杂化轨道理论要点PPT精选文档

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1、12 化学键：化学键：分子或晶体中相邻原子之间的强烈分子或晶体中相邻原子之间的强烈 相互作用力。相互作用力。化学键分类：化学键分类：离子键、共价键离子键、共价键(配位键配位键)、金属键。金属键。分子分子:保持物质化学性质的最小微粒，保持物质化学性质的最小微粒，参加化学反应的基本单元参加化学反应的基本单元原子为什么能聚集在一起形成分子或晶体？原子为什么能聚集在一起形成分子或晶体？H2O，NaCl，Fe，C（金刚石）（金刚石）3 1 离子键离子键6.1.1 离子键的形成离子键的形成)33(Cl)33(Cl)22(Na)3(Na62-e5262e1pspspss离子键：离子键：靠靠正、负离子之间的静

2、电引力所形成的正、负离子之间的静电引力所形成的 化学键。化学键。离子型化合物离子型化合物：由离子键所形成的化合物，如：由离子键所形成的化合物，如NaCl、CaO、KCl、Na2SO4等等ClClNa-aN41.2 离子键的特点离子键的特点 离子键的本质是静电引力；离子键的本质是静电引力；离子键没有饱和性和方向性；离子键没有饱和性和方向性；离子型化合物常以晶体形式存在，没有独立的分子离子型化合物常以晶体形式存在，没有独立的分子。1.3 形成离子键的条件形成离子键的条件两种原子间电负性相差较大，一般要相差两种原子间电负性相差较大，一般要相差1.7以上以上。51.4 离子的特征离子的特征1.1.离子

3、的电荷离子的电荷 主族元素生成的离子：稀有气体结构主族元素生成的离子：稀有气体结构 (p 轨道全充满轨道全充满 )过渡元素过渡元素：它们生成的离子的它们生成的离子的d 轨道一般都处轨道一般都处 于半充满状态。于半充满状态。Fe3+:3d 64 4s s2 2 3d 5,Mn2+:3 d 54 4s s2 2 3d 562.离子的电子层结构（离子的电子层结构（主要指离子的外层电子构型）主要指离子的外层电子构型）简单的负离子简单的负离子：8电子结构电子结构 (如如;F,Cl,O2等等)简单正离子简单正离子:有多种构型，如下所列：有多种构型，如下所列：2电子构型：电子构型：Li+、Be2+（s区区）

4、8电子构型：电子构型：Na+、Mg2+、Al3+（s、p区区）18电子构型：电子构型：Zn2+、Hg2+、Ga3+、Cu+（ds区区、p区区）18+2电子构型：电子构型：Pb2+、Sn2+（p区区）917电子构型：电子构型：Fe2+、Cr3+、Cu2+（d区区）73.离子的半径离子的半径d=r+r-r-r+正、负离子间静电吸引力正、负离子间静电吸引力和排斥力达平衡时，正、负离和排斥力达平衡时，正、负离子间保持着一定的平衡距离为子间保持着一定的平衡距离为正、负离子半径之和（核间距）正、负离子半径之和（核间距）d=r+r-离子的特征影响化合物的性质8 电负性相差不大的非金属元素之间是如何形成化学键

5、的？电负性相差不大的非金属元素之间是如何形成化学键的？同种元素之间为什么能形成化学键？同种元素之间为什么能形成化学键？四种共价键理论：四种共价键理论：价键理论价键理论、杂化轨道理论杂化轨道理论、分子轨道理论分子轨道理论、价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论。9 2 共价键共价键2.1 价键理论价键理论 （电子配对理论、电子配对理论、VB理论）理论）1.共价键的形成共价键的形成共价键：靠共用电子对形成的化学键共价键：靠共用电子对形成的化学键10112.价键理论基本要点价键理论基本要点两原子中自旋方向相反的未成对电子可以相互两原子中自旋方向相反的未成对电子可以相互 配对形成共价键。配对形成共价键。

6、(2)发生相互重叠的两个原子轨道的正、负号要相同发生相互重叠的两个原子轨道的正、负号要相同 对称性匹配原则。对称性匹配原则。(3)相互重叠的两个原子轨道要尽可能沿着能发生最相互重叠的两个原子轨道要尽可能沿着能发生最 大重叠的方向进行重叠大重叠的方向进行重叠 最大重叠原则。最大重叠原则。123.共价键的特征共价键的特征A:饱和性饱和性H(1s1)Cl(3s23p5)HCl N(2s22px12py12pz1)NN 几个未成对电子只能和几个自旋方向相反的几个未成对电子只能和几个自旋方向相反的单电子配对成键。单电子配对成键。H2 NH313 两个电子配对，就是两个原子轨道发生重叠。重叠的两个电子配对

7、，就是两个原子轨道发生重叠。重叠的结果是电子云密度在两核之间增大。结果是电子云密度在两核之间增大。B:方向性方向性14HCl 1s3px重叠越大，形成的键越牢固重叠越大，形成的键越牢固 共价键具有方向性共价键具有方向性。H2 1s1s15H1sF2p2p2pFFF2H2HF电子云重叠示意图164.共价键的类型共价键的类型a:键键 两原子轨道两原子轨道沿键轴方向沿键轴方向进行进行同号重叠同号重叠所形成的键。所形成的键。根据轨道重叠的方向方式及重叠部分的对称性划分为不同的类型头对头17s spx spx px轨道重叠轨道重叠电子云分布电子云分布18电子云分布电子云分布b:键键 两原子轨道沿键轴方向

8、两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行同号重叠在键轴两侧平行同号重叠所形成的键所形成的键肩并肩zpz pz xpy py x轨道重叠轨道重叠19 键类型键类型 键键 键键原子轨道重叠方式原子轨道重叠方式沿键轴方向相对重叠沿键轴方向相对重叠沿键轴方向平行重叠沿键轴方向平行重叠原子轨道重叠部位原子轨道重叠部位两原子核之间，两原子核之间，在键轴处在键轴处键轴上方和下方，键轴上方和下方，键轴处为零键轴处为零原子轨道重叠程度原子轨道重叠程度大大小小键的强度键的强度较大较大较小较小化学活泼性化学活泼性不活泼不活泼活泼活泼键键和和 键键的特征比较的特征比较 两原子间若只形成一个共价键，一定是两原子间若只形成一个

9、共价键，一定是键；键；两原子间若形成多个共价键，其中一个是两原子间若形成多个共价键，其中一个是键，其余为键，其余为 键。键。如如N N2 2、CHCH2 2CHCH2 2、CHCHCHCH；20例例：H2 1s1 1s1s 1个个 键键Cl2 3s23p5 3px3px 1个个 键键HCl 1s 3px 1个个 键键N2 2s22p3 2px2px 1个个 键键 2py2py 1个个 键键 2pz2pz 1个个 键键 三个共价键三个共价键NN2 2分子中的分子中的3 3个共价键为什么不全是个共价键为什么不全是键呢？键呢？21配位键配位键：由一个原子提供空轨道，另一个原子提：由一个原子提供空轨道

10、，另一个原子提 供孤对电子所形成的化学键。供孤对电子所形成的化学键。用箭头用箭头“”表示。表示。C原子：原子：2s22px12py12pz0 O原子：原子：2s22px12py12pz25.配位键配位键如：如：CO22 配位键与共价键的区别与联系：配位键与共价键的区别与联系：两者的形成过程不同，但两者的形成过程不同，但配位键一旦形成，其结果与共价键没有区别。是一种特殊的配位键一旦形成，其结果与共价键没有区别。是一种特殊的共价键。共价键。配位键广泛存在于配位化合物及一些无机含氧酸根中：配位键广泛存在于配位化合物及一些无机含氧酸根中：配位键形成条件：配位键形成条件：一方有空轨道，另一方有孤对电子。

11、一方有空轨道，另一方有孤对电子。232.2 杂化轨道理论杂化轨道理论 形成分子时，同一原子中的若干不同类型、能量相近的形成分子时，同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，从新分配能量和调整空间方向组成数目原子轨道混合起来，从新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道，相同、能量相等的新的原子轨道，这种混合平均化的过程称为原子轨道的这种混合平均化的过程称为原子轨道的“杂化杂化”1.杂化轨道概念杂化轨道概念杂化轨道杂化轨道：杂化后所形成的若干新原子轨道。：杂化后所形成的若干新原子轨道。sp型杂化型杂化：同一原子的同一原子的1个个s 轨道与轨道与p 轨道进行的杂化。轨

12、道进行的杂化。有：有：sp sp2 sp3242.杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点(1)发生轨道杂化的原子一定是发生轨道杂化的原子一定是中心原子中心原子；(2)参加杂化的各原子轨道参加杂化的各原子轨道能量要相近能量要相近（同一能级组或（同一能级组或 相近能级组的轨道）；相近能级组的轨道）；(3)杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目 等于等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道在成键时更形成的杂化轨道数目；但杂化轨道在成键时更 有利于轨道间的重叠有利于轨道间的重叠；(4)杂化轨道在杂化轨道在空间构型空间构型上都具有一定的上都具有一定的对称性对称性

13、 （以减小化学键之间的排斥力）。（以减小化学键之间的排斥力）。25180实验测得实验测得:两个共价键，直线形分子（键角两个共价键，直线形分子（键角180）ClBeCl(1)BeCl2分子的形成分子的形成 Be原子：原子：1s22s2 没有单个电子，没有单个电子，ClClBe26一个一个s 和一个和一个 p 轨道杂化轨道杂化27+sp 轨道杂化过程示意图轨道杂化过程示意图每个每个sp杂化轨道的形状为杂化轨道的形状为一头大，一头小，一头大，一头小，含有含有1/2 s 轨道和轨道和1/2 p 轨道的成分轨道的成分两个轨道间的夹角为两个轨道间的夹角为180，呈，呈直线型直线型28BeCl2分子结构分子

14、结构ClClsppxpx 规律规律：第：第A族、族、B族元素与第族元素与第A族元素所形成的族元素所形成的MX2型共价化合物，中心原子采取型共价化合物，中心原子采取sp杂化。如杂化。如BeBr2、HgCl2。ClBeCl29(2)sp2 杂化杂化 BF3分子的形成分子的形成 每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨道的成分轨道的成分 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与2个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成3个个sp2

15、杂化轨道。杂化轨道。3031BF3分子的形成：分子的形成：实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角120）。B原子：原子：1s22s22p1120FFFB规律规律：第：第A族元素与第族元素与第A族元素所形成的族元素所形成的MX3型型共价化合物，中心原子采取共价化合物，中心原子采取sp2杂化。如杂化。如BBr3。32(3)sp3杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成 sp3杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与3个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。每个每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，杂化轨道的形状也为一头

16、大，一头小，含有含有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分轨道的成分 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为109.5，空间构型为空间构型为正四面体型正四面体型33spsp3 3杂化轨道杂化轨道34 实验测得，四个共价键，正四面体形分子（键角实验测得，四个共价键，正四面体形分子（键角10928）CH4分子的形成：分子的形成：35 规律规律：第：第A族元素与第族元素与第A族、族、A族元素所形成的族元素所形成的MX4型共价化合物，中心原子采取型共价化合物，中心原子采取sp3杂化。如杂化。如CCl4、SiF4、CHCl3。C原子：原子：1s22s22p2 只有只有2个单电子个单电子36

17、373.等性杂化与不等性杂化等性杂化与不等性杂化等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。杂化轨道杂化轨道 每个轨道的成分每个轨道的成分 轨道间夹角轨道间夹角(键角键角)sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928 （p）p 90随随p 轨轨道成分道成分的增大，的增大，夹角向夹角向90靠靠拢。拢。不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。不均匀混合。38实验测得，三角锥形分子，实验测得，三角锥形分子，键角键

18、角107NH3 分子分子392s2p 孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键，电子云密集在中孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键，电子云密集在中心原子周围，心原子周围，s轨道成分相对增大，其余轨道成分相对增大，其余3个杂化轨道个杂化轨道p成分相对成分相对增大。增大。N原子：原子：2s22p3 有有3个单电子，可形成个单电子，可形成3个共价键，个共价键，孤对电子孤对电子杂化杂化 产生不等性杂化的原因：参与杂化的原子轨产生不等性杂化的原因：参与杂化的原子轨道中电子数目多于轨道数目，出现孤电子对。道中电子数目多于轨道数目，出现孤电子对。404142H2O 分子分子：实验测得，实验测得，V字形分子，键角字形

19、分子，键角10429 O原子：原子：2s22p4 有有2个单个单电子，可形成电子，可形成2个共价键，键个共价键，键角应当是角应当是90，Why?43H2O 分子分子 O原子成键前先进行了原子成键前先进行了SP3不等性杂化，其中的两条杂化轨不等性杂化，其中的两条杂化轨道由成对电子占据，其余两条道由成对电子占据，其余两条P成分更多，键角更靠近成分更多，键角更靠近90，实测：实测：104292s2p2 对孤对电子对孤对电子杂化杂化O原子：原子：2s22p44445杂化轨道情况一览表 中心原子中心原子 外层电子构型外层电子构型 杂化类型杂化类型 分子几何形状分子几何形状 键角键角 举例举例A、B ns

20、2 sp等性等性 直线形直线形 180 BeCl2、HgCl2 A ns2np1 sp2等性等性 平面三角形平面三角形 120 BF3、BBr3 A ns2np2 sp3等性等性 (正正)四面体四面体 10928 CCl4、SiHCl3 A ns2np3 sp3不等性不等性 三角锥形三角锥形 10928 NH3、PH3 A ns2np4 sp3不等性不等性 V字形字形 10928 H2O、H2S46 四 价层电子对互斥理论一、价层电子对互斥理论的基本要点二、价层电子对互斥理论的应用实例47一、价层电子对互斥理论的基本要点一、价层电子对互斥理论的基本要点 价层电子对互斥理论的基本要点价层电子对互

21、斥理论的基本要点：（1 1）分子或离子的空间构型取决于中心原）分子或离子的空间构型取决于中心原 子的价层电子对数。中心原子的价层电子对是子的价层电子对数。中心原子的价层电子对是 指指键电子对和未参与成键的孤对电子。键电子对和未参与成键的孤对电子。（2 2）中心原子的价层电子对之间尽可能远）中心原子的价层电子对之间尽可能远 离，以使斥力最小，并由此决定了分子的空间离，以使斥力最小，并由此决定了分子的空间 构型。构型。48静电斥力最小的价层电子对的排布方式静电斥力最小的价层电子对的排布方式 价层电子对数价层电子对数 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6电子对排布方式电子对排布方式 直线形直线形平

22、面三角形平面三角形 四面体四面体 三角锥三角锥 八面体八面体 （3 3）价层电子对之间的斥力与价层电子对的类）价层电子对之间的斥力与价层电子对的类型有关，价层电子对之间静电斥力大小顺序为：型有关，价层电子对之间静电斥力大小顺序为：孤对电子孤对电子-孤对电子孤对电子 孤对电子孤对电子-成键电子对成键电子对 成键电子对成键电子对-成键电子对成键电子对49 利用价层电子对互斥理论预测分子或离子的利用价层电子对互斥理论预测分子或离子的空间构型的步骤如下：空间构型的步骤如下：（1 1）确定中心原子的价层电子对数：）确定中心原子的价层电子对数：价层电子对数（中心原子的价电子数价层电子对数（中心原子的价电子

23、数 配位原子提供的电子数配位原子提供的电子数)/2)/2 （2 2）根据中心原子的价层电子对数，找出相）根据中心原子的价层电子对数，找出相应的电子对排布，这种排布方式可使电子对之间应的电子对排布，这种排布方式可使电子对之间静电斥力最小。静电斥力最小。50 （3 3）根据中心原子的价层电子对的排布方式，）根据中心原子的价层电子对的排布方式，把配位原子排布在中心原子周围，每一对电子连把配位原子排布在中心原子周围，每一对电子连接一个配位原子，未结合配位原子的电子对就是接一个配位原子，未结合配位原子的电子对就是孤对电子。若中心原子的价电子对全部是成键电孤对电子。若中心原子的价电子对全部是成键电子对，则

24、分子或离子的空间构型与中心原子的价子对，则分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对的排布方式相同；若价层电子对中有孤层电子对的排布方式相同；若价层电子对中有孤对电子，应根据成键电子对、孤对电子之间的静对电子，应根据成键电子对、孤对电子之间的静电斥力的大小，选择静电斥力最小的结构，即为电斥力的大小，选择静电斥力最小的结构，即为分子或离子的空间构型。分子或离子的空间构型。51二、价层电子对互斥理论的应用实例二、价层电子对互斥理论的应用实例 在在CHCH4 4 中，中，C C 有有4 4个电子，个电子，4 4个个H H 提供提供4 4个个电电子，子，C C 的价层电子总数为的价层电子总数为8 8个

25、，价层电子对为个，价层电子对为4 4对对 。C C 的价层电子对的排布为正四面体，由于的价层电子对的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对，因此价层电子对全部是成键电子对，因此 CHCH4 4 的空的空间构型为正四面体。间构型为正四面体。（一）（一）CHCH4 4 的空间构型的空间构型52（二）（二）的空间构型的空间构型 在在 中，中，Cl Cl 有有7 7个价电子，不提供电个价电子，不提供电子，再加上得到的子，再加上得到的1 1个电子，价层电子总数为个电子，价层电子总数为个，价层电子对为个，价层电子对为4 4对。对。ClCl的价层电子对的排布的价层电子对的排布为四面体，四面体的为四面

26、体，四面体的 3 3 个顶角被个顶角被3 3个个O O占据，余占据，余下的一个顶角被孤对电子占据，因此下的一个顶角被孤对电子占据，因此 为三为三角锥形。角锥形。3ClO3ClO3ClO8O53（三）（三）PClPCl5 5 的空间构型的空间构型 在在 PClPCl5 5 中，中，P P 有有5 5个价电子，个价电子，5 5 个个ClCl分别提分别提供供1 1个电子，中心原子共有个电子，中心原子共有5 5对价层电子对，价对价层电子对，价层电子对的空间排布方式为三角双锥，由于中层电子对的空间排布方式为三角双锥，由于中心原子的价层电子对全部是成键电子对，因此心原子的价层电子对全部是成键电子对，因此P

27、ClPCl5 5 的空间构型为三角双锥形。的空间构型为三角双锥形。利用价层电子对互斥理论，可以预测大利用价层电子对互斥理论，可以预测大多多数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或离子的空间构型。离子的空间构型。54中心原子的价层电子对的排布和 ABn 型共价分子的构型价层电子对排布 成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布方式 分子构型 实 例直线形 23平面三角形2 0 AB2直线形HgCl23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形 BF3角形PbCl255价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子

28、构型 实 例布方式 4四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体 CH4三角锥形 NH3角形H2O56价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排分子构型 实 例布布方式3I体5三角双锥50 AB54 1 AB43 2 AB32 3 AB2三角双锥 PCl5变形四面 SF4T形 ClF3直线形57价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排分子构型 实 例布布方式形4ICl6八面体60 AB651 AB542 AB4正八面体 SF6四方锥形IF5平面正方58592.3 分子轨道理论分子轨道理论1.分子轨道的形成及理论的基

29、本要点分子轨道的形成及理论的基本要点（1）分子中的电子不再从属于某个原子，而是在整个分子中的电子不再从属于某个原子，而是在整个 分子范围内运动；分子中单个电子的运动状态也分子范围内运动；分子中单个电子的运动状态也 用波函数来描述，称为用波函数来描述，称为分子轨道分子轨道。（2）分子轨道可以近似地通过原子轨道的线性组合分子轨道可以近似地通过原子轨道的线性组合 （相加或相减）而得到。（相加或相减）而得到。原子轨道有效地组成分子轨道的条件是：原子轨道有效地组成分子轨道的条件是：能量相近、对称性匹配和最大重叠能量相近、对称性匹配和最大重叠60(3)组合出的分子轨道数目等于参加组合的原子轨道组合出的分子

30、轨道数目等于参加组合的原子轨道 数目数目。在组成的分子轨道中，有一半轨道的能量低在组成的分子轨道中，有一半轨道的能量低于组合前原子轨道的能量，称为于组合前原子轨道的能量，称为成键分子轨道成键分子轨道；另；另一半轨道的能量高于组合前原子轨道的能量，称为一半轨道的能量高于组合前原子轨道的能量，称为反键分子轨道。反键分子轨道。(4)分子轨道能量的高低取决于参加组合的原子轨道分子轨道能量的高低取决于参加组合的原子轨道 能量的高低。能量的高低。(5)分子轨道中电子的排布遵守能量最低原则、保利分子轨道中电子的排布遵守能量最低原则、保利不相容原则和洪特规则。不相容原则和洪特规则。612.分子轨道能级图分子轨

31、道能级图 以同核双原子分子为例，只考虑两原子中相同轨道之间的组合。以同核双原子分子为例，只考虑两原子中相同轨道之间的组合。6263(1s)(1s*)(2s)(2s*)(2p)(2py)=(2pz)(2py*)=(2pz*)(2p*)氧分子氧分子轨道能级次序：轨道能级次序：(1s)(1s*)(2s)(2s*)(2py)=(2pz)(2p)(2py*)=(2pz*)(2p*)N、C、B三种分子三种分子轨道的能级次序：轨道的能级次序：643.分子轨道理论的应用分子轨道理论的应用（1 1）几种常见同核双原子分子的结构（电子分布式）几种常见同核双原子分子的结构（电子分布式）A:F2分子的结构：分子的结构

32、：F2(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2p)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)2抵消抵消抵消抵消抵消抵消抵消抵消F FB:N2分子的结构：分子的结构：N2(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2p)2 N N65 A:O2分子的磁性分子的磁性 1616个电子个电子抵消抵消抵消抵消 O O2 2分子是顺磁性物质分子是顺磁性物质（2）分子的性质）分子的性质O2(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2p)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1三电子三电子键键三电子三电子键键1个个 键键66 逆磁性物质逆磁性物质：

33、在磁场中受到磁场排斥的物在磁场中受到磁场排斥的物质。逆磁性物质中所有电子都已配对，质。逆磁性物质中所有电子都已配对，没有单个没有单个电子电子。顺磁性物质顺磁性物质：在磁场中受到磁场吸引的物在磁场中受到磁场吸引的物质。顺磁性物质中电子没有全部配对，质。顺磁性物质中电子没有全部配对，有单个有单个电电子子。逆磁逆磁顺磁顺磁67 判断：判断：O2 O2+O22+O2-O22-哪个最稳定？哪个最稳定？B:分子的稳定性分子的稳定性 如果成键轨道上的电子数多于反键轨道上的电子数，如果成键轨道上的电子数多于反键轨道上的电子数，即分子有净的成键，这样的分子是稳定的，反之是不稳定即分子有净的成键，这样的分子是稳定

34、的，反之是不稳定的。分子的这种性质可用键级来表示。的。分子的这种性质可用键级来表示。键级键级=（成键轨道上电子数成键轨道上电子数反键轨道上电子数反键轨道上电子数）H2+的存在的存在 683 分子间力和氢键分子间力和氢键分子间力：分子间力：分子与分子之间的相互吸引力，分子与分子之间的相互吸引力，又称又称范德华力范德华力。分子间力影响物质的物理性质分子间力影响物质的物理性质69 1.共价键的极性共价键的极性极性共价键极性共价键：电负性电负性不相同不相同的两种原子之间形成的共价键。的两种原子之间形成的共价键。非极性共价键非极性共价键：电负性电负性相同相同的两种原子之间形成的共价键。的两种原子之间形成

35、的共价键。3.1 分子的极性分子的极性两种不同原子之间形两种不同原子之间形成的共价键一定是极成的共价键一定是极性共价键。性共价键。70 观察下列分子的正、负电荷观察下列分子的正、负电荷“重心重心”是否重合：是否重合：极性分子极性分子：正负电荷重心不重合的分子。：正负电荷重心不重合的分子。非极性分子非极性分子：正负电荷重心重合的分子。：正负电荷重心重合的分子。2.分子的极性分子的极性71v 单原子分子一定是非极性分子；单原子分子一定是非极性分子；v 双原子分子双原子分子 同核同核都是都是非极性非极性分子；分子；异核异核都是都是极性极性分子；分子；v 多原子分子多原子分子 空间结构空间结构对称对称

36、的是的是非极性非极性分子，分子，空间结构空间结构不对称不对称的是的是极性极性分子。分子。极性分子：极性分子：H2O、NH3、CHCl3非极性分子：非极性分子：BeCl2、CO2、BCl3、CH4共价键的极性取决于相邻两原子间共用电子对是否有偏移共价键的极性取决于相邻两原子间共用电子对是否有偏移分子的极性取决于整个分子正负电荷中心是否重合分子的极性取决于整个分子正负电荷中心是否重合72 q 为某极性分子正、负电荷中心所带电量为某极性分子正、负电荷中心所带电量 （偶极电量）（偶极电量）l 为为 偶极距离偶极距离 偶极矩偶极矩：分子中偶极长度与偶极一端所带电量的乘积，：分子中偶极长度与偶极一端所带电

37、量的乘积，用用Pe表示。表示。v 偶极矩越大，分子的极性越大；偶极矩越大，分子的极性越大；v非极性分子的偶极矩为零；非极性分子的偶极矩为零；v偶极矩可通过实验测定；偶极矩可通过实验测定；由测定结果可推测分子的几何构型由测定结果可推测分子的几何构型。3.偶极矩偶极矩(Pe)Pe=q lClHPl73 实验测得实验测得CO2、BF3的偶极矩为零，可得到什的偶极矩为零，可得到什么结论？么结论？实验测得实验测得NH3、H2O的偶极矩不为零，又可得的偶极矩不为零，又可得到什么结论到什么结论？74 取向力取向力：固有偶极之间产生的相互作用力（吸引力）固有偶极之间产生的相互作用力（吸引力）6.3.2 分子间

38、力分子间力1.取向力取向力极性分子具有的偶极称为极性分子具有的偶极称为固有偶极（永久偶极）固有偶极（永久偶极）v 分子的极性越大，取向力越大；分子的极性越大，取向力越大；v 取向力只存在于极性分子之间。取向力只存在于极性分子之间。75762.诱导力诱导力诱导偶极诱导偶极：某分子在极性分子诱导下产生的偶极某分子在极性分子诱导下产生的偶极。诱导力诱导力：诱导偶极与固有偶极之间的相互作用力。诱导偶极与固有偶极之间的相互作用力。极性分子之间是否存在诱导力？773.色散力色散力非极性分子瞬时偶极瞬时偶极瞬时偶极：由于分子中电子运动和核振动而使分子在：由于分子中电子运动和核振动而使分子在 某一瞬间产生的偶

39、极。某一瞬间产生的偶极。78问题问题1：色散力是否只存在于瞬间？：色散力是否只存在于瞬间？问题问题2：色散力是否只存在于非极性分子之间？：色散力是否只存在于非极性分子之间？色散力色散力：瞬时偶极之间的相互作用力。：瞬时偶极之间的相互作用力。影响色散力大小的因素：影响色散力大小的因素：分子量（分子体积）。分子量（分子体积）。79 分子间力是永远存在于分子之间的一种吸引力；分子间力是永远存在于分子之间的一种吸引力；非极性分子之间非极性分子之间只存在只存在色散力色散力；非极性分子与极性分子非极性分子与极性分子之间存在之间存在色散力色散力和和诱导力诱导力；极性分子之间极性分子之间存在存在色散力、诱导力

40、色散力、诱导力和和取向力取向力；色散力存在于一切分子之间，是三种作用力中最主色散力存在于一切分子之间，是三种作用力中最主 要的一种；要的一种；分子间力没有饱和性和方向性分子间力没有饱和性和方向性(静电引力静电引力)；分子间力的强度远小于化学键；分子间力的强度远小于化学键；4.分子间力的特点分子间力的特点805.分子间力对物质性质的影响分子间力对物质性质的影响分子间力对物质的物理性质有影响。分子间力对物质的物理性质有影响。（1）对物质熔、沸点的影响）对物质熔、沸点的影响 一般而言：结构相似的同系列物质分子量越一般而言：结构相似的同系列物质分子量越大，分子变形性也越大，分子间力愈强，物质的大，分子

41、变形性也越大，分子间力愈强，物质的熔点、沸点也就愈高。熔点、沸点也就愈高。如：卤族元素单质81（2）对物质溶解度的影响对物质溶解度的影响 一般规律一般规律：极性物质易溶于极性溶剂中，非极性：极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于非极性溶剂中物质易溶于非极性溶剂中“相似相溶相似相溶”原理。原理。溶解过程需克服的作用力溶解过程需克服的作用力：溶质分子之间的力；溶质分子与：溶质分子之间的力；溶质分子与 溶剂分子之间的力。溶剂分子之间的力。以水为溶剂以水为溶剂：HCl、H2H2、HAc、C2H5OH、NaCl、HNO3易溶易溶以苯为溶剂以苯为溶剂：I2、S8、大部分有机化合物易溶、大部分有机化合物

42、易溶826.3.3 氢氢 键键1.氢键的产生氢键的产生 赤裸的氢核与含有赤裸的氢核与含有孤对电子孤对电子的的电负性强电负性强的带的带负电的原子（负电的原子（N,F,ON,F,O)充分靠近而产生吸引力，这充分靠近而产生吸引力，这种种吸引力吸引力称为称为氢键氢键。如如HF中，中，H原子只有原子只有1个电子，与个电子，与F原子形成强极性共价原子形成强极性共价键后几乎成为一个键后几乎成为一个“裸核裸核”，而，而F原子半径小、电负性大、有原子半径小、电负性大、有孤对电子。孤对电子。83分子中必须具有一个电负性很大、半径很小的分子中必须具有一个电负性很大、半径很小的X原子与原子与H原原子形成共价键；子形成

43、共价键；分子中必须具有一个电负性很大、半径很小、带有孤对电子分子中必须具有一个电负性很大、半径很小、带有孤对电子的的Y原子原子。2.氢键的形成条件氢键的形成条件满足上面两个条件的满足上面两个条件的X、Y原子：原子：F、O、N氢键的通式：氢键的通式：X H Y （X和和Y可以是相同原可以是相同原子）子）84XY判断下列分子中是否存在氢键：判断下列分子中是否存在氢键：NH3 CH4 CH3OCH3 HNO3（分子内氢键）（分子内氢键）85 (1)氢键也属于一种分子之间的作用力，但通常所说的范氢键也属于一种分子之间的作用力，但通常所说的范 德华力不包括氢键（因为氢键的存在不具有普遍性）；德华力不包括

44、氢键（因为氢键的存在不具有普遍性）；(2)氢键的强度与范德华力相当，远小于化学键的强度；氢键的强度与范德华力相当，远小于化学键的强度；(3)氢键具有饱和性和方向性（类似于共价键）。氢键具有饱和性和方向性（类似于共价键）。若形成分子内氢键便不再形成分子间氢键。若形成分子内氢键便不再形成分子间氢键。3.氢键的特点氢键的特点864.氢键对物质物理性质的影响氢键对物质物理性质的影响氢键对物质的物理性质有显著的影响氢键对物质的物理性质有显著的影响（1）对物质熔、沸点的影响）对物质熔、沸点的影响（2）对溶解度的影响）对溶解度的影响 若溶质分子与溶剂分子之间能形成氢键，将有利于溶质分若溶质分子与溶剂分子之间

45、能形成氢键，将有利于溶质分子的溶解。如：乙醇和乙醚，前者溶于水，而后者不溶。子的溶解。如：乙醇和乙醚，前者溶于水，而后者不溶。（3）对生物体的影响）对生物体的影响87温度温度()()分子量分子量氢键对熔点、沸点的影响氢键对熔点、沸点的影响沸点沸点熔点熔点88氢键应用举例氢键应用举例89901.离子极化的产生离子极化的产生+未极化未极化6.3.4 离子的极化离子的极化 在外电场作用下，离子中正负电荷中心发生在外电场作用下，离子中正负电荷中心发生相对位移，产生诱导偶极的现象叫做相对位移，产生诱导偶极的现象叫做离子的极化离子的极化+互相极化互相极化在电场中在电场中91离子极化的结果离子极化的结果：偶

46、极的产生使离子变形，正负离子的电子：偶极的产生使离子变形，正负离子的电子云相互重叠，键的极性变小，离子键开始向共价键转变。云相互重叠，键的极性变小，离子键开始向共价键转变。+键的极性减弱键的极性减弱922.离子的特征离子的特征 三个主要特征：电荷、半径、电子构型三个主要特征：电荷、半径、电子构型离子极化的强弱由离子的特征决定离子极化的强弱由离子的特征决定3.离子的极化力和变形性离子的极化力和变形性极化力极化力：某离子使其它离子产生变形的能力。：某离子使其它离子产生变形的能力。变形性变形性：某离子被其它离子极化而变形的难易程度：某离子被其它离子极化而变形的难易程度。93 离子的电荷离子的电荷：电

47、荷越多，极化力越强。：电荷越多，极化力越强。Al3+Mg2+Na+离子的半径离子的半径：半径越小，极化力越强。：半径越小，极化力越强。Na+K+Rb+离子的电子构型离子的电子构型：917、18、182电子构型的极化力强电子构型的极化力强 8电子电子构型的极化力弱。构型的极化力弱。Na+Ag+（1）离子的极化力）离子的极化力离子的极化力和离子的电荷、半径以及外层电子构型有关离子的极化力和离子的电荷、半径以及外层电子构型有关94离子的半径：离子的半径：半径越大，变形性越强。半径越大，变形性越强。离子的电荷离子的电荷：正电荷越少或负电荷越多，变形性越强。正电荷越少或负电荷越多，变形性越强。O2-F-

48、Na+Mg2+Al3+Si4+F-Cl-Br-I-离子的电子构型离子的电子构型：917、18、182电子构型的变形性强；电子构型的变形性强；8电子构型的变形性弱。电子构型的变形性弱。（2）离子的变形性）离子的变形性一般一般：对于阳离子，主要考虑极化力；对于阳离子，主要考虑极化力；对于阴离子，主要考虑变形性。对于阴离子，主要考虑变形性。954.离子极化对化学键型的影响离子极化对化学键型的影响键的极性减弱键的极性减弱离子键离子键 共价键共价键 离子极化程度愈大，共价键成分愈多，离子键就逐离子极化程度愈大，共价键成分愈多，离子键就逐渐向共价键过渡渐向共价键过渡965.离子极化对化合物性质的影响离子极

49、化对化合物性质的影响（1）晶型的转变）晶型的转变 银的卤化物：银的卤化物：AgF、AgCl、AgBr、AgI Ag+离子具有18电子层结构，极化力和变形性都很大，负离子从F-到I-，离子半径依次增大，变形性依次增大，极化作用依次增大，化学键由离子键逐渐向共价键转变。AgF、AgCl、AgBr、AgI典型典型离子晶体离子晶体过过 渡渡 晶晶 体体共价型共价型晶体晶体97同一周期元素氯化物的熔点从左到右依次降低：同一周期元素氯化物的熔点从左到右依次降低：NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 从从Na+Si4+，离子半径依次减小，电荷数依次增多，离子半径依次减小，电荷数依次增多，极化力依次增

50、强，化学键由离子键逐渐向共价键过渡。极化力依次增强，化学键由离子键逐渐向共价键过渡。（2）化合物的溶解度）化合物的溶解度AgF、AgCl、AgBr、AgI在水中的溶解度依次减小在水中的溶解度依次减小（3）晶体的熔点）晶体的熔点键型的过渡引起晶体在水中溶解度的改变键型的过渡引起晶体在水中溶解度的改变键型的改变使晶体的熔点发生变化键型的改变使晶体的熔点发生变化熔点：熔点：NaCl（801）AgCl(455)98(4)化合物的颜色化合物的颜色离子极化也导致离子晶体颜色加深离子极化也导致离子晶体颜色加深AgI（黄）（黄）又：又：Pb2+、Hg2+、I PbI2（金黄色金黄色）HgI2（橙红色橙红色）A

51、gCl（白）（白）AgBr（淡黄）（淡黄）99固体固体晶体晶体非晶体（无定型体）非晶体（无定型体）晶体：晶体：由原子、离子、分子等基本微粒在空间按一定规则由原子、离子、分子等基本微粒在空间按一定规则 周期性排列所形成的固体物质。周期性排列所形成的固体物质。如矿石、金属、某些固体盐类。如矿石、金属、某些固体盐类。无定形体：无定形体：由微粒在空间不规则排列所形成的固体物质。由微粒在空间不规则排列所形成的固体物质。如玻璃、松香、石蜡。如玻璃、松香、石蜡。1001.晶体有一定的几何外形晶体有一定的几何外形。如。如NaCl晶体是立方形的。晶体是立方形的。2.晶体有固定的熔点晶体有固定的熔点。无定形体只有

52、软化温度范围。无定形体只有软化温度范围。3.晶体是各向异性的晶体是各向异性的。无定形体各向同性。无定形体各向同性。6.4.1 晶体的特征晶体的特征晶格晶格：将晶体中的微粒抽象成几何点之后所构成的几何图形。：将晶体中的微粒抽象成几何点之后所构成的几何图形。晶格结点晶格结点：晶格中微粒所占据的点。：晶格中微粒所占据的点。101102晶格种类晶格种类：共有共有14种，种，分为分为7个晶系。个晶系。103 自然界中的晶体种类繁多，自然界中的晶体种类繁多，14种晶格能囊括所有晶体种晶格能囊括所有晶体中微粒的排列方式吗？中微粒的排列方式吗？布拉维经研究证明，不管是什么微粒，只要按一定规布拉维经研究证明，不

53、管是什么微粒，只要按一定规律在空间做周期性排列，其排列方式就只能是上述律在空间做周期性排列，其排列方式就只能是上述14种形种形式之一。也就是说，若不考虑构成晶体的具体微粒是什么，式之一。也就是说，若不考虑构成晶体的具体微粒是什么，只考虑微粒的排列方式，自然界中千变万化的实际晶体只只考虑微粒的排列方式，自然界中千变万化的实际晶体只能分成能分成14类。类。晶体按其微粒间作用力的不同分为：晶体按其微粒间作用力的不同分为：离子晶体离子晶体（离子键）（离子键）分子晶体分子晶体（范德华力，氢键）（范德华力，氢键）原子晶体原子晶体（共价键）（共价键）金属晶体金属晶体（金属键）（金属键）104离子晶体：离子晶

54、体：由正、负离子通过离子键结合而成的晶体由正、负离子通过离子键结合而成的晶体。6.4.2 离子晶体离子晶体离子晶体中晶格结点上排列的是正、负离子；离子晶体中晶格结点上排列的是正、负离子；离子晶体中不存在单个分子；离子晶体中不存在单个分子；离子晶体一般熔点高、硬度大，但延展性差；离子晶体一般熔点高、硬度大，但延展性差；离子晶体易溶于极性溶剂中，水溶液和熔化状态能导电；离子晶体易溶于极性溶剂中，水溶液和熔化状态能导电；离子晶体中，离子半径越小，电荷数越高，则熔点越高，硬离子晶体中，离子半径越小，电荷数越高，则熔点越高，硬 度越大。如：度越大。如：CaO NaF，NaCl KCl (1887)(12

55、66)(1074)(1041)K 这一熔点和硬度变化规律，只适用于离子型化合物。105106 分子晶体中晶格结点上排列的是分子；分子晶体中晶格结点上排列的是分子；分子晶体一般熔点低、分子晶体一般熔点低、硬度小、易挥发；硬度小、易挥发；分子晶体不导电（极性较强的分子晶体的水溶液可分子晶体不导电（极性较强的分子晶体的水溶液可 导电，如导电，如HCl水溶液）；水溶液）；6.4.3 分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体：由分子通过分子间力（含氢键）结合而成由分子通过分子间力（含氢键）结合而成 的晶体。的晶体。107CO2晶体晶体108原子晶体原子晶体：由原子通过共价键结合而成的晶体。：由原子通过共价键结合

56、而成的晶体。原子晶体种类很少：金刚石、石英原子晶体种类很少：金刚石、石英(SiO2)、SiC、单、单晶晶Si、单晶、单晶Ge、灰、灰Sn、GaAs、B4C、BN。（共。（共9种）种）6.4.4 原子晶体原子晶体金金刚刚石石石英石英109金刚砂110 原子晶体中晶格结点上排列的是原子；原子晶体中晶格结点上排列的是原子；原子晶体中也不存在单个分子；原子晶体中也不存在单个分子；原子晶体都具有很高的熔点和硬度，但延展性差；原子晶体都具有很高的熔点和硬度，但延展性差；原子晶体很难溶解，熔化时也不导电。原子晶体很难溶解，熔化时也不导电。金刚石金刚石：硬度：硬度10，熔点，熔点3550；石石 英英：SiO2

57、，不吸收紫外线；，不吸收紫外线；碳化硅碳化硅：SiC，金刚砂，制作磨料。，金刚砂，制作磨料。111金属键金属键：由金属原子、金属正离子和自由电子所形：由金属原子、金属正离子和自由电子所形 成的化学键成的化学键。6.4.5 金属晶体金属晶体金属晶体：金属晶体：由金属原子和金属正离子通过金属键结合由金属原子和金属正离子通过金属键结合 而成的晶体。而成的晶体。由多个原子共有一些流动的自由电子，由多个原子共有一些流动的自由电子，金属原子和离子沉浸在电子的海洋中金属原子和离子沉浸在电子的海洋中.112金属键理论认为：金属晶体中存在金属原子、金金属键理论认为：金属晶体中存在金属原子、金 属正离子和自由电子

58、，自由电属正离子和自由电子，自由电 子在整个晶体中运动。子在整个晶体中运动。自由电子相当于金自由电子相当于金属晶体中的粘合剂。金属晶体中的粘合剂。金属键可以看成是属键可以看成是“改性改性共价键共价键”或或“离域共价离域共价键键”。113 金属晶体中晶格结点上排列的是金属原子和金属正离子；金属晶体中晶格结点上排列的是金属原子和金属正离子；金属晶体中不存在独立的分子；金属晶体中不存在独立的分子；金属晶体熔点一般较高，硬度一般较大；金属晶体熔点一般较高，硬度一般较大；Cr:硬度最大的金属（硬度最大的金属（9）；）；W：熔点最高的金属：熔点最高的金属3413K 金属晶体导电、导热性好；金属晶体导电、导

59、热性好；(因为自由电子的存在因为自由电子的存在)金属晶体延展性好，适合于机械加工；金属晶体延展性好，适合于机械加工；(与自由电子的离域与自由电子的离域性有关性有关)金属晶体中自由电子数越多，金属键的强度越大，熔点越高，金属晶体中自由电子数越多，金属键的强度越大，熔点越高，硬度越大。硬度越大。114金属的性质金属的性质密度大密度大 金属光泽金属光泽 导热导热 可加工性可加工性 导电性导电性 115 有一些晶体界于两种类型之有一些晶体界于两种类型之间间 混合型晶体混合型晶体。一般有链状或层状结构，一般有链状或层状结构，即链内和链间、层内和层间粒即链内和链间、层内和层间粒子的作用力不同。子的作用力不

60、同。石墨石墨：层内共价键，：层内共价键，层间分子间力；层间分子间力；石棉石棉：链内共价键，：链内共价键，链间离子键。链间离子键。石墨结构示意图石墨结构示意图6.4.6 混合型晶体混合型晶体116晶体类型晶体类型离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体晶格结点上微粒晶格结点上微粒正、负离子正、负离子原子原子分子分子原子和离子原子和离子微粒间作用力微粒间作用力离子键离子键共价键共价键范德华力范德华力（氢键）（氢键）金属键金属键熔、沸点熔、沸点较高较高高高低低一般较高一般较高硬度硬度较大较大大大小小一般较大一般较大延展性延展性差差差差差差好好导电性导电性水溶液或熔融水溶液或熔融态导电态导电非导体非导体半导体半导体非导体非导体良导体良导体溶解性溶解性易溶于极性溶易溶于极性溶剂剂不溶性不溶性由分子极性由分子极性决定决定不溶性不溶性举例举例NaCl、BaOSiC、SiO2CO2、H2OCu、Fe晶体的基本类型和性质对比晶体的基本类型和性质对比