第6章分子结构和共价键理论
第6章 分子结构和共价键理论
6.1Lewis Electron-dot Diagrams同种元素的原子一单质分子？电负性相近元素的原子一→稳定的分子？年，美，G.N.1916Lewis提出了共价键(Covalent bond)理论。过共价键：分子中原子间通共用电子对结合而形成的化学键(1875~1946)八隅体规则
6.1 Lewis Electron-dot Diagrams 同种元素的原子→单质分子? 电负性相近元素的原子→稳定的分子? 1916 年 ， 美 ， G. N. Lewis 提 出 了 共 价 键 (Covalent bond)理论。 共价键：分子中原子间通 过 共用电子对结合而 形成的化学键 八隅体规则 (1875~1946)
Gilbert Newton Lewis FormemRS (October25 (or 23), 1875 - March 23. 1946) was anAmerican physical chemist known for thediscovery of the covalent bond and his conceptof electron pairs; his Lewis dot structures andother contributions to valence bond theoryhave shaped modern theories of chemicalbonding.Lewis successfully contributed tothermodynamics, photochemistry, and isotope separation, and isalso known for his concept of acids and bases.G. N. Lewis was born in Weymouth, Massachusetts. Afterreceiving his PhD in chemistry from Harvard University andstudying abroad in Germany and the Philippines, Lewis movedto California to teach chemistry at the University of California.BerkeleyThough he was nominated 41 times, G. N. Lewis never won theNobel Prize in Chemistry. hydrogen cyanide, suicide
Gilbert Newton Lewis FormemRS (October 25 (or 23), 1875 – March 23, 1946) was an American physical chemist known for the discovery of the covalent bond and his concept of electron pairs; his Lewis dot structures and other contributions to valence bond theory have shaped modern theories of chemical bonding. Lewis successfully contributed to thermodynamics, photochemistry, and isotope separation, and is also known for his concept of acids and bases. G. N. Lewis was born in Weymouth, Massachusetts. After receiving his PhD in chemistry from Harvard University and studying abroad in Germany and the Philippines, Lewis moved to California to teach chemistry at the University of California, Berkeley. Though he was nominated 41 times, G. N. Lewis never won the Nobel Prize in Chemistry. hydrogen cyanide, suicide
6.1 Lewis Electron-dot Diagrams成功：解释了由相同原子组成的分子（H、O,等）以及性质相近的不同原子组成的分子（HCI、H,O等），并揭示了共价键和离子键的区别。局限：1）某些分子的中心原子最外层电子数不是稀有气体结构；但仍能稳定存在；如，BF3；SFs；PCls;2）不能解释共价键的特性（方向性、饱和性等）；3）不能解释单电子键H+和O的磁性：4）不能阐明电子共用的本质
局限： 1）某些分子的中心原子最外层电子数不是稀有气体结构； 但仍能稳定存在；如，BF3；SF6；PCl5； 2）不能解释共价键的特性（方向性、饱和性等）； 3）不能解释单电子键H2 + 和 O2 的磁性； 4）不能阐明电子共用的本质。 成功： 解释了由相同原子组成的分子（H2、O2等）以及性质 相近的不同原子组成的分子（HCl、H2O等），并揭示了共 价键和离子键的区别。 6.1 Lewis Electron-dot Diagrams
价键理论6.2，VBT)(valence bond theory,1927年，Heitler和London用量子力学处理氢气分子H2，解决氢原子间化学键的本质问题后经Pauling等人发展建立了现代价键理论也称为电子配对法（VB法）。1.共价键的形成和本质组成分子的两原子的未成对电子自旋相反，成对偶合形成共价键。与Lewis法不同
1927 年，Heitler 和 London 用量子力学处理氢 气分子H2，解决氢原子间化学键的本质问题。 后经Pauling等人发展建立了现代价键理论也称为 电子配对法（VB 法）。 6.2 价键理论（valence bond theory，VBT） 1. 共价键的形成和本质 组成分子的两原子的未成对电子自旋相反，成对 偶合形成共价键。 与Lewis法不同
6.2 价键理论两个1s电子以自旋相E同，r越小，E越大。↑不能形成化学键。0自旋相反时，r=ro11时，E值最小，为-DE=-D(D>0,-DRYo<0)，此时两个H原子之间形成了化学键
6.2 价键理论E0 -D r o R ⚫ 两个 1s 电子以自旋相 同 ，r 越小，E 越大。 不能形成化学键。 ⚫ 自旋相反时，r = r 0 时，E 值最小，为 E= －D (D > 0 ，－D < 0) ，此时两个 H 原 子之间形成了化学键
价键理论6.2 BABA福推斥态基态共价键的本质是电性的。共价键的结合力是两个原子核对共用电子对形成负电区域的吸引力，，而不是正、负离子之间的库仑作用力
6.2 价键理论 基 态 推斥态 共价键的本质是电性的。 共价键的结合力是两个原子核对共用电子对形成负电区 域的吸引力，而不是正、负离子之间的库仑作用力
价键理论6.22.价键理论的要点PaulingandSlater现代价键理论①共价键的形成两原子接近时，自旋相反的未成对电子可以配对形成共价键>自旋相反的未成对电子配对成键后放出能量，使体系量降低。放出能量越多，键越稳定。形成单键、双键、三键等
6.2 价键理论 2. 价键理论的要点 Pauling and Slater 现代价键理论 ① 共价键的形成 ➢ 两原子接近时，自旋相反的未成对电子可以配对形 成共价键 ➢ 自旋相反的未成对电子配对成键后放出能量，使体系 量降低。放出能量越多，键越稳定。 形成单键、双键、三键等
6.2 价键理论对于CO 分子来说C 2s2 2p20 2s2 2p41这样的共价键称为共价配位键，经常简称为配位键或配键表示：C三0>形成的条件：一个原子有孤对电子，另一原子有空轨道
6.2 价键理论 对于 CO 分子来说 O 2s2 2p4 C 2s2 2p2 ⚫ 这样的共价键称为共价配位键，经常 简称为配位键或配键。 表示：C O ➢ 形成的条件： 一个原子有孤对电子，另一原子有空轨道
价键理论6.2②.共价键的饱和性和方向性饱和性是指每个原子成键的总数或与其以单键相连的原子的数目是一定的。共价键的形成遵循原子轨道最大重叠原理。“一”当两原子轨道以对称性相同的部分（即“+”与“+”、与“一”)重叠S-S十Py-Pydxy-PjPx-s
6.2 价键理论 ②. 共价键的饱和性和方向性 ➢ 饱和性是指每个原子成键的总数或与其以单 键相连的原子的数目是一定的。 共价键的形成遵循原子轨道最大重叠原理。 当两原子轨道以对称性相同的部分(即“+”与“+”、“－” 与“－”)重叠 dxy-py py -py + + + + + px -s s-s + + + + _ _ _ _ _ _