高校无机化学价键理论(天津大学第四版)讲义

无机化学分子的结构和性质第六章第二节价键理论分子的结构和性质第六章6.2价键理论共价键理论现代价键理论是建立在量子力学基础上的，主要有：价键理论：认为成键电子只能在以化学键相连的两原子间的区域内运动分子轨道理论：认为成键电子可以在整个分子区域内运动6.2价键理论6.2.1共价键共价键的形成:以H2为例实验测知:H2核间距＝74pmH玻尔半径＝53pm说明H2分子形成时：成键电子的轨道发生了重叠，使核间形成了电子概率密度较大的区域，削弱了两核间的正电排斥，增强了核间电子云对核的吸引，使体系能量降低，形成共价键。共价键：原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键74pmd74pmd6.2价键理论6.2.1共价键价键理论(电子配对法)要点两原子靠近时，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6.2价键理论6.2.1共价键共价键特征例:2pNN2pN2:N≡N: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。6.2价键理论6.2.1共价键S3s3p3d3s3p3d[·S·]+6[·F:]→F–S–F¨¨¨¨FF\//\FF共价键特征饱和性: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。在特定的条件下,有的成对的价电子能被拆开为单电子参与成键6.2价键理论6.2.1共价键共价键特征方向性: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。++++++___不能成键能成键6.2价键理论6.2.1共价键只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,原子间的概率密度才会增大,形成化学键原子轨道重叠的对称性原则当两原子轨道以对称性相同的部分(即“+”与“+”、“－”与“－”)重叠dxy-pypy-py+++++px-ss-s++++______6.2价键理论6.2.1共价键当两原子轨道以对称性不同的部分(即”+”与”-”)重叠，原子间的概率密度几乎等于零，难以成键+++++____++++____dxy-pypx-spx-pxpy-pydxy-py原子轨道重叠的对称性原则6.2价键理论6.2.1共价键共价键的类型共价键极性共价键强极性键:如H－Cl弱极性键:如H－I非极性共价键:如H－H、Cl－Cl按键是否有极性分：按原子轨道重叠部分的对称性分：σ键、π键、δ键6.2价键理论6.2.1共价键σ键：原子轨道以“头碰头”的形式重叠所形成的键σp-pxxxσs-sσs-pσ电子：形成σ键的电子对键轴(x轴)具有圆柱形对称性6.2价键理论6.2.1共价键π键：原子轨道以“肩并肩”的形式重叠所形成的键对xy平面具有反对称性zzxyyπpz-pz即重叠部分对xy平面的上、下两侧，形状相同、符号相反π电子：形成π键的电子6.2价键理论6.2.1共价键例N2NNσxπyπz:N—N:····价键结构式N≡N分子结构式化学键示意图或:N≡N:6.2价键理论6.2.1共价键配位共价键含义：共用电子对由一个原子单方面提供所形成的共价键形成条件：1.一个原子价层有孤电子对(电子给予体)2.另一个原子价层有空轨道(电子接受体)6.2价键理论6.2.1共价键:C—O:····σ键π配键→π键→价键结构式:CO:电子式分子结构式C=O例COCO2s2p2s2p配位共价键6.2价键理论6.2.2离子键本质：阳、阴离子之间的静电引力存在：离子晶体和少量气态分子中特征：无方向性和饱和性6.2价键理论6.2.1共价键键型过渡两原子是形成离子键还是共价键取决于：两原子吸引电子的能力，即两元素电负性的差(△χ),△χ越大，键的极性越强。极性键含有少量离子键和大量共价键成分，大多数离子键只是离子键成分占优势而已。6.2价键理论·····HHHI:HBr:HCl:HF:NaF:¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨△χ2.1-2.1=02.5-2.1=0.42.8-2.1=0.73.0-2.1=0.94.0-2.1=1.94.0-0.9=3.1非极性键极性键离子键电负性差值越大键的极性越强，键型过渡