第九章分子结构 教学基本要求 (1)熟悉化学键的分类,熟悉共价键的价键理论的基本要点、共价键的特征和类型。 (2)熟悉杂化轨道的概念和类型,能用杂化轨道理论解释简单分子或原子离子的几何构型 (3)了解价层电子对互斥理论的要点以及用该理论推测简单分子或多原子离子的几何构型的方 (4)了解分子轨道的概念以及第二周期同核双原子分子的能级图和电子在分子轨道中的分布,推 测其磁性和稳定性。 (5)了解键能、键长、键角、键级等键参数的概念,熟悉键的极性和分子的极性。 ·重点内容概要 在通常条件下,各种物质都以分子或晶体的形式存在。 分子或晶体中相邻原子间的强烈吸引作用叫做化学键。 化学键的类型有共价键、离子键和金属键。本章主要讨论共价键、分子的空间构型。 1.价键理论 价键理论的基本要点是 ①在成键原子间要有旋转方式相反的未成对价电子进行配对成键 ②形成共价键的原子轨道要进行最大重叠,成键原子间电子出现的概率密度愈大,形成的共价 键愈牢固。 根据上述基本要点可以知道共价键具有饱和性和方向性。 可以从不同的角度考虑将共价键进行分类。根据原子轨道重叠方式的不同,可以把共价键分为a 键和丌键 两个原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式进行同号重叠所形成的共价键为σ键。 两个原子轨道垂直于核间连线相互平行以“肩并肩”的形式进行同号重叠所形成的共价键称为丌 根据共用电子对来源的不同,可将由一个原子提供电子对所形成的共价键归类为配位键 根据共价键有无极性可将其分为极性键和非极性键。 例如,在CO分子中形成三个共价键,C和O的电负性不同形成的共价键为极性键;C有一个 空轨道,O有一孤对电子,可形成一个配位键:如果C与O沿x轴成键,p轨道具有σ对称性 故P2-P1键为σ键,而P,与P,P2与P2所形成的键则为键。 2.杂化轨道理论
第九章 分子结构 ∙教学基本要求∙ ⑴熟悉化学键的分类，熟悉共价键的价键理论的基本要点、共价键的特征和类型。 ⑵熟悉杂化轨道的概念和类型，能用杂化轨道理论解释简单分子或原子离子的几何构型。 ⑶了解价层电子对互斥理论的要点以及用该理论推测简单分子或多原子离子的几何构型的方 法。 ⑷了解分子轨道的概念以及第二周期同核双原子分子的能级图和电子在分子轨道中的分布，推 测其磁性和稳定性。 ⑸了解键能、键长、键角、键级等键参数的概念，熟悉键的极性和分子的极性。 ∙重点内容概要∙ 在通常条件下，各种物质都以分子或晶体的形式存在。 分子或晶体中相邻原子间的强烈吸引作用叫做化学键。 化学键的类型有共价键、离子键和金属键。本章主要讨论共价键、分子的空间构型。 1.价键理论 价键理论的基本要点是： ①在成键原子间要有旋转方式相反的未成对价电子进行配对成键； ②形成共价键的原子轨道要进行最大重叠，成键原子间电子出现的概率密度愈大，形成的共价 键愈牢固。 根据上述基本要点可以知道共价键具有饱和性和方向性。 可以从不同的角度考虑将共价键进行分类。 根据原子轨道重叠方式的不同， 可以把共价键分为s 键和p 键。 两个原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式进行同号重叠所形成的共价键为s 键。 两个原子轨道垂直于核间连线相互平行以 “肩并肩” 的形式进行同号重叠所形成的共价键称为p 键。 根据共用电子对来源的不同，可将由一个原子提供电子对所形成的共价键归类为配位键。 根据共价键有无极性可将其分为极性键和非极性键。 例如，在 CO 分子中形成三个共价键，C 和 O 的电负性不同形成的共价键为极性键；C 有一个 空轨道，O 有一孤对电子，可形成一个配位键；如果 C 与 O 沿 x 轴成键， x p 轨道具有s 对称性， 故 x x p - p 键为s 键，而 y p 与 y p ， z p 与 z p 所形成的键则为p 键。 2.杂化轨道理论
分子的空间构型是讨论分子结构理论的重要内容之 价键理论虽然简明扼要地阐述了共价键的本质和特征,但对多原子的几何构型却难以做出合理 的解释 Pauling在价键理论中引入了杂化轨道的概念,发展了现代价键理论。 杂化轨道理论的基本要点 ①原子在成键时,其价层中能级相近的原子轨道有可能混合起来,重新组合成新的 原子轨道来,重新组合成的新的原子轨道即杂化轨道 参加杂化的原子轨道数等于经杂化而形成的杂化轨道数 杂化轨道形状改变,成键时轨道可以更大程度的重叠,使成键能力增强: ④不同的杂化方式导致杂化轨道的空间角度分布不同,从而决定了分子的几何构型的差异 原子轨道杂化实际上是原子轨道的先行组合。常见的杂化轨道与分子的几何构型的关系 如表9-1所示。 根据各杂化轨道中所含原子轨道成分是否相同,又分为等性杂化和不等性杂化。例如,CH4分 子中碳原子采取杂化,形成的4个驴杂化轨道是相同的,每个,杂化轨道均含行s科p 轨道的成分,这种杂化称为等性杂化。而NH2分子中氮原子采取sp3不等性杂化,在四个sp3不等性 杂化轨道中,孤对电子所在的杂化轨道含有的s轨道成分多一些。由于孤对电子不参与成键,且对 成键电子有较大的排斥作用,使NH3的键角从109°28压缩至107°18′,NH3的分子几何构型为三 角锥形 表9-1常见的杂化轨道与分子几何构型的关系 uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu uuuuuuuuuuu 参与杂化的原子轨道 分子的几何构 杂化类型 杂化轨道夹角 种类 型 直线形 BeCl, 120 平面三角形 BF3, CO; 109°28 正四面体 313 三角双锥体PCls,SiFs spd 正八面体 SFz. PCI 2 3.价层电子对互斥理论 价层电子对互斥理论可用来推测分子的空间结构,其基本要点是
分子的空间构型是讨论分子结构理论的重要内容之一。 价键理论虽然简明扼要地阐述了共价键的本质和特征，但对多原子的几何构型却难以做出合理 的解释。 Pauling 在价键理论中引入了杂化轨道的概念，发展了现代价键理论。 杂化轨道理论的基本要点： ① 原子在成键时，其价层中能级相近的原子轨道有可能混合起来，重新组合成新的 原子轨道来，重新组合成的新的原子轨道即杂化轨道； ② 参加杂化的原子轨道数等于经杂化而形成的杂化轨道数； ③ 杂化轨道形状改变，成键时轨道可以更大程度的重叠，使成键能力增强； ④ 不同的杂化方式导致杂化轨道的空间角度分布不同， 从而决定了分子的几何构型的差异。 原子轨道杂化实际上是原子轨道的先行组合。常见的杂化轨道与分子的几何构型的关系 如表 9-1 所示。 根据各杂化轨道中所含原子轨道成分是否相同，又分为等性杂化和不等性杂化。例如，CH4 分 子中碳原子采取 sp 3杂化，形成的 4 个 sp 3杂化轨道是相同的，每个，sp 3杂化轨道均含有 1 4 s 和 3 4 p 轨道的成分，这种杂化称为等性杂化。而 NH3分子中氮原子采取 sp 3不等性杂化，在四个 sp 3不等性 杂化轨道中，孤对电子所在的杂化轨道含有的 s 轨道成分多一些。由于孤对电子不参与成键，且对 成键电子有较大的排斥作用，使 NH3的键角从 109°28´压缩至 107°18´，NH3的分子几何构型为三 角锥形。 表 9-1 常见的杂化轨道与分子几何构型的关系 参与杂化的原子轨道 杂化类型 种类 数目 杂化轨道夹角 分子的几何构 型 举例 sp ns np 1 1 180° 直线形 BeCl2 sp 2 ns np 1 2 120° 平面三角形 BF3, CO3 2 sp 3 ns np 1 3 109°28´ 正四面体 CCl4，PO4 3- sp 3d ns np nd 1 3 1 90° 120° 三角双锥体 PCl5，SiF5 - sp 3d 2 ns np nd 1 3 2 90° 正八面体 SF6。PCl6 3.价层电子对互斥理论 价层电子对互斥理论可用来推测分子的空间结构，其基本要点是：
①分子或离子的空间构型决定于中心原子周围的价层电子对数,价层电子对包括σ健电子 对和孤对电子 ②价层电子对间尽可能远离以使斥力最小。 中心原子的价层电子对数可用下式计算 价层电子对数二(中心原子的价电子数+配位原子提供的价电子数士正离子电荷数) 根据价层电子对数可确定电子对的空间排布,再根据中心原子的孤对电子对数推断出分子的空 间结构 价层电子对数、电子对的空间排布、孤电子对数的空间构型的关系系列表9-2中。 表9-2价层电子对与分子的空间构型 L几几几几■■■■■ 价电子层对数 电子对空间排布 配位原子数 孤电子对数 分子空间构型 直线型 直线型 一了 3 V形 正四面体 正四面体 2_4325432654 角锥体 V形 角双锥 变形四面体 三角双锥 形 直线形 八面体 八面体 四方锥 2 平面正方形 例1BrF5的分子空间构型的推测如下: Br为中心原子,其价层电子对数=(7+1×5)=6,电子队的空间排布为八面体,成键电子对数为 5,孤电子对数为1,BrF5的空间构型为四方锥 例213-离子的空间构型推测如下: 中心原子I的价层电子对数=2(7+2+1)=5,电子对空间排布为三角双锥,成键电子对数为2,孤对电 子对数为3,故l3离子的空间构型为直线形。 4.分子轨道理论 分子轨道理论把分子作为一个整体来考虑,认为分子中的电子在整个分子范围内运动,其运动 状态可以用波函数v来描述,称为分子轨道 分子轨道是由原子轨道线性组合而成,分子轨道的数目等于组成分子的原子原子轨道的数目
① 分子或离子的空间构型决定于中心原子周围的价层电子对数，价层电子对包括σ健电子 对和孤对电子； ② 价层电子对间尽可能远离以使斥力最小。 中心原子的价层电子对数可用下式计算： 价层电子对数= 1 2 （中心原子的价电子数 + 配位原子提供的价电子数± 离子电荷数） 根据价层电子对数可确定电子对的空间排布，再根据中心原子的孤对电子对数推断出分子的空 间结构。 价层电子对数、电子对的空间排布、孤电子对数的空间构型的关系系列表 9-2 中。 表 9-2 价层电子对与分子的空间构型 价电子层对数 电子对空间排布 配位原子数 孤电子对数 分子空间构型 2 直线型 2 0 直线型 3 正三角形 3 2 0 1 正三角形 V 形 4 正四面体 4 3 2 0 1 2 正四面体 三角锥体 V 形 5 三角双锥 5 4 3 2 0 1 2 3 三角双锥 变形四面体 T 形 直线形 6 八面体 6 5 4 0 1 2 八面体 四方锥 平面正方形 例 1 BrF5 的分子空间构型的推测如下： Br 为中心原子，其价层电子对数=1 2 (7+1×5)=6，电子队的空间排布为八面体，成键电子对数为 5，孤电子对数为 1，BrF5的空间构型为四方锥。 例2 I3-离子的空间构型推测如下： 中心原子 I 的价层电子对数= 1 2 (7+2+1)=5，电子对空间排布为三角双锥，成键电子对数为 2，孤对电 子对数为 3，故 I3 离子的空间构型为直线形。 4.分子轨道理论 分子轨道理论把分子作为一个整体来考虑，认为分子中的电子在整个分子范围内运动，其运动 状态可以用波函数y 来描述，称为分子轨道。 分子轨道是由原子轨道线性组合而成，分子轨道的数目等于组成分子的原子原子轨道的数目。 负 正
原子轨道线性组合成分子轨道应符合能量相近原则、最大重叠原则和对称性原则 原子轨道线性相加得到成键分子轨道,线性相减则得到反键分子轨道。成键轨道的能量低于原 来原子轨道的能量,反键轨道的能量则高于原来原子轨道的能量。非键轨道的能量等于原来原子轨 道的能量。 分子中的所有电子在分子轨道中的排布遵从原子轨道电子排布的原则,即能量最低原理、 Pauli 不相容原理和Hund规则。 分子轨道理论的突出特点是引入了分子轨道的概念。这一理论可以说明分子的成键情况、键的 强弱和分子的磁性,在解释氧气分子的顺磁性上有独到之处。 同核双原子的原子轨道与分子轨道能级关系图有两种类型(见图9-1),一为N2型,二为O2型。 前者用于原子序数小的B2C2N2等分子,后者用于原子序数大的O2,F2等。 11 能级差大 E 1 N原子N2分子N原子 O原子O2分子O原子 (a)N2分子 (b)O2分子 图9-1n=2原子轨道与分子轨道的能量关系 根据所选分子轨道能级图,将属于分子的电子一次排进,便可以写出相应的分子轨道表示式(或分 子轨道电子排布式)。 例如O2的分子轨道的电子排布式为 (a()(n)()(,)(x,)(x门 在O2的最高占有轨道上有两个自旋方式相同的未成对电子,说明O2时顺磁性物质。O2的结构 式为O:0 分子轨道理论中提出了能级的概念,其定义为
原子轨道线性组合成分子轨道应符合能量相近原则、最大重叠原则和对称性原则。 原子轨道线性相加得到成键分子轨道，线性相减则得到反键分子轨道。成键轨道的能量低于原 来原子轨道的能量，反键轨道的能量则高于原来原子轨道的能量。非键轨道的能量等于原来原子轨 道的能量。 分子中的所有电子在分子轨道中的排布遵从原子轨道电子排布的原则，即能量最低原理、Pauli 不相容原理和 Hund 规则。 分子轨道理论的突出特点是引入了分子轨道的概念。这一理论可以说明分子的成键情况、键的 强弱和分子的磁性，在解释氧气分子的顺磁性上有独到之处。 同核双原子的原子轨道与分子轨道能级关系图有两种类型（见图 9-1），一为 N2型，二为 O2型。 前者用于原子序数小的 B2,C2,N2等分子，后者用于原子序数大的 O2,F2等。 能 级 差 小 能 级 差 大 2p 2s 1s 2p 2p 2p 2s 2s 2s 1s 1s 1s N 原子 N 2 分子 N 原子 O 原子 O 分子 O 原子 2 E （a）N2分子 (b)O2分子 图 9-1 n=2 原子轨道与分子轨道的能量关系 根据所选分子轨道能级图，将属于分子的电子一次排进，便可以写出相应的分子轨道表示式（或分 子轨道电子排布式）。 例如 O2的分子轨道的电子排布式为 O2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 4 2 * * * s1s s1s s 2s s 2s s 2 p p 2 p p 2 p È ˘ ÍÎ ˙ ˚ 在 O2的最高占有轨道上有两个自旋方式相同的未成对电子，说明 O2时顺磁性物质。O2的结构 式为 O …… O 分子轨道理论中提出了能级的概念，其定义为
键级立(成键轨道中的电子数反键轨道中的电子数) O2的能级为2。由上述方法可推得O2、O2、O2、O2的键级依次减少,键能也依次减小。 异核双原子分子的分子轨道能级图和分子轨道电子排布式不同于同核双原子分子,因为成键的 两个原子的能级不同。但同样体现出原子轨道组合成分子轨道所应遵守的三条原则。 例如,对于HF分子,H的1s轨道与F的2P轨道能级相近,对称性相同(σ对称),能进行 最大程度的重叠而组合成分子轨道。HF的分子轨道电子排布式为 其中:成键轨道为3σ,进入该轨道的一对电子对成键有贡献,键级为1:10、20和1J轨道分别 由F的1s,2s和2p,2P轨道所形成,为非键轨道;反键轨道40上没有电子。HF没有未成对电 子,为反磁性物质。 *5.原子轨道和分子轨道的对称性 对称性是物质的一种基本属性,普遍存在于宇宙之中,原子轨道、分子轨道、分子、晶体都具有 对称性。 对称性有其严格的数学规定,研究对称性的数学方法是群论,属于后继课程的内容。这里仅就本 课程所涉及到的对称性符号作简单的讨论 对称性是通过对称操作和对称元素来描述的 如果对于某分子的几何构型施加一个动作后,该分子的几何构型得以重现或复员,这种动作成 称为对称操作。 施加对称操作所依据的几何元素(点、线、面)称为对称元素 例如,BeCl2分子的几何构型为直线形,以通过Be原子且垂直于核间连线的直线为轴旋转 180°,分子的几何构型重现,旋转360°,分子的几何构型再次重现。这种对称操作称为旋转操作 他所依据的直线称为旋转轴,是一种对称元素,用C2表示。 又如,以BeCl2分自中Be的原子核为对称中心,分别将两个C原子经过Be作等距离反向直线 延伸,分子的几何构型也得到重现,这种对称操作称为反演操作,他所依据的对称中心(用i表示) 是另一种对称元素。 H2O分子也具有C2轴(分子平面上∠HOH的平分线),但不具有i。 BF3. NH3分子具有C3轴,也不 具有i。这些分子还具有其他的对称元素,和依据他们所施行的对称操作 原子轨道和分子轨道也具有对称元素和对称操作。例如,以x轴为C2轴,旋转180°后,能保 持v数值不变的原子轨道数于o对称,如s,P2d-,d2等。进行上述操作后,v绝对值不变但符 号相反的原子轨道属于z对称,称为反对称,如P,P2dx,d=,d轨道等。 又如,以原子核为对称中心,施行反演操作后ψ的数值和符号不变的原子轨道是g对称的,称
键级= 1 2 (成键轨道中的电子数-反键轨道中的电子数) O2的能级为 2。由上述方法可推得 O2 +、O2、O2 -、O2 2-的键级依次减少，键能也依次减小。 异核双原子分子的分子轨道能级图和分子轨道电子排布式不同于同核双原子分子，因为成键的 两个原子的能级不同。但同样体现出原子轨道组合成分子轨道所应遵守的三条原则。 例如，对于 HF 分子，H 的 1s 轨道与 F 的2 x p 轨道能级相近，对称性相同（σ对称），能进行 最大程度的重叠而组合成分子轨道。HF 的分子轨道电子排布式为 ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 4 È 1s 2s 3s 1p ˘ Î ˚ 其中：成键轨道为 3σ，进入该轨道的一对电子对成键有贡献，键级为 1；1σ、2σ和 1Л轨道分别 由 F 的 1s,2s 和 2 y p , 2 z p 轨道所形成，为非键轨道；反键轨道 4σ上没有电子。HF 没有未成对电 子，为反磁性物质。 *5.原子轨道和分子轨道的对称性 对称性是物质的一种基本属性，普遍存在于宇宙之中，原子轨道、分子轨道、分子、晶体都具有 对称性。 对称性有其严格的数学规定，研究对称性的数学方法是群论，属于后继课程的内容。这里仅就本 课程所涉及到的对称性符号作简单的讨论。 对称性是通过对称操作和对称元素来描述的。 如果对于某分子的几何构型施加一个动作后，该分子的几何构型得以重现或复员，这种动作成 称为对称操作。 施加对称操作所依据的几何元素（点、线、面）称为对称元素。 例如，BeCl2 分子的几何构型为直线形，以通过 Be 原子且垂直于核间连线的直线为轴旋转 180°，分子的几何构型重现，旋转 360°，分子的几何构型再次重现。这种对称操作称为旋转操作， 他所依据的直线称为旋转轴，是一种对称元素，用 C2表示。 又如，以 BeCl2分自中 Be 的原子核为对称中心，分别将两个 Cl 原子经过 Be 作等距离反向直线 延伸，分子的几何构型也得到重现，这种对称操作称为反演操作，他所依据的对称中心（用 i 表示） 是另一种对称元素。 H2O 分子也具有 C2轴（分子平面上– HOH 的平分线），但不具有 i。BF3,NH3分子具有 C3轴，也不 具有 i。这些分子还具有其他的对称元素，和依据他们所施行的对称操作。 原子轨道和分子轨道也具有对称元素和对称操作。例如，以 x 轴为 C2 轴，旋转 180°后，能保 持ψ数值不变的原子轨道数于σ对称，如 2 2 2 , , , x x y z s p d d - 等。进行上述操作后，ψ绝对值不变但符 号相反的原子轨道属于p 对称，称为反对称，如 , , , , y z xy xz yz p p d d d 轨道等。 又如，以原子核为对称中心，施行反演操作后ψ的数值和符号不变的原子轨道是 g 对称的，称
为中心对称;ν的绝对值不变但符号相反的燕子轨道是u对称的。S轨道和d轨道时g对称的,p轨 道时u对称的。 由于原子轨道组成分子轨道时要符合对称性匹配原则,即σ与σ对称匹配,丌与丌对称匹配。 对于同核双原子分子,s轨道与s轨道组合成0分子轨道,P2与P2组合成0分子轨道,因为他们都 是o对称的,而p,与P,P2与P2组合成x分子轨道,他们都是x对称的。以核间连线的中点为 对称中心,σ成键轨道是g对称的,写作σg;σ反键轨道是u对称的,写作σ。同理,丌成键轨道 是u对称的,写作丌;丌反键轨道是g对称的,写作丌。用对称性符号表示的O2的分子轨道电子 排布式为 (a)(a)(2o,)(2a)(3,)(x)(ux,) 异核双原子分子不存在对称中心,只有σ对称和J对称,没有g对称和u对称。 在价键理论中,原子轨道以不同方式相互重叠形成的σ键和丌键也与对称性有关,以核间连线 为C2轴,σ键是σ对称的,丌键是丌对称的。 6.键参数 描述化学键性质的键参数有键能、键长、键角、键距、键级等,与之相关的还有键离解能,原子 化能。 键能、键离解能、原子化能、和键级都可以作为衡量化学键牢固程度的物理量,其数值愈大,表 明键愈强 键级用于分子轨道理论 将单位物质的量的气态分子AB中的化学键断开生成气态原子A和B时所需要的能量称为AB键的 键离解能。 对于双原子分子,键离解能等于键能。对于多原子分子ABn(g),原子化焓等与分子中各键离解能 之和,而键能则等于各键离解能的平均值。 例如,对于H0(g),键离解能为 D(H-OH)=499 k]- morl, D(O-H)=499 kJ-morl O-H键能为 E(O-H [D(H-OH) +D(O-H) (499+429)kJ mol=464 kJmol H2O(g)的原子化焓为 A HM(H,O, g)=D(H-OH)+D(0-H)=928kJ-mol 显然,△nHm(H1O,g)=2EO=1
为中心对称；ψ的绝对值不变但符号相反的燕子轨道是 u 对称的。S 轨道和 d 轨道时 g 对称的，p 轨 道时 u 对称的。 由于原子轨道组成分子轨道时要符合对称性匹配原则，即σ与σ对称匹配，p 与p 对称匹配。 对于同核双原子分子，s 轨道与 s 轨道组合成σ分子轨道， x p 与 x p 组合成σ分子轨道，因为他们都 是σ对称的，而 y p 与 y p ， z p 与 z p 组合成p 分子轨道，他们都是p 对称的。以核间连线的中点为 对称中心，σ成键轨道是 g 对称的，写作σg；σ反键轨道是 u 对称的,写作s u 。同理，p 成键轨道 是 u 对称的，写作p u ；p 反键轨道是 g 对称的，写作p g 。用对称性符号表示的 O2的分子轨道电子 排布式为 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 4 2 2 2 3 1 1 s g s u s g s u s g p u p g È ˘ ÍÎ ˙ ˚ 异核双原子分子不存在对称中心，只有σ对称和Л对称，没有 g 对称和 u 对称。 在价键理论中，原子轨道以不同方式相互重叠形成的σ键和p 键也与对称性有关，以核间连线 为 C2轴，σ键是σ对称的，p 键是p 对称的。 6.键参数 描述化学键性质的键参数有键能、键长、键角、键距、键级等，与之相关的还有键离解能，原子 化能。 键能、键离解能、原子化能、和键级都可以作为衡量化学键牢固程度的物理量，其数值愈大，表 明键愈强。 键级用于分子轨道理论。 将单位物质的量的气态分子 AB 中的化学键断开生成气态原子 A 和 B 时所需要的能量称为 AB 键的 键离解能。 对于双原子分子，键离解能等于键能。对于多原子分子 ABn(g)，原子化焓等与分子中各键离解能 之和，而键能则等于各键离解能的平均值。 例如，对于 H2O(g),键离解能为 D(H-OH) = 499 kJ∙mol －1 ,D(O-H) = 499 kJ∙mol －1 O-H 键能为 E(O-H)= 1 2 [D（H-OH）+D(O-H)] = 1 2 (499+429) kJ∙mol －1 =464 kJ∙mol －1 H2O(g)的原子化焓为 D atHm (H2O, g) = D(H—OH) + D（O—H）= 928kJ∙mol －1 显然， D atHm (H2O, g) = 2 E(O—H)
键长是成键原子的核间距,同核双原子分子的核间距的一半为该原子的共价半径,异核双原子 分子的键长近似等于两种原子的共价半径之和,但对于电负性相差较大的两种原子,这样的计算会 带来较大的误差 键距是用来描述共价键的物理量,其定义为成键两原子的核间距1乘以电荷量Q, =Q(方向从正指向负) 键距愈大,键的极性愈强。 通常可由实验测得键距和键长,由Q=μ/l可算得电荷量并进一步折合委元电荷数。例如,实验测 得HCl的键距p=3.57×10C·m,键长为127×10m,则电荷量Q=28×102C,相当于0.18元电荷 (用Q除以1602×10℃得到),说明H-C键具有18%的离子性 般把理想的离子键看作是离子性为100%的化学键,把非极性共价键看作是共价性100%的化学 极性共价键为含有大部分共价性和小部分离子性的化学键,键的离子性成分愈多,键的极性愈 强
键长是成键原子的核间距，同核双原子分子的核间距的一半为该原子的共价半径，异核双原子 分子的键长近似等于两种原子的共价半径之和，但对于电负性相差较大的两种原子，这样的计算会 带来较大的误差。 键距是用来描述共价键的物理量，其定义为成键两原子的核间距 l 乘以电荷量 Q, u = Qg l (方向从正指向负) 键距愈大，键的极性愈强。 通常可由实验测得键距和键长，由Q = m / l 可算得电荷量并进一步折合委元电荷数。例如，实验测 得 HCl 的键距 μ=3.57×10 30Cg m ，键长为 1.27×10 10 m，则电荷量 Q=28×10 21C,相当于 0.18 元电荷 （用 Q 除以 1.602×10 19C 得到），说明 H-Cl 键具有 18%的离子性。 一般把理想的离子键看作是离子性为 100%的化学键， 把非极性共价键看作是共价性 100%的化学 键。 极性共价键为含有大部分共价性和小部分离子性的化学键，键的离子性成分愈多，键的极性愈 强