山东理工大客4.2 化学键与分子结构SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY1、化学键：分子或晶体中邻近微粒(原子或离子)间主要的、强烈的、吸引的相互作用。2、化学键分类：离子键、共价键、金属键（或离子）间，注意：①化学键存在于分子内原子（不存在于分子之间；②化学键与分子间作用力不同的
1 4.2 化学键与分子结构 1、化学键：分子或晶体中邻近微粒(原子或离子)间主 要的、强烈的、吸引的相互作用。 注意：①化学键存在于分子内原子（或离子）间， 不存在于分子之间； ②化学键与分子间作用力不同的。 2、化学键分类： 离子键、共价键、金属键
4.2.1离子键山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY1916年德国科学家Kossel（科塞尔）提出离子键理论1．离子键的形成电负性相差大的原子（△×>1.7），在相互接近的过程中，通过得失电子成为相应的正、负离子，正、负离子以静电引力吸引在一起，形成了离子键-nen Na(3s')>n Nat(2s?2p°)nNa+Cl-+nenCl(3s* 3p )>nCl-(3s*3p°)
2 1. 离子键的形成 1916 年德国科学家 Kossel ( 科塞尔 ) 提出离子键理论 1 e 2 6 2 5 e 2 6 Na(3s ) Na (2s 2p ) Cl(3s 3p ) Cl (3s 3p ) n n n n n n nNa +Cl - 电负性相差大的原子（ χ > 1.7），在相互接近的过 程中，通过得失电子成为相应的正、负离子，正、负离 子以静电引力吸引在一起，形成了离子键。 4.2.1 离子键
山东理工大客2.离子键的特征SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY1）离子键的本质是静电作用力91，92分别为正负离子所带电量，q1· q2Fαr为核间距离，F为静电引力。r2R22）离子键没有方向性与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性3）离子键没有饱和性只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性NaCI只是最简式
3 1）离子键的本质是静电作用力 q1，q2 分别为正负离子所带电量 ， r 为核间距离，F为静电引力。 2）离子键没有方向性 与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性 3）离子键没有饱和性 只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。 NaCl只是最简式。 2.离子键的特征
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY3.影响离子键强度的因素q1: q2从离子键的实质是静电引力Fα2出发，影响F大小的因素有：离子的电荷q和离子之间的距离r即离子电荷多，离子半径小，离子键强，熔点高熔点: NaClCaO离子晶体通常具有较高的熔点、硬度，易溶于极性溶解
4 从离子键的实质是静电引力 出发，影响 F 大 小的因素有：离子的电荷 q 和离子之间的距离 r 。 即离子电荷多，离子半径小，离子键强，熔点高。 熔点: NaCl＜MgO, MgO＞CaO 离子晶体通常具有较高的熔点、硬度，易溶于极性溶解。 3.影响离子键强度的因素
山东理工大客4.2.2共价键SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGYLewis提出分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势求得本身的稳定。而达到这种结构，可以不通过电子转移形成离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现如H·+·CI:→ H:CILewis的贡献，在于提出了一种不同于离子键的新的键型解释了△x比较小的元素之间原子的成键事实但Lewis 没有说明这种键的实质，所以适应性不强。在解释BCl3，PCls等其中的原子未全部达到稀有气体结构的分子时，C!遇到困难。CI: B :CICI: P :CIcici ℃l
5 4.2.2 共价键 Lewis提出分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势， 求得本身的稳定。 而达到这种结构，可以不通过电子转移形成 离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。 如 H ＋ Cl H Cl Lewis 的贡献，在于提出了一种不同于离子键的新的键型， 解释了 x 比较小的元素之间原子的成键事实。 但 Lewis 没有说明这种键的实质，所以适应性不强 。 在解释 BCl3， PCl5 等其中的原子未全部达到稀有气体结构的分子时， 遇到困难。 Cl B Cl Cl Cl P Cl Cl Cl Cl
山东理工大家4.2.2.1共价键的形成SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY1927年，Heitler和London用量子力学处理氢气分子H，，解决了两个氢原子之间的化学键的本质问题，使共价键理论从经典的 Lewis 理论发展到今天的现代共价键理论。计算表明，若两个1s电子以相同自旋的方式靠近，则r越小，V越大。此时，不形成化学键。能量H2排斥态H，中的化学键，可以认为是电子自旋相反n成对，结果使体系的能量降低。H2基态从电子云的观点考虑，可认为H的1s轨道D在两核间重叠，使电子在Ro原子间距R—大，形成负电区。两核吸Ro=74pm De=458 kJ-mol-l2个H结合在一起。从图中可以看出，r=r。时，V值最小，b基态表明此时两个H原子之间形成了化学键
6 1927年，Heitler 和 London 用量子力学处理氢气分子 H2，解决 了两个氢原子之间的化学键的本质问题，使共价键理论从经典 的 Lewis 理论发展到今天的现代共价键理论。 计算表明，若两个 1s 电子以相同自旋的方式靠 近，则r 越小，V 越大。此时，不形成化学键。 H2 中的化学键，可以认为是电子自旋相反 成对，结果使体系的能量降低 。 从电子云的观点考虑，可认为 H 的 1s 轨道 在两核间重叠，使电子在两核间出现的几率 大，形成负电区。两核吸引核间负电区，使 2 个 H结合在一起。 从图中可以看出，r = r 0 时， V 值最小， 表明此时两个 H 原子之间形成了化学键。 4.2.2.1 共价键的形成
山东理工大客4.2.2.2共价键理论要点SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY1）两原子靠近时，自旋方向相反的未成对的价申子可以配对，形成共价键，（2）成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固最大重叠原理（3）形成共价键时，要求两个原子轨道符号相同部分相互重叠，称为对称性相同原理
7 （1）两原子靠近时，自旋方向相反的未成对的价电 子可以配对，形成共价键。 （2）成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键 越牢固——最大重叠原理。 （3）形成共价键时，要求两个原子轨道符号相同 部分相互重叠，称为对称性相同原理。 4.2.2.2 共价键理论要点
山东理工大客4.2.2.3共价键的特征SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY(1）饱和性：原子有几个未成对的价电子，一般只能和几个自旋方向相反的电子配对成键。每个原子所能提供的轨道和成单电子数目是一定的。R例N002pN2:N=N:N 0O02p
8 共价键特征 （1）饱和性:原子有几个未成对的价电子, 一般 只能和几个自旋方向相反的电子配对成键。每个原 子所能提供的轨道和成单电子数目是一定的。 例 N 2p N 2p N2 :N≡N: 4.2.2.3 共价键的特征
山东理工大客4.2.2.3共价键的特征SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY（2）方向性：为满足最大重叠原理，成键时原子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠。所谓共价键的方向性，是指一个原子与周围原子形成共价键有一定的角度。其原因在于原子轨道（p，d，f）有一定的伸展方向，它和相邻原子的轨道重叠成键要满足最大重叠原理。即，共价键的方向是由成键原子轨道的伸展方向决定的注意：s与s轨道的重叠，无方向性
9 （2）方向性:为满足最大重叠原理，成键时原子轨 道只能沿着轨道伸展的方向重叠。 注意：s与s轨道的重叠，无方向性 所谓共价键的方向性，是指一个原子与周围原子 形成共价键有一定的角度。其原因在于原子轨道 （p，d，f）有一定的伸展方向，它和相邻原子的 轨道重叠成键要满足最大重叠原理。即，共价键 的方向是由成键原子轨道的伸展方向决定的。 4.2.2.3 共价键的特征
山东理工大客4.2.2.3共价键的特征SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY(1)共价键的饱和性一一决定分子的共价键数目指每个原子的成键总数或以单键相连的原子数目是一定的。一个原子有n个未成对电子，则最多可与n个自旋相反的单电子配对成键：如：HHHFH一102020-3-29第二章化学键与分子结构
2020-3-29 10 1第0二章 化学键与分子结构 (1) 共价键的饱和性——决定分子的共价键数目 指每个原子的成键总数或以单键相连的原子数目 是一定的。一个原子有n个未成对电子，则最多可与n个 自旋相反的单电子配对成键； 如： H H H HF O N H H 4.2.2.3 共价键的特征