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第二章分子结构和分子间力、氢键PPT课件

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选修3第二章第三节分子间作用力和氢键

选修3第二章第三节分子间作用力和氢键

氢键使HF、NH3极易溶于水中
NH3溶于水溶 液呈碱性，使 H-O键断裂产 生OH-
小结
范德华力 氢键
分子间或分子内氢
共价键
相邻原子之间
作用微粒 强弱
对物质性 质的影响
分子之间
弱
较强 对某些物质的溶解 性、熔沸点都产生 影响
很强
范德华力 越大，物 质熔沸点 越高
物质的稳定性 即化学性质
思考与交流
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) OH l2F2 C.CH3CH2OH B.CH3—CH—COOH CH2—OH D.CH—OH CH2—OH
练习：
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) OH l2F2 C.CH3CH2OH B.CH3—CH—COOH CH2—OH D.CH—OH CH2—OH
含氧酸的强度取决于中心原子的电 负性、原子半径、氧化数。 当中心原子的电负性大、原子半 径小、氧化数高时，使O-H键减弱，酸 性增强。
练习：比较下列含氧酸酸性的强弱 H2SiO4 H3PO4 H2SO4
HClO HBrO
HIO
HClO3
HClO4
无机含氧酸强度的变化规律
同周期的含氧酸，自左至右，随中心原子 原子序数增大 ，酸性增强。 同一族的含氧酸，自上而下，随中心原子 原子序数增大 ，酸性减弱。 同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于 低价 。
2．下列化合物中含有2个“手性”碳原子的是 ( ) Cl OH H A.OHC—CH—CH2OH B. OHC—CH—C—Cl OH Cl H Br C.HOOC—CH—C—C—Cl Br Br CH3 D.CH3—CH—C—CH3 CH3
2．
OH
Cl
H

(现代基础化学课件)第二章分子结构和分子间力、氢键

(现代基础化学课件)第二章分子结构和分子间力、氢键

1）苯分子 (C6H6) 的结构：
2p
激发
2s
2s
C原子
杂化
sp2杂化轨道 2pz
2p 大π键
在苯分子中和每个C原子相 邻的有另2个C原子和1个H 原子。
2.3.5 有机化合物分子的结构
2）乙烷分子(C2H6)的结构：
H
H
sp3-s 键
H Csp3-sp3 键C H
H
H
3）乙烯分子(C2H4)的结构：
2.3.4 CO2分子的结构
经实验测得CO2分子为直线形，试用杂化轨道理 论解释之。
根据直线形结构，C 原子杂化方式为 sp 杂化：
2p 2s
2p 激发 2s
杂化sp杂化轨道 2p
C 原子轨道
所以CO2分子的 结构为：
O
C
O
2s2
2p4
8O: 1s2 2s2 2p4
2s2
2p4
8O: 1s2 2s2 2p4
杂化过程：a)激发 b)杂化 c)成键
ns np 杂化
激发 ns np
成键
sp3
sp3-x
杂化轨道特征：
1. 经杂化后轨道能量和成分均发生了变化。
2. 轨道形状改变。
3. 杂化后轨道与其它原子的成键能力增强。
2.3.1 sp 杂化
1个s 轨道和1个p 轨道的杂化。如BeCl2 的形成：
2p
2p
2p
价层电子对互斥理论VESPR
n=(中心原子价电子数+成键原子数-电 子数)/2-双键（1）三键（2）
例： CH4 n=(4+4)/2=4 H2O n=(6+2)/2=4 H3O+ n=(6+3-1)/2=4 SO42- n=（6+2）/2=4 NO2- n=(5+1)/2=3 C2H4 n=(4+2+2)/2-1=3 CH3CHO n=(4+1+1)/2=3

HX-2

HX-2
第 2 章 分子结构和分子间力、氢键
1、指出下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型，并判断它们的几何构型。
(1) BeH2 解：
(2) SiH4 (3) BBr3 (4) CO2
分子(离子)
杂化轨道类型
几何构型
BeH2
sp
直线形
SiH4
sp3
正四面体
BBr3
sp2
平面三角形
CO2
sp
直线形
2、实验测定 BF3 为平面三角形，而[BF4]－为正四面体形。试用杂化轨道的概念说明 BF3 和 [BF4]－中硼的杂化轨道类型有何不同？
由于键级增大，所以稳定性也增大。
键级 2.5 3
(3) 它们的分子轨道表达式及键级分别为 Li2[KK(σ2s)2] Li2+[KK(σ2s)1]
由于键级逐渐降低减小，所以稳定性逐渐降低。
键级 1 0.5
(4)它们的分子轨道表达式及键级分别为
键级
B2[KK(σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)1(π2pz)1]
5、写出下列分子(离子)的分子轨道表示式，计算它们的键级，并预测分子的稳定性，
判断有无顺磁性分子(离子)。
(1) B2 解：
(2) Ne2+
(3) NO+
(4) O22- (5) N2+ (6) CO+
2-1
分子(离子)式
分子轨道表示式
键级
B2 Ne2+
[KK(σ2s )2 (σ2s∗ )2 (π2 py )1(π2 pz )1]
1
B
+ 2
[KK(σ2s)2
(σ2s*)2
(π2p)1]
0.5

第二节 分子结构和分子间力、氢键

第二节 分子结构和分子间力、氢键

共用电子对是由一个原子或离子单方面提 供而与另一个原子或离子（ 供而与另一个原子或离子（不需要提供电 共用。这样的共价键叫做配位键 配位键。 子）共用。这样的共价键叫做配位键。
（6）键参数 ①键能
AB ( g ) —— A ( g ) + B ( g ) ∆ H = EAB
AB分子的键离解能 D(A-B):在常温常压下，断裂1mol键 AB分子的键离解能 D(A-B):在常温常压下，断裂1mol键 在常温常压下 1mol 所需的能量称为键能E 所需的能量称为键能E。
不同种类的原子吸引电子的能力不同， 不同种类的原子吸引电子的能力不同，共 用电子对必然偏向于吸引电子能力强的一 方，因此吸引电子能力较强的原子就带部 分负电荷， 分负电荷，吸引电子能力较弱的原子就带 部分正电荷。 部分正电荷。这样的共价键叫做极性共价 简称极性键。例如， 键，简称极性键。例如，H-Cl 形成条件： 形成条件：不同非金属原子形成共价键
由表数据可见， Cl， Br， 由表数据可见，H-F， H-Cl， H-Br， H-I 键 长依次递增，而键能依次递减；单键、 长依次递增，而键能依次递减；单键、双键及叁键 的键长依次缩短，键能依次增大， 的键长依次缩短，键能依次增大，但与单键并非两 倍、叁倍的关系。 叁倍的关系。 一般键长越小，键越强。 一般键长越小，键越强。
一、离子键
1、离子键的形成 2Na + Cl2 → 2NaCl 钠离子和氯离子之间依靠静电吸引而相互靠近。 钠离子和氯离子之间依靠静电吸引而相互靠近。 随着两种离子的逐渐接近，两者之间的电子和电 随着两种离子的逐渐接近，两者之间的电子和电 原子核和原子核的相互排斥作用也逐渐增强 的相互排斥作用也逐渐增强， 子、原子核和原子核的相互排斥作用也逐渐增强， 当两种离子接近至一定距离时， 当两种离子接近至一定距离时，吸引和排斥作用 达到平衡，于是阴、 达到平衡，于是阴、阳离子都在一定的平衡位置 上振动，形成了稳定的化学键。象氯化钠这样， 上振动，形成了稳定的化学键。象氯化钠这样， 凡由阴、 凡由阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键 叫做离子键。 叫做离子键。

分子结构和分子间力、氢键

分子结构和分子间力、氢键
1、共价键的特性是什么？ 2、共价键的类型有哪些,共价键的极性如何 判断？ 3、判断下列分子属于哪种杂化类型？ （1）BeCl2 （2）BCl3 （3）PCl3
（4）SiCl4
学习目标
1、掌握分子的极性
2、理解分子间力与氢键
四、分子间作用力
布置任务： 任务一：判断BeCl2、BCl3、SiCl4 、H2S、PH3分子的 极性，并解释原因？ 任务二：单质碘难溶于水，易溶于四氯化碳，为什么 ？
180 120 10928' 90 10928' 成键轨道夹角
2
4
s+(3)p 4
NH3 H 2O BeCl 2 BF3 CH 4 实例 HgCl 2 BCl 3 SiCl 4 PH3 H 2S Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si N,P O,S 中心原子 Hg(ⅡB) (ⅣA) (ⅤA) (ⅥA)
ro
r
H2 中的化学键，可以认为是电子自旋相反成对，结果使体
系的能量降低 。 从电子云的观点考虑，可认为 H 的 1s
轨道在两核间重叠，使电子在两核间出现 的几率大，形成负电区。两核吸引核间负 电区，使 2 个 H 结合在一起。
小结： 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。 核间距 R0为74 pm。 共价键的本质——原子轨道重叠， 核间电子概率密度大吸引原子核而成键。
原子之间是共价键。电子式为：
任务一：解释Ca(OH)2和H2O分子中的化学键种类
以及成键过程。 任务二：判断键的极性和分子中共价键的种类： H2O、HF、CH2=CH2

共用电子对是由一个原子或离子单方面提 供而与另一个原子或离子（不需要提供电 子）共用。这样的共价键叫做配位键。

第二章分子结构和分子间力、氢键

第二章分子结构和分子间力、氢键
通式：X—H…Y X, Y = F, O, N (电负性大、半径小、含 孤对电子)
键能：< 40 kJ· mol-1
2019年4月8日3 时28分
二、氢键的特点 1、有方向性 2、有饱和性 3、氢键的强弱与电负性有关 氢键不仅存在于同种分子间，还可存在于不同分子间
2019年4月8日3 时28分
三、 氢键对化合物性质的影响
小结
sp杂化: 2个 sp杂化轨道
2杂化： 3个sp2杂化轨道 sp sp等性杂化
空间构型 直线形
实例 BeCl2
平面三角形 BF3
sp3杂化： 4个sp3杂化轨道 正四面体
s-p型
CH4
空间构型 含一孤电子对 三角锥 sp3不等性杂化 4个sp3杂化轨道
含二孤电子对 V字型

2019年4月8日3 时28分
结论：具有自旋相反的单电子的原子轨道相互靠拢能 2019年4月8日3 重叠形成稳定的共价键
时28分
2-1-2 价键理论的基本要点
①当自旋方向相反的未成对电子相互靠近时，两核间的 电子云密度增大，可以配对形成稳定的共价键。 例：A原子与B原子各有1个电子，且自旋相反，则可配 对形成稳定的共价单键 。A︰B 实例：HCl 若两个原子各有两个或三个单电子，则自旋相反的单电 子可以配对，形成共价双键和叁键。 A ∷B 和 A≡B 实例：O2 和 N2
2019年4月8日3 时28分
小 结
分子间力的本质是静电引力，包括取向力、诱导力、色散力。 极性分子和极性分子之间：取向力、诱导力、色散力。 极性分子和非极性分子之间： 诱导力、色散力。 非极性分子和非极性分子之间： 色散力。
2019年4月8日3 时28分
2019年4月8日3 时28分

分子间作用力(范德华力、氢键) 高二化学课件(人教版2019选择性必修2)

分子间作用力(范德华力、氢键) 高二化学课件(人教版2019选择性必修2)

O—H … N O—H … F N—H … O
F—H … O
4、特点： ①氢键具有方向性和饱和性
方向性：A—H…B—总是尽可能在同一直线上。 饱和性：每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键
每个孤电子对也只能形成一个氢键。
②氢键比化学键的键能小1~2个数量级，不属于化学键，也是一
种分子间的作用力。以冰晶体为例：共价键>氢键 >范德华力
因氢键而相互缔合，形成所谓的缔合分子。
课堂练习3：下列有关水的叙述中，不能用氢键的知识来解释的是（ D）
A、 0℃时，水的密度比冰大
B、水的熔沸点比硫化氢的高
C、测得H2O的相对分子质量大于18
D、水比硫化氢气体稳定
③氢键对溶解度的影响
与水分子间能形成氢键的物质在水中的溶解度增大
氨气极易溶于水、乙醇、乙醛、乙酸与水互溶而乙烷不溶于水
共价键的键能(KJ•mol-1) 范德华力(KJ•mol-1) 氢键(KJ•mol-1)
467
11
18.8
5、类别： ① 分子间氢键 分子间氢键存在于如HF、H2O、NH3 、C2H5OH、
CH3COOH 等同种分子之间，也存在于它们相互之间
② 分子内氢键
对羟基苯甲醛不能形
成分子内氢键
邻羟基苯甲醛
降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间 存在着相互作用力 ——分子间作用力（包括范德华力和氢键）
一、 范德华力
1、概念：
把分子聚集在一起的作用力，称为范德华力
实质： 分子间的一种静电作用
2、特点：
①范德华力很弱，比化学键的键能小1~2数量级
分子
HCl HBr HI
范德华力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.00

分子结构与晶体结构—分子间力与氢键(无机化学课件)

分子结构与晶体结构—分子间力与氢键(无机化学课件)
一般来说，按照能量大小排序：化学键＞ 氢键＞分子间 作用力。
三、化学键与作用力比较
作用力 化学键
化学键与分子间作用力的比较
存在
原子间 离子间
强弱 强
分子间作用性质
物理性质 （熔沸点）
课程小结
本节重点
分子间存在着（微弱的）将分子聚 在一起的作用力称为分子间作用力。
分为范德华力和氢键两大类。其中， 氢键是一种特殊的分子间作用力。
按照能量大小来排序：化学键＞ 氢键 ＞分子间作用力。
无机化学
˝
氢键
目录
CONTENTS
01 氢键的定义及表示方法
02 氢键的形成条件及特点
03 氢键对物质性质的影响
01
氢键的定义及表示方法
一、氢键的定义及表示方法
氢键：
分子内几乎“裸露”的氢核与另一分子中带负电荷的原子产生的静电作用
定义：当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之
三、化学键与作用力比较
在通常情况下，将水加热到100℃，水便会沸腾；而要使水分解成氢气和氧气， 却需要将水加热至1000℃，这样的高温才会有水部分分解。由此我们能得出什 么结论？
想一想
三、化学键与作用力比较
H-O-H分解需要破坏共价键；而使水沸腾需要克服分子 间作用力，它们所需的能量不同，说明了分子间作用力比化 学键弱。
具有方向性与饱和性
03
氢键对物质的性质的影响
三、氢键对物质的性质的影响
类型：
1. 分子间氢键
F —— H ····F —— H
2. 分子内氢键
H O
OH
CO
三、氢键对物质的性质的影响
氢键对物质性质的影响:
1.氢键对物质熔、沸点的影响 分子间氢键增大了分子间的作用力使物质的熔、沸点升高。分子内氢键使物质的 熔沸点降低。例：对羟基苯甲酸高于邻羟基苯甲酸。

《分子结构》课件

《分子结构》课件
氯化铁等。
生物分子
如蛋白质、核酸、糖类 等，具有复杂的空间结
构和功能。
02
共价分子结构
共价键的形成与类型
共价键的形成
原子间通过共享电子来形成共价 键，这些共享电子对构成了分子 中的共价键。
共价键的类型
根据电子云的偏移程度，共价键 可以分为非极性键、极性键和配 位键等类型。
分子轨道理论
分子轨道理论的基本概念
距离无关。
氢键
定义
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由一个氢原子与另一个原子的电负性较强的原子（ 如氧、氮等）之间的相互作用。
形成条件
氢键的形成需要满足一定的条件，即氢原子与电负性较强的原子之间的距离要适中，一般 在200pm左右。同时，还需要考虑分子的几何构型和电子云的分布等因素。
特点
氢键是一种较强的分子间作用力，其作用力大小仅次于化学键。氢键的形成会影响分子的 性质，如熔点、沸点、溶解度等。在生物体系中，氢键的形成对于维持生物大分子的结构 和功能具有重要意义。
05
分子的振动与转动
分子的振动
分子振动是指分子中的原子或分子的运动，这种运动可以以不同的方式 进行，包括伸缩振动和弯曲振动等。
伸缩振动是指原子或分子的键长发生变化，导致分子整体形状发生变化 。弯曲振动则是指原子或分子的键角发生变化，导致分子整体形状发生
变化。
分子的振动频率和能量与分子内部的结构有关，因此通过研究分子的振 动可以了解分子的内部结构和性质。
共价分子的对称性和稳定性
分子的对称性和稳定性与其几何形状密切相关，某些形状的分子具有更高的稳定 性。
共价分子的极性
共价分子的极性定义
共价分子的极性是指分子中正负电荷中心不重合的现象，这 种现象会导致分子具有电偶极矩。

2.3.2《 范德华力和氢键》PPT课件-人教版高二化学选修3

2.3.2《 范德华力和氢键》PPT课件-人教版高二化学选修3

【答案】C【解析】氢键属于分子间作用力，其大小介 于范德华力和化学键之间，不属于化学键，分子间氢键的 存在，加强了分子间作用力，使物质的熔、沸点升高，A 项错误，C项正确；在冰和水中都存在氢键，而H2O的稳定 性主要是由分子内的O—H的键能决定，B、D项错误。
（人教版选修3） 第 二章《分子结构与性质》
。
（人教版选修3） 第 二章《分子结构与性质》
【问题探究3】(3)在第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物 中，为什么NH3、H2O、HF三者的相对分子质量分别小于 同主族其他元素的氢化物，但熔、沸点却比其他元素的氢 化物高？
因为NH3、H2O、HF三者的分子间能形成氢 键，同主族其他元素的氢化物不能形成氢键，所以它们的 熔点和沸点高于同主族其他元素的氢化物。
（人教版选修3） 第 二章《分子结构与性质》
【归纳小结】范德华力对物质性质的影响有哪些？
(1)范德华力越大，物质的熔、沸点越高。 ①组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大， 物质的熔、沸点越高。如熔、沸点I2>Br2>Cl2>F2，HCl<HBr<HI。② 组成相似、相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，物质的熔、 沸点越高。如熔、沸点CO>N2(CO为极性分子)；又如有机物的同分异 构体中，通常支链越多，分子对称性越好，分子极性越小，物质的 熔、沸点越低(沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷)。(2)溶质分子与溶 剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如CH4和HCl 在水中的溶解情况，由于CH4与H2O分子间的作用力很小，故CH4几乎 不溶于水，而HCl与H2O分子间的作用力较大，故HCl极易溶于水；同 理，Br2、I2与苯分子间的作用力较大，故Br2、I2易溶于苯中，而 H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。

分子间力和氢键

分子间力和氢键
（CCl4）溶剂中，而难溶于水。
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§1–6 分子间力和氢键
三、氢键
第一章 物质结构基础
【实例分析】如表1-6所示，多数卤素氢化物的熔、沸点 随相对分子质量增大而升高，但HF的熔、沸点却反常高。
表1-6 卤化氢的熔、沸点
卤化氢 熔点/K 沸点/K
HF 190 293
HCl 159 188
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§1–6 分子间力和氢键
（3）色散力 见图1-19。
± ±
第一章 物质结构基础
由瞬时偶极之间的作用而产生的分子间力。
+－
+－
图1-19 非极性分子相互作用示意图
色散力是普遍存在于各类分子之间的一种分子间力， 除强极性的水分子之间以取向力为主外，其余分子均以色 散力为主。
2．分子间力对物质性质的影响
AB3
五原子分子 AB4 AB3C
三角锥形
正四面体 四面体
极性
非极性 极性
NH3，NF3，PCl3，PH3
CH4，CCl4，SiH4，SnCl4 CH3Cl，CHCl3
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§1–6 分子间力和氢键
第一章 物质结构基础
分子的极性可用偶极矩衡量。偶极分子正电荷重心的 电量（q）与正、负电荷重心距离（d）的乘积，称为偶极 矩（μ）。即
这种已经和电负性很大的原子形成共价键的H原子，
又与另一电负性很大，且含有孤对电子的原子之间较强的 静电吸引作用，称为氢键。 氢键形成示意：X－H…Y。X、Y可以相同，也可不同。
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§1–6 分子间力和氢键
如图1-21所示
H H O H F

分子间作用力和氢键.ppt

分子间作用力和氢键.ppt
分子间力具有以下特性：
(1)它是存在于分子间的一种电性作用力。 (2)作用能的大小只有几个千卡／摩尔，比化学键 能(约为30－150千卡／摩尔)小一二个数量级。 (3)作用力的范围很小。三种分子间力都与分子间 距离的七次方成反比，即当分子稍为远离时，分 子间力迅速减弱。 (4)一般没有方向性和饱和性。 (5)在三种作用力中，色散力是主要的，诱导力通 常很小，只有少数极性较大(如水、氨)的分子之 间，取向力才占一定的比例或占优势。
CH4
NH3 H2O
化学键与物质结构
分子间力和氢键
化学键与物质结构
分子的极性
由于共价键分为极性键和非极性键，给共 价型分子带来了性质上的差别。
当分子中正、负电荷重心重合时，这种分 子叫做非极性分子。正、负电荷重心不重合的 分子叫做极性分子或偶极分子。
CO2
H2O
化学键与物质结构
分子极性和键极性的关系
间可以形成分子间氢键，则溶质的溶解度增大。 例如，氨、丙酮和乙酸等溶质分子中有电负
性较大的原子N或O等，可以和水中的O－H形 成氢键，这些物质都易溶于水。
如，一体积的水在20 ℃时能够溶解700体积 的氨。
11:34
化学键与物质结构
氢键的形成对物质的溶解度有一定的影响。 如果溶质分子能够形成分子内氢键，则在极
离子间极化越强，核间距缩短 离子间极化越强，物质熔点、沸 点就越低 离子间极化越强，物质颜色越深
化学键与物质结构
晶体
内部的原子、分子、离子等质点有规则排列的一 类固体物质统称为晶体
离子晶体
原子晶体 晶 体
分子晶体
金属晶体
化学键与物质结构
晶体
一般而言：三种晶体在熔点、沸点、硬度上有： 原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体

课件1：2.3.2 较强的分子间作用力——氢键

课件1：2.3.2 较强的分子间作用力——氢键

3. 氢键键能大小范围
氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱 的作用力。
F—H---F O—H--- O N—H--- N
氢 键 键 能 28.1
(kJ/mol)
范德华力
13.4
(kJ/mol)
共价键键能
568
(kJ/mol
18.8 16.4 462.8
17.9 12.1 390.8
4. 氢键强弱
随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结
构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；另一是水分子 间距因热运动不断增大．0～4℃间，前者占优势， 4℃ 以上，后者占优势， 4℃时，两者互不相让，招致水的 密度最大．
练习：
下列关于氢键的说法中正确的是( C )
A. 每个水分子内含有两个氢键 B. 在所有水蒸气、水、冰中都含有氢键 C. 分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高 D. HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
第2章 分子结构与性质
第三节 分子的性质 第2课时 较强的分子间作用力——氢键
1. 氢键概念
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经 与电负性很强的原子形成共 价键的氢原子与另一 分子中电负性很强的原子之间的作用力.
例如： 在HF中 F 的电负性相当大, 电子对强烈地偏向 F, 而 H 几乎成了质子(H+), 这种 H 与另一个HF分子中电 负性相当大、半径小的F相互接近时, 产生一种特殊的分 子间力 —— 氢键.
氢键强弱与X和Y的吸引电子的能力有关，即与X和 Y的电负性有关.它们的吸引电子能力越强(即电负性越 大)，则氢键越强，如F原子得电子能力最强，因而FH…F是最强的氢键; 原子吸引电子能力不同，所以氢键 强弱变化顺序为：

第二章 分子结构

第二章 分子结构

共享电子对
·● ·
●
非金属元素通过和其它元素共用一对电 子形成共价键结合在一起。
H ＋ Cl
H Cl 路易斯结构式
Lewis学说的局限性: 1. 无法解释两个带负电荷的电子为什么不互相排斥，
反而相互配对趋于稳定；
2. 无法解释许多共价化合物分子中原子的外层电子数 虽少于8，或多于8仍能稳定存在。
F
B
F
F
平面三角形结构的BF3分子
3.sp3杂化
CH4的空间构 型为正四面体。
C：2s22p2
2p
2s
键角为：109.5°
45
2s
2p 激发 2s 2p
sp3杂化
sp3
CH4形成 时的sp3杂化。
46
四个sp3杂化轨道
47
二、杂化轨道理论
（三）等性与不等性杂化 （1）等性杂化：所有的杂化轨道都是等同的。 （2）不等性杂化：
原子相互接近时，由于原子轨道的重叠，原子 间通过共用自旋方向相反的电子对使体系能量降低， 由此形成共价键。
重叠部分越大，键越牢固，分子越稳定。
成键原理:
① 电子配对原理 ② 原子轨道最大重叠原理
一、价键理论(Valence Bond Theory, VB)
① 电子配对原理：原子上如果有自旋相反的成单
经典的共价键理论（G.N. Lewis, 1916, 美国）
1. 要点:
共价分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的 趋势，求得自身的稳定。
原子通过共用电子对形成化学键。——共价键
“－”单键 “=”双键“ ”三键，价键结构式如：NN
Lewis 的贡献，在于提出了一种不同于离子键的 新的键型，解释了电负性比较小的元素之间原子的成键 事实。

分子间力和氢键

分子间力和氢键

分子间力和ห้องสมุดไป่ตู้键
2. 诱导力
当极性分子与非极性分子相邻时，非极性分子在极 性分子的作用下，正、负电荷中心发生偏移，这一过程 叫做分子的极化，所产生的偶极叫做诱导偶极。由诱导 偶极产生的分子间力叫做诱导力。诱导力不仅存在于极 性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子之间，因 为一个极性分子在其他极性分子的作用下也会产生诱导 偶极，而使分子的偶极矩增大。
分子间力和氢键
1. 取向力
当两个极性分子相互靠近时，分子间因同极相斥、异 极相吸而使极性分子发生转动，并按两个极性分子异极相 邻的状态排列，这种分子间的相互作用现象叫做取向。由 于极性分子的取向而产生的分子间力叫做取向力。取向力 存在于极性分子之间，其大小主要决定于极性分子的偶极 矩，分子的偶极矩越大，则分子间取向力也越大。
分子间力和氢键
二、 分子间作用力的种类
H2、Cl2、CO2等物质在常温时是气体，在降低温度、增 大压强时，能够凝聚为液体，进一步能凝固为固体。气态物 质能够变为液态和固态，也就是说气态物质分子能缩短分子 间的距离，并由无规则运动变为有规则排列，这说明物质的 分子之间存在着作用力，这种作用力叫做分子间力。分子间 力是荷兰物理学家范德华(1837—1923年)在研究气体性质时首 次提出的，所以分子间力也叫做范德华力。
分子间力和氢键
四、 氢键 1. 氢键的形成
分子间力和氢键
色散力是由于分子内电子和原子核的相对运动而产 生的，所以不仅存在于非极性分子之间，也存在于极性 分子之间。影响色散力大小的因素是分子的分子量，分 子量越大，分子越容易变形，色散力也越大。
分子间力是色散力、诱导力、取向力的总和，除了 强极性分子外，分子间力以色散力为主。
分子间力和氢键

《化学键和分子结构》课件

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# 化学键和分子结构
介绍化学键
化学键的定义和分类
了解不同种类的化学键及其特点，如离子键、共价键和金属键。
共价键和离子键的区别
探讨共价键和离子键之间的异同，包括电子分配和成键方式。
杂化轨道理论和分子轨道理论
介绍杂化轨道理论和分子轨道理论，解释化学键形成的原理。
共价键的形成
总结
化学键和分子结构的重要性
总结化学键和分子结构对化学特性和反应性的重要影响。
化学键及其能力的应用
讨论化学键及其能力在化学合成和分析中的广泛应用。
分子间相互作用的意义和应用
强调分子间相互作用在材料科学和生物科学领域的实际应用。
分子的性质和应用
探索分子性质对物质特性和应用 的影响，如药物活性和材料功能。
分子间的相互作用
1
分子间相互作用的影响
2
阐述分子间相互作用对物质性质和化学
反应速率的影响。
3
范德华力和氢键的概念
介绍范德华力和氢键的概念，以及它们 在分子间作用中的角色。
分子间相互作用的应用
探讨分子间相互作用在生物科学和材料 科学领域中的应用价值。
1
共价键的基本概念
理解共价键的本质和构成，包括电子共享和化学键的稳定性。
2
共价键的形成过程
描述共价键形成的步骤，如原子间的相互作用和电子的重排。
3
共价键的性Leabharlann 和分类探索共价键的性质，如键长、键能和键角，并介绍单、双、三键等的特点。
化学键的能力
1 化学键的能力和稳定 2 化学键的强度和解离 3 化学键的极性和电子
性
能
亲和力
讨论化学键对化合物稳定 性的影响，以及键长和键 强度之间的关系。
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㈠ sp 杂化
1个s 轨道 + 1个p 轨道 → 2 个 sp 杂化轨道 sp杂化轨道成份：1/2 s 1/2p 2 个sp 轨道的空间分布： 夹角180° 或 呈直线型
例如气态BeCl2分子结构
.
14
㈡ sp2 杂化 1个s 轨道 + 2个p 轨道 → 3 个 sp2 杂化轨道 sp2杂化轨道成份：1/3 s 2/3p
轴处
轴处为零
原子轨道重叠程度
大
小
键的强度
较大
较小
化学活泼性
不活泼
活泼
.
7
2-1-5 键参数
1. 键长 分子中两原子核间的距离，即核间 距。键长越短，键能越大，分子越 稳定。
2. 键角
分子中两相邻化学键之间的夹角。知 道了分子的键长和键角，就确定了该 分子的几何构型。
.
8
3. 键能（E）
定义：在298.15 K和100 kPa下，断裂1 mol键所需要的能 量。单位为kJ·mol-1。
对于双原子分子： 如：H2 EH—H = DH—H = 436 kJ·mol-1
对多原子分子：
如：NH3
NH3(g) ≒ NH2(g) +H(g) NH2(g) ≒ NH(g) +H(g) NH (g) ≒ N(g) +H(g)
NH3 中N—H 的 EN—H = (D1+D2+D3)/3
D1 = 435 kJ·mol-1 D2 = 397 kJ·mol-1 D3 = 339 kJ·mol-1
.
4
2-1-3 共价键的特点
1. 饱和性：决定于未成对电子数
例：H+H→H︰H
N+3H→NH3
2. 方向性：在形成共价键时，两个原子的成键轨 道尽可能最大重叠。
p, d, f原子轨道在空间有一定的伸展方向。
.
5
2-1-4 共价键的类型
1. s 键： “头碰头”重叠
原子轨道沿两核连线（键轴） 方向，以“头碰头”的方式重 叠成键，轨道重叠部分沿键轴 呈圆柱形对称，凡是以这种方 式重叠形成的键叫做s 键
子可以配对，形成共价双键和叁键。
A ∷B 和
A≡B 实例：O2 和 N2
②原子轨道最大重叠——原子轨道重叠越多，形成的共价 键越牢固
.
3
③ 对称性匹配原理
当两个原子轨道(波函数ψ) 的正负号(位相)相同时的重叠 (+ /+或-/-)，才能使电子云密 度增大，形成共价键。
而正负号不同（即＋与－） 的重叠，不能形成化学键。
.
16
2-2-3 等性杂化和不等性杂化
CH4分子有4个sp3杂化轨道，每一个sp3杂化轨道是 等同的，即成份相同，能量相等。这种杂化叫做等性 杂化。 NH3分子中，氮原子的电子结构为2s22p3。
第二章 分子结构和分子间力、氢键
分子是保持物质化学性质的最小微粒。
1、原子之间是依靠什么力结合为分子的？
化学键
2、分子之间又有什么力存在?为什么气体分子能凝 聚成液体或固体？
分子间力
3、 分子的空间构型怎样？ 杂化轨道理论
.
1
2-1 价键理论
2-1-1共价键的本质
1927年，海特勒和伦敦用量子力学处理氢分子的结果。
1931年，鲍林(Pauling)提出杂化轨道理论。
.
11
2-2-1杂化轨道概念及其理论要点
㈠杂化和杂化轨道
所谓杂化是指在形成分子时，由于原子间的相互影响，若 干不同类型的、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合 成一组新的轨道，这种原子轨道重新组合的过程称为杂化。 杂化以后的新轨道成为杂化轨道。
杂化概念的实质就是同一个原子上的价轨道的线性组合。因 为原子轨道是波函数Ψ，既然Ψ是函数，就可以组合，所以原 子轨道的“混合”或“杂化”，就是能量相近的Ψ的线性组 合。
若成键原子的电负性相差很大，则可能电子对完全转移到电 负性大的原子上，于是就形成了离子键。
如: NaCl
△X=2.03
.
10
2-2 杂化轨道理论
价键理论较好的阐述了共价键的形成和本质，并成功地 解释了共价键的方向性和饱和性等特点，但有许多不足 之处，例如，不能解释甲烷等分子的立体结构。 随着近代物理化学实验技术的发展，如单晶X-射线衍射 结构分析，许多分子的几何构型已经被确定。 如：H2O——V型、CO2——直线型、 NH3——三角锥形、 CH4——正四面体。对于这些多原子分子的价键结构和 空间构型，价键理论不能很好解释。
.
12
㈡ 杂化轨道理论的要点
1. 一个原子中能量相近的原子轨道可以叠加混 杂，形成成键能力更强的新轨道，即杂化轨道。
2. 杂化时，经常使成对电子激发到空轨道而成 单电子，所需的能量由成键时释放的能量补偿。
3.一定数目的原子轨道杂化后可得同样数目的 杂化轨道。杂化轨道的能量是等同的(简并)。
.
13
2-2-2 杂化轨道的类型
结论：具有自旋相反的单电子的原子轨道相互靠拢能
重叠形成稳定的共价键
.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
2-1-2 价键理论的基本要点
①当自旋方向相反的未成对电子相互靠近时，两核间的 电子云密度增大，可以配对形成稳定的共价键。
例：A原子与B原子各有1个电子，且自旋相反，则可配 对形成稳定的共价单键 。A︰B 实例：HCl
若两个原子各有两个或三个单电子，则自旋相反的单电
2. p 键： “肩并肩”重叠
原子轨道沿两核连线（键轴） 方向，以“肩并肩”方式重叠 成键。轨道重叠部分对通过键 轴的一个平面呈镜面反对称， 凡是以这种方式重叠形成的键 叫做 p 键
.
6
σ键和π键的比较
σ键
π键
原子轨道重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠
原子轨道重叠部位 两原子核之间，在键 键轴上方和下方，键
键能越大，键越牢固，分子越稳定。
.
9
4. 键的极性
非极性共价键
相同原子形成的共价键，正负电荷重心恰好重合
极性共价键
如：H2 、O2 、Cl2、…
不同原子形成的共价键，正负电荷重心不相重合
如：HCl、H2O、NH3、…
极性大小由成键两原子的电负性的大小决定，△X大，
则极性大。
例： △X
H—I H—Br H—Cl H—F 0.46 0.76 0.96 1.78 键极性依次增大
3 个 sp2 轨道的空间分布： 夹角120° 或 平面三角形 例如： BF3分子结构
.
15
㈢ sp3 杂化
1个s 轨道 + 3个p 轨道 → 4 个 sp3 杂化轨道 sp3杂化轨道成份：1/4 s 3/4p 4 个 sp3 轨道的空间分布： 夹角109.5° 或 正四面体 例如： CH4分子结构