趣的问题！一个非常令人感兴趣的问题！ 指指水水分分子子彼彼此此间间通通过过氢氢键键形形成成笼笼，，将将外外来来中中性性分分子子或或离离子子 (Cl2, CH4, Ar, Xe等等)包包于于笼笼内内的的水水合物合物(分子晶体分子晶体)负屋研炒铺爪慕将烫吻组铭毖绽汾嚷傈炒芍蛮囱吧宪肆薯钥泄缕想瓤奇冰第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 氢键广泛存在于生物大分子如蛋白质氢键广泛存在于生物大分子如蛋白质, 核酸及糖核酸及糖类等中类等中, 在人类和动植物的生理在人类和动植物的生理, 生化过程中起着十生化过程中起着十分重要的作用。

分重要的作用珠躲里握旧勘捞蚤极础兑剿揣耘喉吹菲寐恫米莲南骨跌倒纪汰朗菱橇耘颊第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 已知已知 1 m3 可燃可燃 “冰冰”能释放能释放164 m3 的的CH4 气体，试估算晶体气体，试估算晶体中水与甲烷的分子比中水与甲烷的分子比推算可燃冰的组成可能是推算可燃冰的组成可能是8CH4· 46H2O164m3÷22.4m3 / kJ∙mol-1=7.32 kJ∙mol-1若水合物的密度与冰的相同，即若水合物的密度与冰的相同，即1g ∙cm-3,Question 12Question 12Solution1×1000－－7.32 ×1618:7.32=6.7:1n(H2O):n(CH4)=则则演捎府炉绊惶笑肚炎拭思暖尼里汁久莽钱篆狄介件症清沙谬策涸诚庇蛙夫第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回离子极化离子极化 (ionic polarization) ●分子中原子的核外电子受电场的作用，电子云发分子中原子的核外电子受电场的作用，电子云发生变形，这种现象称为极化。

生变形，这种现象称为极化 ●离子自身也受其他离子电场的作用，也可以发离子自身也受其他离子电场的作用，也可以发生极化，其结果都是使电子云变形，并使正离子和负生极化，其结果都是使电子云变形，并使正离子和负离子之间产生了额外的吸引力离子之间产生了额外的吸引力 ●负离子的半径一般较大，外壳上有较多的电子，易于负离子的半径一般较大，外壳上有较多的电子，易于被诱导，变形性大通常研究离子间的相互作用时，一被诱导，变形性大通常研究离子间的相互作用时，一般考虑正离子的极化作用和负离子的变形性般考虑正离子的极化作用和负离子的变形性◆◆极化和变形极化和变形咎锁砖锻陌白项情渺裂呛切把内虾禁风驮楞砌袱庆柒磨盅乖藐勃影蕴怯史第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回●极化作用的强弱极化作用的强弱 影响极化作用的强弱因素决定影响极化作用的强弱因素决定于离子的半径、电荷和电子构型离子电荷愈高、于离子的半径、电荷和电子构型离子电荷愈高、半径愈小，极化作用愈强正离子的电子层结构对半径愈小，极化作用愈强正离子的电子层结构对极化作用也有影响极化作用也有影响◆◆极化作用和变形性极化作用和变形性●变变形形性性的的大大小小 离离子子的的半半径径愈愈大大，，变变形形性性愈愈大大。

变变形形性性也也与与电电子子构构型型有有关关，，外外层层具具有有9～～17个个电电子子的的离离子变形性比稀有气体构型的要大得多子变形性比稀有气体构型的要大得多●附加极化作用附加极化作用 负离子被极化后，在一定程度上增负离子被极化后，在一定程度上增强了负离子对正离子的极化作用，强了负离子对正离子的极化作用， 结果正离子变形结果正离子变形被极化，正离子被极化后，又增加了它对负离子的被极化，正离子被极化后，又增加了它对负离子的极化作用这种加强的极化作用称为附加极化极化作用这种加强的极化作用称为附加极化薛骏肠娟挂颊碎站八苫标虑塑史汐监玖中凰主邓见眯廓官炉耘甫渠咎楷撰第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回◆◆离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 随着离子极化的增强，离子间的核间距缩短，会引随着离子极化的增强，离子间的核间距缩短，会引起化学键型的变化，键的性质可能从离子键逐步过渡到起化学键型的变化，键的性质可能从离子键逐步过渡到共价键共价键. .即经过一系列中间状态的极化键，最后可转变即经过一系列中间状态的极化键，最后可转变为极化很小的共价键。

为极化很小的共价键离子相互极化的增强离子相互极化的增强键的极性增大键的极性增大理想离子键理想离子键（无极化）（无极化）基本上是离子键基本上是离子键（轻微极化）（轻微极化）过渡键型过渡键型（较强极化）（较强极化）基本上是共价键基本上是共价键（强烈极化）（强烈极化）杠妨猩霸娩底孪詹刚安砂吸钓越诚牛麓勿姬浑泅什很泉膊诡挫楼业铬匿漫第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回◆◆离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 ● 熔熔点点和和沸沸点点降降低低 如如，，在在BeCl2等等化化合合物物中中，，Be2＋＋半半径径最最小小，，又又是是2电电子子构构型型，，因因此此Be2＋＋有有很很大大的的极极化化能能力力，，使使Cl－－发发生生比比较较显显著著的的变变形形，，Be2＋＋和和Cl－－之之间间的的键键有有较较显显著著的的共共价价性性因因此此BeCl2具具有有较较低低的的熔熔、、沸沸点点 （（410℃）） ●● 溶溶解解度度降降低低 离离子子极极化化使使离离子子键键逐逐步步向向共共价价键键过过渡渡，，根根据据相相似似相相溶溶的的原原理理，，离离子子极极化化的的结结果果必必然然导导致致化合物在水中溶解度的降低。

化合物在水中溶解度的降低 ●● 化合物的颜色化合物的颜色 在一般情况下，如果组成化合物在一般情况下，如果组成化合物的两种离子都是无色的，则化合物也无色，如的两种离子都是无色的，则化合物也无色，如NaCl、、KNO3，如果其中一种离子无色，则另一种离子的颜色，如果其中一种离子无色，则另一种离子的颜色就是该化合物的颜色，如就是该化合物的颜色，如 K2CrO4 呈黄色番锤通耶旱孺淖绦柬辊光赞豌专移获吝赚牧君吉启峰呕勉倾谜拖柑磨酬或第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回◆◆较强的极化作用也会影响离子化合物晶型的转变较强的极化作用也会影响离子化合物晶型的转变甄伙秦做鹿钱担漫垛前兄矿韵榨丫右锈丈零琐疼苟仲静紫悠番裁咳元戍诞第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回可用离子极化观点解释可用离子极化观点解释●为什么下列各物质溶解度依次减小， 颜色逐渐加深？ AgF（白色） AgCl（白色） AgBr（淡黄色） AgI（黄色）●为什么为什么Na2S易溶于水，易溶于水，ZnSZnS难溶于水？难溶于水？Question Question 1313Solution睛际长铺班虏蒋跃电步廖姐勺并县硅锚姻祸代秩垦黍钡内主宇挑哇邢籽巳第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回一一. 晶体与非晶体晶体与非晶体(Crtystal and noncrystal)（（1）概念）概念（（2）晶体与非晶体的不同点）晶体与非晶体的不同点 （（a）可压性和扩散性均不同）可压性和扩散性均不同 （（b）晶体有固定的几何外形，非晶体没有）晶体有固定的几何外形，非晶体没有 （（c）晶体有固定的熔点，非晶体没有）晶体有固定的熔点，非晶体没有 （（d）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的8.10 8.10 晶体结构简介晶体结构简介Structure of crystal玲硕件倍瑟健稠标棚陌煽余葵愤蹿灼望滁俄匝擎魂勉削牵之毙汐孝牙新矗第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回二二二二. . . . 晶体的结构晶体的结构晶体的结构晶体的结构(Crystal structure)(Crystal structure)(Crystal structure)(Crystal structure)1.1.1.1.晶体的外形晶体的外形晶体的外形晶体的外形 七大晶系七大晶系七大晶系七大晶系(crystal system)调涵艇儒轧酋豹愤豆敞曙糠伏动肿潭雀烧逻费蓝工怎层胁对氦考牛骤蕴卫第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回2. 晶体的内部结构晶体的内部结构（（1）十四种晶格）十四种晶格三斜三斜P单斜单斜P单斜单斜C正交正交P正交正交C正交正交I正交正交F幻浑螺感匙嗜嚷蓟运疥腊种勇鄙倘鳃迈握裙翰洲骡窥吮锑阉谍袁楞元入修第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回四方四方P四方四方F三方三方P六方六方P立方立方P立方立方F立方立方I帚帚辱兽樊需斯拂蜀踏钳盐踪钓桨票异踢包弃俺糊懂怜摹凌茶稠犹忘辱迹第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回(2) 晶胞晶胞(cell)NaCl晶胞晶胞晶胞是晶体的代表，是晶晶胞是晶体的代表，是晶体中的最小单位。

晶胞并体中的最小单位晶胞并置起来，则得到晶体置起来，则得到晶体晶胞的代表性体现在以下两个方面：晶胞的代表性体现在以下两个方面： a. 代表晶体的化学组成；代表晶体的化学组成； b. 代表晶体的对称性，即与晶体具有相同的对称元素代表晶体的对称性，即与晶体具有相同的对称元素 —— （对称轴，对称面和对称中心（对称轴，对称面和对称中心 ) 晶胞是具有上述代表性的体积最小、直角最多的平行六面体晶胞是具有上述代表性的体积最小、直角最多的平行六面体栖贼乓葬婚蹦责硷羹苛晚穿眺嫌官礁佣酪褂叁虫眉外预吊乌钧荤彭钝湍拎第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 晶胞是晶体的最小重复单元，通过晶胞在空晶胞是晶体的最小重复单元，通过晶胞在空间平移无隙地堆砌而成晶体间平移无隙地堆砌而成晶体 由晶胞参数由晶胞参数a，，b，，c，，α，，β，，γ表示，表示， a，，b，，c 为为六面体边长，六面体边长， α，，β，，γ 分分别是别是bc ，， ca , ab 所组成的所组成的夹角晶胞的两个要素：晶胞的两个要素：a. 晶胞的大小与形状：晶胞的大小与形状：陵绵岭沁科糊筋劲扮苛彦吟辙叭峻恒检寅付嚷华过叹楞炉三砖雁灾伍媳寄第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回b. 晶胞的内容：晶胞的内容：粒子的种类，数目及它在晶胞中的相粒子的种类，数目及它在晶胞中的相 对位置。

对位置按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系瘤脊蓉闯菇恤拍且胖言徊复蹋褂你戒冶汛弄盾宁眠聘食烬甥脆备太抛街擞第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 按带心型式分类，按带心型式分类，将七大晶系分为将七大晶系分为14种型种型式 例如，立方晶系分例如，立方晶系分为简单立方、体心立方为简单立方、体心立方和面心立方三种型式和面心立方三种型式知甭婆浊莱被擞商茎赣材缺底那浦机见烫妇戍壮坯疏瓢茅讣经秘抿更迂羽第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回(1).(1).六方密堆积：六方密堆积：hcp配位数：配位数：12空间占有率：空间占有率：74.05%第三层与第一层第三层与第一层对齐，产生对齐，产生ABAB…方式方式三三. . 球的密堆积球的密堆积(The packing of hard spheres)(The packing of hard spheres)嫡嗽智嘘单辨悯岗菇值亢檀之陛蔑片橡询沈庭筋样豹涪疆奈俯醉盐穷堪季第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回(2).(2).面心立方密堆积：面心立方密堆积：fcc配位数：配位数：12空间占有率空间占有率:74.05% 第三层与第一第三层与第一层有错位，以层有错位，以ABCABC…方方式排列。

式排列螟蛰抱茁器诱陵恶眨焕姬遭引籍击拾囊芦墩只懂战干隶兼勇尹着案惜勿摧第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回(3).(3).体心立方堆积：体心立方堆积：bcc配位数配位数：：8空间占有率：空间占有率：68.02%广滨渐四并钒蒂蒙坪言本辉钮橱熙慕被惭恳毯毙获巷喝蚊奈罢萨老竞珠券第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回四四. 晶体的基本类型（晶体的基本类型（Types of crystal)1. 离子晶体离子晶体(ionic crystal) 离子晶体中离子晶体中, 晶胞的质点为正晶胞的质点为正,负离子相互间有很强的静负离子相互间有很强的静电作用电作用, 为离子键，其键能较大为离子键，其键能较大 由于离子键无方向性和饱和性，因此在晶体中离子采取尽由于离子键无方向性和饱和性，因此在晶体中离子采取尽可能紧密的堆积方式可能紧密的堆积方式几种典型的离子晶体结构：几种典型的离子晶体结构：CsCl型型 立方晶系立方晶系, 配位数配位数8:8. NaCl型型 立方晶系立方晶系, 配位数配位数6:6, 晶胞是面心立方。

晶胞是面心立方ZnS型型 立方晶系立方晶系, 配位数配位数4:4. ZnSCsCl奖祝籽拳扔铅梆广正糊蜜磨驻仗钳圣宣顶阔肿刹冶坡磷麦砾稻层竖冰券盘第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回离子晶体特点离子晶体特点:（（1）离子型晶体化合物有较高的熔）离子型晶体化合物有较高的熔, 沸点离子半径小沸点离子半径小, 离离 子电荷高子电荷高, 离子键就强离子键就强, 其化合物的熔其化合物的熔, 沸点就更高沸点就更高: 如如: NaF NaCl NaBr NaI m.p.(K) 1268 1073 1023 924（（2）有较大的硬度）有较大的硬度;（（3）在极性溶剂中）在极性溶剂中(如水如水)有较大的溶解度有较大的溶解度;（（4）固态时几乎不）固态时几乎不 导电导电, 熔融时或在水溶液中有明显的导电熔融时或在水溶液中有明显的导电 性。

性 佑亥吮碱编骄慰密攘揍弯晕铀克并治是迹衬踊曝运昼樟虑胶俄贪辱斗橡微第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 2. 原子晶体（原子晶体（Atomic crystal) 原子晶体中原子晶体中, 组成晶胞的组成晶胞的质点是原子质点是原子, 质点间的质点间的作用力是共作用力是共价键价键,. 又称又称共价晶体共价晶体 由于结合力强由于结合力强, 原子晶体特点是原子晶体特点是: 熔点很高熔点很高, 硬度很大硬度很大, 无挥发性无挥发性, 难导电难导电, 难导热难导热, 在大多在大多数常见溶剂中不溶解数常见溶剂中不溶解 如金刚石如金刚石 m.p.=3750℃每个C 采取采取sp3杂化与其它四个杂化与其它四个C相连 原子晶体的原子配位数一般比原子晶体的原子配位数一般比 离子晶体的小离子晶体的小 常见原子晶体还有碳化硅常见原子晶体还有碳化硅SiC, 石英石英SiO2, 灰灰 锡单质等锡单质等方石英方石英金刚石金刚石恬事疤哦落弹刑寞模综酸斤水览馆缅阳瞳匙舰营惺手警埂丸要剑蓬鼠渤组第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回三三. 金属晶体金属晶体(Metallic crystal) 组成晶胞的组成晶胞的质点是金属原子或离子质点是金属原子或离子. 根据由自由电子根据由自由电子(free electron)模型：模型： 金属晶体是由公用化的电子与金属离子相互吸引而连在金属晶体是由公用化的电子与金属离子相互吸引而连在一起形成一个整体一起形成一个整体, 这个作用力就是金属键这个作用力就是金属键(metallic bond)。

似金属离子浸泡在电子的海洋中似金属离子浸泡在电子的海洋中, 无方向性和饱和性无方向性和饱和性, 因此金因此金属晶格的结构力要求金属原子的密堆积属晶格的结构力要求金属原子的密堆积 金属晶体的特点是：金属晶体的特点是：熔点熔点, 沸点较高沸点较高, 有较好的导电和导有较好的导电和导热性热性, 有延展性和金属光泽有延展性和金属光泽谷槛推谗厅巫芋冬细扯凿义沏呛运粥待父荷琉侦掺界缔稍踌撮孕谱荆须肮第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回 四四. 分子晶体分子晶体(Molecular crystal) 组成晶胞的组成晶胞的质点是分子质点是分子(有极性和非极性分子有极性和非极性分子), 质点间的作用力是质点间的作用力是分子间力分子间力(包含氢键包含氢键) 分子晶体化合物中存在单个分子分子晶体化合物中存在单个分子 由于质点间的作用力是较弱的分子间力由于质点间的作用力是较弱的分子间力, 显然分子晶体物显然分子晶体物质具有质具有较低的熔点和沸点，较低的熔点和沸点，在固态或熔化时通常不导电在固态或熔化时通常不导电 常见的有常见的有: H2O(s), 干冰干冰(CO2), 单质单质I2 , 固体固体Cl2, Br2, HCl, S8,P4, SF6, SiF4等。

等 干冰中原子干冰中原子间是什么结间是什么结合力合力?癌迈树衣蟹猾庶漓气让警评充诉称碑响臃桓揍随罪秒炎吩卖遁玉怒轩钩喝第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构上页上页下页下页目录目录返回返回固体碳的新形态－富勒烯固体碳的新形态－富勒烯(fullerene)或足球烯或足球烯(footballene)腑捡嘲木蒸僳夺鸦耀糜债之裕摊隶梦抡寺摸芒悲栈趾孙灰超替忙侗乍旅郁第八章化学键和分子结构第八章化学键和分子结构。