分子结构第三节.pptVIP

第三节 共价键 无机化学中将研究共价键的理论称为共价键理论。 1 经典共价键理论 1916年美国化学家路易斯提出了共价键 学说，建立了经典的共价键 理论。 共价键 — 即分子中原子间通过共用电子对达到 8 电子饱和稳定结构而结合形成化学键的。 例如：HCl H2S 这种理论对分子结构的认识前进了一步， 但解决不了某些问题。 例如：PCl5 2、现代共价键理论 包括： (1)现代价键理论（又称VB法 或 e 配对法，； 还包括杂化轨道理论和价 e 对互斥理论） (2) 分子轨道理论（又称 MO 法） 这样，20世纪三十年代以后就形成了两种现代共价键理论；即现代价键理论和分子轨道理论。 3-1现代价键理论- 1 一 共价键的形成与特征 1 现代价键理论的基本观点： （1）成键原子自旋相反的单电子相互接近时，可两两成对，使核间电子密度较大，形成稳定的共价键。 （2）共价键具有饱和性和方向性 — 特征 共价键的方向性、饱和性— 饱和性 — 指一个原子有几个单电子，就只能与几个自旋相反的单电子配对成键。 方向性 — 共价键形成时应尽量满足最大重叠原理。即沿轨道对称轴方向的重叠。 （3）原子轨道重叠方式不同形成两种键。 “头碰头”— ?键 “肩并肩”— ?键 3-1 现代价键理论-2 二 杂化轨道理论 1 为什么会提出杂化轨道理论？ 例如：共价键理论来解释不了类似CH4分子的结构。 C 价e构型： 2S22P2 只有 2 个单电子，只能形成 2 条共价键 。 2“杂化”和“杂化轨道” （1）什么是杂化 —— 杂化轨道理论中，把“同一原子中能量相近的某些原子轨道，在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有轨道状态这一过程称为“杂化”。 经杂化后的轨道称为“杂化轨道”。 学习杂化、杂化轨道注意事项 注意： [1]杂化轨道其能量、形状和方向都不同于原来的原子轨道； [2]经轨道杂化后得到的分子其构型不一定与“杂化轨道构型”相同。 （2） 杂化类型 杂化轨道分为：SP 型、dSP 型、SPd 型。 SP 型：参与杂化的 是nS、nP 轨道。 包括： SP3 — 1条S和3条P ? 4条等价SP3杂化轨道 SP2 — 1条S和2条P ? 3条等价SP2杂化轨道 SP — 1条S和1条P ? 2条等价SP杂化轨道 可见： 参与杂化原子轨道数=杂化后杂化轨道总数 不同杂化类型的杂化方式 SPd型: SP3d SP3d2 dSP型： dSP3 d2SP3 dSP2d 不同杂化类型对应于不同的杂化轨道构型。 讨论可见： （1）共价型分子的分子构型与中心原子采取的杂化类型有关； （2）轨道的杂化不仅存在于具有单电子的原子轨道间，也存在于具有单电子的原子轨道和具有孤电子对的原子轨道间。 3 等性杂化和不等性杂化 [1]等性杂化 — 指杂化轨道中没有不参加成键的孤电子对，形成完全等同的杂化轨道的杂化。 例如：CH4 NH4+ BF3 SeF6---------。 [2]不等性杂化 — 指杂化轨道中有不参加成键的孤电子对，形成不完全等同的杂化轨道的杂化。 例如： NH3 H2O ------- 。 不等性杂化 [2]不等性杂化 — 指杂化轨道中有不参加成键的孤电子对，形成不完全等同的杂化轨道的杂化。 例如 NH3 H2O -----。 4 怎样确定分子的杂化类型 必须同时考虑两个因素： （1）根据中心原子的价电子构型 ； （2）根据分子的组成 —— 有几个配位原子，就必须有几个单电子。即： 使单e数 = 配位原子数 若没有就激发 确定分子杂化类型应注意的问题： （1） 同一原子中能量相近的轨道才能杂化； （2） 某些分子形成过程中，“激发”、“杂化”是同时发生的，无先后之分； （3） 杂化过程中，不是所有原子都必须有电子激发，应按具体结构判断； （4） 分子的空间构型不一定与中心原子的杂化轨道构型相同 一般而言： SP3杂化 —— 为四面体形；例：CH4、NH3-- SP2杂化 —— 为平面三角形；例：BF3 SO2 SP 杂化 —— 为直线型 。例如：CO ------ （5） 杂化轨道成键时，要满足化学键之间排斥作用最小的条件 。键角越大，排斥越小。 排斥作用大小顺序为：孤 e 对—孤 e 对 孤 e 对 — 成键 e 对 成键 e 对 — 成键e对