第七章 化学键与分子结构
化学变化的实质是原子的化合和分解，在这个过程中自始至终存在分子的形成和破坏，故我们说：分子是参与化学反应的基本单元。而分子的性质又是由分子内部结构所决定的，因而研究分子的结构，对于了解物质的性质和化学反应规律具有十分重要的意义。
分子的结构通常包括以下内容：(1)分子中原子间的强相互作用力即化学键问题，即原子以什么样的相互作用力结合在一起形成化学键。(2)分子的空间构型，即分子中原子的空间排布，几何形状等；（3）分子与分子之间的相互作用力问题，即分子间力或范德华力问题；（4）分子的结构与物质的物理、化学性质的关系。
早期的化学研究重点是在确定分子的组成，近代原子结构理论建立以后，分子结构的研究已深入到探索化学键的本质中去了，并且对化学键的本质获得了较好的阐明。
§4-1 离子键理论
1916年德国化学家科塞尔(Kossel)根据稀有气体具有稳定结构的事实提出了离子键理论，他认为：不同的原子间相互化合时，他们都有达到稀有气体稳定结构的倾向，首先形成正、负离子，并通过静电引力作用结合而形成化合物。活泼的金属原子和活泼的非金属原子所形成的化合物，通常都是离子型化合物。如：NaCl、CaO等，它们的特点是：在一般情况下，主要以晶体的形式存在，具有较高的熔点和沸点，在熔融状态或溶于水后，其溶液均能导电。
1-1 离子键的形成
离子键理论认为：
（1）当电负性小的活泼金属原子和电负性大的活泼非金属原子相遇时，它们都能达到稳定结构的倾向，由于两个原子的电负性相差较大，因此它们之间容易发生电子的得失而产生正、负离子。
（2）所谓稳定结构，对于主族元素来讲他们所生成的离子多数具有稀有气体结构，即p轨道为全充满状态。对于过渡元素来讲，它们所生成的离子的d轨道一般处于半充满状态。如在Fe3+、Mn2+。但是过渡元素的s和d轨道能量相近例外者多。
（3）原子之间发生电子的转移而形成具有稳定结构的正、负离子时，从能量的角度看，一定会有能量的吸收和放出，而且新体系的能量也是最低的。如气态金属原子失去电子需要吸收能量（电离能）；气态非金属原子结合电子时会释放出能量（电子亲合能），气态正负离子结合时会放出能量。正负离子接近时，同时存在离子之间的吸引作用，外层电子和原子核之间的排斥作用，只有当正负离子相隔一定距离（平衡距离）时，吸引和排斥作用才能达到暂时平衡，正负离子只有处于平衡位置附近振动时，体系的能量最低。这说明正负离子之间形成了稳定的化学键，这种化学键叫离子键。
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第 1 页 共 9 页 第二章 分子结构与性质
单元测试（3）
一、选择题( 每小题只有一个．．．．选项符合题意)
1. σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是
A．H2 B.HCl C.Cl2 D.F2
2．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是
A．两个碳原子采用sp杂化方式
B．两个碳原子采用sp2杂化方式
C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D．两个碳原子形成两个π键
3．膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是
A．PH3分子中有未成键的孤对电子 B．PH3是非极性分子
C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子的P－H键是非极性键
4．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为
A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大
B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子
C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
5．下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是
A．液态氯化氢不导电 B．氯化氢极易溶于水
第七章 化学键和分子结构
7.1 简介............................................................................................................................................ 1
7.2 离子键........................................................................................................................................ 2
7.3 价键理论 .................................................................................................................................. 10
7.4 杂化轨道理论 .......................................................................................................................... 17
7.5 价层电子对互斥理论 .............................................................................................................. 24
7.6 分子轨道理论 .......................................................................................................................... 28
第三章化学键和分⼦结构
第三章化学键和分⼦结构
内容提要与要求
本章是在学习原⼦结构的基础上进⼀步讨论原⼦同原⼦之间以及分⼦同分⼦之间靠什么⼒量结合在⼀起的？即：
1.原⼦是如何形成分⼦的？主要介绍⼏种类型的化学键和化学键理论。
2.分⼦的⼏何形状和空间构型。
3.分⼦间⼒和氢键，以及对物质⼀些物理性质的影响。
本章⾸先介绍⼏种化学键：离⼦键、共价键、配位键及⾦属键的形成和有关理论的初步知识。共价键理论除了着重讨论现代价
键理论外，还介绍了分⼦轨道理论的初步知识。同时介绍判断分⼦⼏何形状和空间构型的⼀般⽅法，杂化轨道理论和价层电⼦
对互斥理论。然后讨论分⼦间⼒和氢键及其与⼀些物理性质的关系。本章的难点在于对现代价键理论与分⼦轨道理论的理解，
这些内容以后结构化学还要深⼊学习，在此只要求作⼀定程度的了解，不必过多地深究。
本章要求：
1.掌握离⼦键、共价键及键参数的基本要点，并能运⽤这些理论知识来分析某些物质的结构和性质。
2.掌握分⼦间⼒和氢键的概念、特征和价键⼒、分⼦间⼒和氢键的区别。
3.了解物质性质与其分⼦结构间的关系。
既然要讨论各种类型的化学键，那么什么是化学键呢？
如在⽔分⼦中，氧原⼦与氢原⼦之间，氢原⼦与氢原⼦之间都有相互作⽤，甚⾄在⽔分⼦之间也存在着相互作⽤（图3－1）。但是通过实验可以测定出分⼦中直接相邻的原⼦之间的相互作⽤⽐较强烈，破坏它消耗能量⼤，因此它是使原⼦之间连
接成分⼦的主要因素。分⼦或晶体中的原⼦决不是简单地、任意堆积在⼀起的，⽽是在原⼦间存在着相互作⽤。这种相互作⽤
不仅存在于直接相邻的原⼦之间，⽽且也存在于⾮直接相邻原⼦之间。化学键就是指相邻的两个或多个原⼦之间存在的主要和强烈的相互作⽤。
也可这样来理解，在分⼦内部存在着使各原⼦结合成⼀个⽐较稳定整体的⼀系列主要的结合⼒，⽽这些结合⼒⼜可形象化为连
接原⼦的“键”，这样的键就称为化学键。如⼄烷分⼦中，原⼦间的主要结合⼒可归结为六个C——H键和⼀个C——C键（图3-2）。
