《共價(jià)鍵理論》ppt課件

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1、第一節(jié)離子鍵經(jīng)典共價(jià)鍵理論經(jīng)典共價(jià)鍵電子理論該理論認(rèn)為兩個(gè)或多個(gè)原子可以相互“共用”一對(duì)或多對(duì)電子，以便達(dá)到路易斯結(jié)構(gòu)，而生成穩(wěn)定的分子。H·+·H→H∶H或H－H但不能解釋一些分子的中心原子最外層電子數(shù)少于或多于8個(gè)仍能穩(wěn)定存在的事實(shí)。氫分子形成和共價(jià)鍵本質(zhì)氫分子的形成兩個(gè)氫原子接近時(shí)的能量變化曲線r/pm74.1E/kJ·mol-1（a）(b)氫分子的兩種狀態(tài)量子力學(xué)對(duì)氫分子系統(tǒng)的處理表明：氫分子的形成是兩個(gè)氫原子1s軌道重疊的結(jié)果。只有兩個(gè)氫原子的單電子自旋方向相反時(shí)，兩個(gè)1s軌道才會(huì)有效的

2、重疊，形成共價(jià)鍵。ψ-ψψ+ψ氫分子形成和共價(jià)鍵本質(zhì)共價(jià)鍵的本質(zhì)共價(jià)鍵本質(zhì)是兩原子軌道重疊，成鍵原子共享配對(duì)電子，電子云密集區(qū)把兩個(gè)帶正電荷的原子核吸引在一起而形成穩(wěn)定的共價(jià)分子。成鍵電子是圍繞兩個(gè)原子核運(yùn)動(dòng)的，只不過(guò)在兩核間出現(xiàn)的概率大.而不是正、負(fù)離子間的庫(kù)侖引力，所以它不同于一般的靜電作用?，F(xiàn)代價(jià)鍵理論的要點(diǎn)1.兩個(gè)原子接近時(shí)，只有自旋方向相反的單電子可以相互配對(duì)（兩原子軌道重疊），使電子云密集于兩核之間，系統(tǒng)能量降低，形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。2.自旋方向相反的單電子配對(duì)形成共價(jià)鍵后，就不能再和其

3、他原子中的單電子配對(duì)。所以，每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目，取決于該原子中的單電子數(shù)目。這就是共價(jià)鍵的飽和性。3.成鍵時(shí)，兩原子軌道重疊越多，兩核間電子云越密集，形成的共價(jià)鍵越牢固，這稱為原子軌道最大重疊原理。原子軌道中，除s軌道呈球形對(duì)稱外，p、d等軌道都有一定的空間方向，在成鍵時(shí)它們只有沿著一定的方向靠近才能達(dá)到最大程度的重疊形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。這就是共價(jià)鍵的方向性。例如：HCl分子的形成：現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)成鍵時(shí)原子軌道只有沿一定方向接近，才能達(dá)到最大重疊，才能形成共價(jià)鍵。?鍵:?鍵:沿鍵軸方向靠

4、近，頭碰頭重疊成鍵沿鍵軸方向靠近，在垂直于鍵軸方向肩并肩重疊成鍵?電子:形成?鍵的電子.?電子:形成?鍵的電子.共價(jià)鍵的類型--按原子軌道重疊方式不同共價(jià)鍵分為σ鍵、π鍵。現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)σ鍵、π鍵形成現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)“s-s”σ鍵現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)“s-p”σ鍵現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)“p-p”σ鍵現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)“p-p”π鍵共價(jià)鍵的類型對(duì)于含有成單的s電子或成單的p電子的原子，它們可以通過(guò)s–s、s–px、px–px、py–py、pz–pz等軌道重疊形成共價(jià)鍵。為了達(dá)到原子軌道最大程度

5、的重疊，其中s-s、s-px和px-px軌道沿著鍵軸方向以“頭碰頭”方式進(jìn)行重疊而形成的共價(jià)鍵稱為σ鍵。σ鍵中軌道重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對(duì)稱分布，x軸為圓柱型軸心。s-s??px-s??px-px??軌道重疊電子云分布σ鍵兩個(gè)相互平行的py或pz軌道則只能以“肩并肩”的方式進(jìn)行重疊，軌道重疊部分垂直于鍵軸，軌道以“肩并肩”的方式進(jìn)行重疊而形成的共價(jià)鍵稱為π鍵。軌道重疊軌道重疊電子云分布π鍵現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)N2分子中的σ鍵和π鍵示意圖例如，N原子的電子排布式為：1s22s22p3，其中3個(gè)單電子分別

6、占據(jù)3個(gè)互相垂直的p軌道。當(dāng)兩個(gè)N原子結(jié)合成N2分子時(shí)，各以1個(gè)px軌道沿鍵軸以“頭碰頭”方式重疊形成一個(gè)σ鍵后，余下的兩個(gè)2py和兩個(gè)2pz軌道只能以“肩并肩”的方式進(jìn)行重疊，形成兩個(gè)π鍵。N2分子形成示意圖N2分子形成示意圖在N2分子中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，其分子結(jié)構(gòu)式可用N?N表示。共價(jià)單鍵一般是σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。σ鍵和π鍵的特征比較鍵的類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式原子軌道重疊部位原子軌道重疊程度鍵的強(qiáng)度化學(xué)活潑性沿鍵軸方向“頭碰頭”重疊兩原子核之

7、間，在鍵軸上大較大不活潑沿鍵軸方向“肩并肩”重疊鍵軸上方和下方，鍵軸處為零小較小活潑正常共價(jià)鍵和配位共價(jià)鍵如果是由成鍵兩原子各提供一個(gè)電子,配對(duì)形成的共價(jià)鍵，稱為正常共價(jià)鍵。如：H2、O2、HCl等分子中的共價(jià)鍵。如果是由成鍵兩原子中的一個(gè)原子單獨(dú)提供電子對(duì)進(jìn)入另一個(gè)原子的空軌道共用而形成的共價(jià)鍵，稱為配位共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱配位鍵。例如：形成配位鍵，必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：為了區(qū)別于正常共價(jià)鍵，配位鍵用“?”表示，箭頭從提供電子對(duì)的原子指向接受電子對(duì)的原子。一個(gè)成鍵原子的價(jià)電子層有孤對(duì)電子；另一個(gè)成鍵原子

8、的價(jià)電子層有空軌道。現(xiàn)代價(jià)鍵理論要點(diǎn)成鍵原子一方有孤對(duì)電子另一方有空軌道.特殊共價(jià)鍵:配位共價(jià)鍵鍵形成條件：例：共價(jià)鍵的參數(shù)表征共價(jià)鍵特征的物理量稱為共價(jià)鍵參數(shù)。如鍵的極性、鍵長(zhǎng)、鍵角、和鍵能。.共價(jià)鍵的參數(shù)共價(jià)鍵的極性共價(jià)鍵共用電子對(duì)是否偏移分類1)極性鍵2)非極性鍵:?強(qiáng)極性鍵:?弱極性鍵:如H2O,HCl中的共價(jià)鍵如H2S,HI中的共價(jià)鍵如N2,H2中的共價(jià)鍵鍵的極性成鍵原子的電負(fù)性相同時(shí)，核間的電子云密集區(qū)在兩核的中間位置，兩原子核正電荷所形成的正電荷重心和成鍵電子對(duì)的負(fù)電