《共价键与分子结构》PPT课件

N2: N N
当两个 N 原子沿 x 轴靠近
时，会发生 px– px、py–py、 pz– pz 轨道重叠。其中两个原 子 px–px 轨道的重叠形成σ键， py–py、pz–pz 轨道的重叠形成 两个π键。所以 N2 分子中，有 1 个σ键， 2 个π键 。
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结论
• σ键比π键更稳定。
键多存在于含有 过渡金属原子或离子的化 合物中。
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面 对 面
δ成键方式示意图
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配位共价键
共价键中共用的两个电子通常由两个原子分别提供，但 也可以由一个原子单独提供一对电子，由两个原子共用。
凡共用的一对电子由一个原子单独提供的共价键叫做配 位共价键，简称为配位键（coordination bond ）。
..
H
N2 分子的形成：
.
.
:N. · + ·N. :
:N ...... N:
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路易斯理论的意义及缺陷
• 意义 路易斯理论及其八隅体结构式能成功解释一些简单
分子的组成，初步揭示了共价键的本质。
• 缺陷
1) 把电子看成静止不动的负电荷，无法解释带负电荷 的电子不互相排斥反而相互配对。
+
x
-
-
+
+ +
-
+
+
+
x
x
-
-
-
-
-
-
+
x
+
+
-
(a)
(b)
(a) pz–pz (b)
(c)
(d)
(c) pd－xz–ppz (d)
pz pz π精成选课键件p方pt 式示意图
dxz pz
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例：N2 分子中两 个 N 原子各有三
个成单电子。
1s2 2s2
2p3
N: ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
px py pz
配位键以“→”表示，方向是从提供电子对的原子指向
接受电子对的原子。 例：[ H3N Ag NH3 ]2+
分子轨道理论。
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10.1.1 路易斯理论
路易斯理论（八隅体规则）
稀有气体原子的电子结构，即八隅体结构最为稳定。 当两原子的元素电负性相差不大时，原子间通过共用电子 对的形式，达到八隅体稳定结构，形成共价键。
H2O 分子的形成： H. + .O.. ... + .H
H
..
.. O. .
• 单键都是σ键。
例： CH3 CH3
• 双键中其中一个是σ键，另一个是π键。
例： CH2 CH2
• 三键中一个是σ键，两个是π键。
例： CH CH
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δ键
当两个原子的 d 轨道 以“面对面”的方式重叠 时，所形成的共价键为δ 键。
δ键有两个节面（电 子云密度为零的平面）： xz和 yz。
大，形成的共价键越稳定，分子能量越低。 轨道最大重叠原理决定了共价键具有方向性。
成键的原子轨道重叠部分波函数的符号必须相同。
++ ++
共价键方向性精选课件ppt
+
+
-
不满足轨道最大重叠原理
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10.1.3 共价键的特点
共价键的特点
• 方向性
共价键的方向性是由轨道最大重叠原理决定的。它 不仅决定了分子的几何构型，而且还影响着分子的极性 和对称性等分子性质。
电子配对成键原理决定了共价键具有饱和性。
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例：HF 分子的形成 1s2 2s2
F
H
2p5 1s1
结论：一个原子所能形成共价键的数目等于该原子中未
成对电子的数目。
1s2 2s2
2p4
O
O HH
H2O
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2） 原子轨道最大重叠原理 在满足电子配对的条件下，核间电子云重叠区域越
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原子间形成化学键时，若原子间电负性相差不大时 甚至相等时，则形成共价键。
♪ 最早的共价键理论是1916年路易斯提出来的共用电子
对理论，即路易斯理论；
♪ 1927年，美籍德国物理学家海特勒和美籍波兰物理学
家伦敦提出了价键理论（VB 法）；
♪ 1931年，美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论； ♪ 1931年，美国化学家马利肯和德国化学家洪德提出了
的 1s 电子配对形成 H2 分子之后，就不能与第三个氢原 子的 1s 电子继续结合形成 H3 分子。
（2）氮原子外层有三个未成对的 2p 电子，可以同三个
氢原子的 1s 电子形成三个共价单键，形成 NH3分子。
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10.1.4 共价键的类型
共
按重叠方式分
σ键（头碰头）（强）
价
π键（肩并肩）（弱）
按着两原子之间相互 作用力的不同，化学键可 以分为三类：共价键、离 子键和金属键。
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Valence bond pictures of H2O
3
10.1 共价键理论
10.1.1 路易斯理论与 H2 分子 10.1.2 现代价键理论 10.1.3 共价键的特点 10.1.4 共价键的类型 10.1.5 键参数
第 10 章
共价键 与valent Bond and Molecular Structure
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1
本章教学内容
10.1 共价键理论 10.2 杂化轨道理论 10.3 价层电子对互斥理论 10.4 分子轨道理论
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物质的性质取决于两种因素：一种是组成物质的 元素原子；另一种是元素原子之间的相互结合。这种 相互结合的方式叫做化学键。一个化学反应的过程， 实际上是旧的化学键被破坏，新的化学键形成的过程。
2) 无法解释共价键的方向性。
3) 无法解释某些共价分子中原子的外层电子数少于 8
（如 BF3）或多于 8 （如 PCl5）却相当稳定。
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10.1.2 现代价键理论（VB法）
价键理论的基本要点
价键理论认为，一个共价键的形成必须具备以下两 个条件： 1）电子配对成键原理
参与形成 共价键的两个原子，各自都必须提供一个 自旋相反的未成对电子，才能配对形成一个共价键。
z
s - ++
x px
z
+s
-
+
x
px
zs
+
-+ x
px
(a)
(b)
(c)
精H选C课l件的ppts-px 重叠示意图
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• 饱和性
共价键具有饱和性是由电子配对成键原理决定的。 每种元素原子的未成对电子数的多少，决定了该原 子所能形成共价键的数目。
例如：
（1）氢原子有一个未成对的 1s 电子，与另一个氢原子
普通共价键（双方）
键 按共用电子对来源分 配位共价键（单方）
σ键
头碰头
当原子轨道沿键轴方
s
s
向“头碰头”重叠，重
叠部分沿键轴呈圆柱形
Px
s
分布，所形成的共价键
称为σ键。
Px
Px
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π键
当两个原子轨道以 “肩并肩”的形式重叠 时，所形成的共价键称 为π键。
肩并肩
py – py
z
z
z
z