第七章共价健分子结构 7.1价键理论 1916年路易斯提出了共价学说,建立了 经典的共价键理论。他认为:原子结合成分子 时,是通过共用电子对吸引两个原子核,共用 电子对形成后,使每个原子的电子组态都达到 稀有气体的8电子稳定结构即八隅律,把这种 由“共用电子对”维系的化学作用力称为共价 键。 ☒>I
1916年路易斯提出了共价学说,建立了 经典的共价键理论。他认为:原子结合成分子 时,是通过共用电子对吸引两个原子核,共用 电子对形成后,使每个原子的电子组态都达到 稀有气体的8电子稳定结构即八隅律,把这种 由“共用电子对”维系的化学作用力称为共价 键
7.1价健理论 在一个分子中常用“一”表示键合电子对, 而用小黑点表示非键合电子对即孤对电子。如 H :δ=C=0: H一: H一C—HI:N=N: H C02 HCI CH4 N2 路易斯结构式
在一个分子中常用“-”表示键合电子对, 而用小黑点表示非键合电子对即孤对电子。如 O C O H Cl C H H H H N N CO2 HCl CH4 N2 路易斯结构式
7.1.1共价健的形成和存质 两个原子间形成共价键时,在二核间电 子云密度会增大,原子轨道发生重叠,在二 原子核间出现一个电子云较浓密的区域,好 像形成了一个负电荷的桥,把两个带正电荷 的原子核吸引到一起,这就是共价键的本质, '.共价键本质上属于电性作用。原子轨道重 叠的越多,形成的共价键越牢固,分子则越 稳定
两个原子间形成共价键时,在二核间电 子云密度会增大,原子轨道发生重叠,在二 原子核间出现一个电子云较浓密的区域,好 像形成了一个负电荷的桥,把两个带正电荷 的原子核吸引到一起,这就是共价键的本质, ∴共价键本质上属于电性作用。原子轨道重 叠的越多,形成的共价键越牢固,分子则越 稳定
7.1.1共价健的形成和本质 什H2排斥态 基态 排斥态 0 H2分子的两种状态 H基态 74 pm 和
H2分子的两种状态
7.1.2价健理论的基本要点 两个氢原子电子自旋方式相反,靠近、 重叠,核间形成一个电子概率密度较大的 区域。系统能量降低,形成氢分子。 周 ①必要条件 原子中有未成对电子。这样当 两个原子相互靠近时,自旋方向相反的单电 子的原子轨道才可能相互重叠,才可能形成 稳定的共价键,如H、He;
① 必要条件 原子中有未成对电子。这样当 两个原子相互靠近时,自旋方向相反的单电 子的原子轨道才可能相互重叠,才可能形成 稳定的共价键,如H、He; 两个氢原子电子自旋方式相反,靠近、 重叠,核间形成一个电子概率密度较大的 区域。系统能量降低,形成氢分子
7.1.2价健理论的基本要点 当两个电子配对成键后,结合的第三 个电子必和已成键的二电子之一自旋方向相 同,而受到强烈的排斥。原子在基态时,核 外价电子层上未成对电子数是一定的,'.所 形成共价键的数目也是一定的,因此,一个 原子可能形成的共价键数目等于该原子价电 子层中未成对电子数。如HC1、02N2等
∵当两个电子配对成键后,结合的第三 个电子必和已成键的二电子之一自旋方向相 同,而受到强烈的排斥。原子在基态时,核 外价电子层上未成对电子数是一定的,∴所 形成共价键的数目也是一定的,因此,一个 原子可能形成的共价键数目等于该原子价电 子层中未成对电子数。如HCl、O2、N2等
7.1.2价能埋论的基本要点 ②最大重叠原理稳定共价键的形成总 是尽可能地实现原子轨道的最大重叠。成键 原子轨道重叠的越多,形成的共价键越牢固, 这也称为最大重叠原理。 ③对称性匹配为实现原子轨道的最大 重叠二原子形成共价键时,总是尽可能地沿 着一定的方向成键
②最大重叠原理 稳定共价键的形成总 是尽可能地实现原子轨道的最大重叠。成键 原子轨道重叠的越多,形成的共价键越牢固, 这也称为最大重叠原理。 ③ 对称性匹配 为实现原子轨道的最大 重叠二原子形成共价键时,总是尽可能地沿 着一定的方向成键
7.1.2共价健的特征与美型 1.共价健的特征 (1)饱和性一个电子只能与一个自旋方向 相反的电子配对成键,第三者是难于插足的。 当两个电子配对成键后,结合的第三个电 子必和已成键的二电子之一自旋方向相同,而受 到强烈的排斥。原子在基态时,核外价电子层上 未成对电子数是一定的,.所形成共价键的数目 也是一定的,因此,一个原子可能形成的共价键 数目等于该原子价电子层中未成对电子数。 晶
(1) 饱和性 一个电子只能与一个自旋方向 相反的电子配对成键,第三者是难于插足的。 ∵当两个电子配对成键后,结合的第三个电 子必和已成键的二电子之一自旋方向相同,而受 到强烈的排斥。原子在基态时,核外价电子层上 未成对电子数是一定的,∴所形成共价键的数目 也是一定的,因此,一个原子可能形成的共价键 数目等于该原子价电子层中未成对电子数
7.1.2共价健的特征与美型 1.共价键的特征 (2)方向性为实现原子轨道的最大重叠二原 子形成共价键时,总是尽可能地沿着一定的方 向成键。 原子轨道在空间都有一定的伸展方向, 只有沿着原子轨道的伸展方向重叠,才有可 能实现原子轨道的最大重叠。这样才能形成 稳定的共价键
原子轨道在空间都有一定的伸展方向, 只有沿着原子轨道的伸展方向重叠,才有可 能实现原子轨道的最大重叠。这样才能形成 稳定的共价键。 (2) 方向性 为实现原子轨道的最大重叠二原 子形成共价键时,总是尽可能地沿着一定的方 向成键
7.1.2共价能的特征与美型 2.共价键的类型一σ键 根据原子轨道重叠的方式不同,共价键 有0键和兀键之分。 原子间形成共价单键时,原子轨道总是 沿着键轴(核间联线)的方向以“头碰头”的 方式实现原子轨道的最大重叠,这样形成的 共价键称为σ键
根据原子轨道重叠的方式不同,共价键 有σ键和π键之分。 原子间形成共价单键时,原子轨道总是 沿着键轴(核间联线)的方向以“头碰头”的 方式实现原子轨道的最大重叠,这样形成的 共价键称为σ键。 σ键