1.2 共价键理论

1.2.1 离子键、共价键和配位键1.2.2 共价键的属性1.2.1 离子键、共价键、配位键1.2.3 价键理论和分子轨道理论1.2.4 共振论原子：由原子核和核外电子组成。

处于不同能层的电子有着不同的轨道: s、p、d、f、…原子轨道：原子内电子维绕核运动出现几率最大的空间区域。

不同轨道有不同的空间伸展方向。

1.2.1 离子键、共价键和配位键原子：由原子核和核外电子组成。

原子结构学说1.2.1 离子键、共价键和配位键yz P轨道：纺锤形对称分布p x -轨道p y -轨道p z -轨道s-轨道球形对称分布1.2.1 离子键、共价键和配位键xx zzxd x2-y2-轨道d z2-轨道d xy -轨道d xz -轨道d yz -轨道d轨道1、能量最低原则:电子会优先排布在能量最低的轨道上2、Pauli不相容原理:每个轨道上会排布两个自旋相反的电子原子轨道中电子的排布规律：1.2.1 离子键、共价键和配位键在简并轨道的情况下：3、Hund规则:简并轨道：轨道能级相同的轨道，如P X、Py、Pz轨道；优先在每个轨道排布一个自旋平行的电子；当简并轨道的每个轨道上都排布上一个电子后，多出的电子会与原有电子配对，在每个轨道上排布两个自旋相反的电子；原子轨道中电子的排布规律：1.2.1 离子键、共价键和配位键1.2.1 离子键、共价键和配位键八电子规则: 惰性气体稳定,其原子( 除了He )最外层具有8个电子。

1S 2当原子间相互作用形成分子时,倾向于使最外层电子满足惰性气体原子最外层的电子结构。

八隅体：原子（除去H）的最外层电子为8个电子1.2.1 离子键、共价键和配位键离子键：通过电荷转移而形成两种带相反电荷的离子，它们之间存在静电吸引力，这种力称为离子键。

离子键的表示：LiF , Li +F -; NaCl , Na +Cl -离子键特点：1)成键原子间电负性相差较大；2) 成键原子外层电子结构接近于八隅体（外层电子排布为8e）;3) 活泼金属与活泼非金属间常通过离子键作用形成分子;1.2.1 离子键、共价键和配位键CH 3COONa , CH 3COO -Na +共价键：通过成键原子间各提供一个电子而共用一对电子形成的化学键。

一、共价键理论1.1、价键理论价键的形成是原子轨道的重叠或电子配对的结果，如果两个原子都有未成键电子，并且自旋方向相反，就能配对形成共价键。

例如:碳原子可与四个氢原子形成四个C—H键而生成甲烷。

HH..*.C4HHH*HHC+**.*HH由一对电子形成的共价键叫做单键，用一条短直线表示，如果两个原子各用两个或三个未成键电子构成的共价键，则构成的共价键为双键或三键CCCC双键三键共价键形成的基本要点:(1)成键电子自旋方向必需相反;(2)共价键的饱和性;(3)共价键的方向性——成键时，两个电子的原子的轨道发生重叠，而P电子的原子轨道具有一定的空间取向，只有当它从某一方向互相接近时才能使原子轨道得到最大的重叠，生成的分子的能量得到最大程度的降低，才能形成稳定的反之。

重叠最大H稳定结合Cl(1)H重叠较小 + 不稳定结合Cl (2)H(1s)Cl(2p)H不能结合(3)ClS 和P电子原子轨道的三种重叠情况1.2、分子轨道理论分子轨道理论是1932年提出了来的，它是从分子的整体出发去研究分子中每一个电子的运动壮态，认为形成的化学键的电子是在整个分子中运动的。

通过薛定谔方程的解，可以求出描述分子中的电子运动状态的波函数ψ，ψ称为分子轨道，每一个分子轨道ψ有一个相应的能量E, E近似的表示在这个轨道上的电子的电离能。

基本观点:(1)当任何数目的原子轨道重叠时，就可形成同样数目的分子轨道。

例如:两个原子轨道可以线性的组合成两个分子轨道，其中一个比原来的原子轨道的能量低，叫成键轨道(由符号相同的两个原子轨道的波函数相加而成)，另一个是由符号不同的两个原子轨道的波函数相减而成，其能量比两个原子轨道的能量高，这中种分子轨道叫做反键轨道。

-=ψ(反键轨道)ψψ2ψA 2B能ψψ(原子轨道) AB量+=ψ1ψψ(成键轨道)1ψBA分子轨道能级图(2)和原子轨道一样，每一个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子，电子总是优先进入能量低的分子轨道，在依次进入能量较高的轨道。

什么是共价键理论
共价键理论是一种描述化学键的理论，主要内容如下：
1. 共价键的本质是电性的，共价键的结合力是两个原子核外共用电子对形成负电区域的吸引力，而不是正、负离子的之间的库伦作用力。

2. 如果A、B两个原子各有一个未成对的电子，若两个单电子所在轨道对称性一致则可以互相重叠，电子以自旋相反的方式成对，两原子形成共价单键，体系的能量降低。

3. 共用电子对也可由其中一个原子提供，称为共价配键。

4. 共价键具有方向性和饱和性。

方向性成因是原子轨道分布具有方向性，饱和性成因是原子价层的单电子数有限。

5. 共价键的特征可以用键能、键长、键角等几个物理量来描述，键角决定几何构型。

以上是共价键理论的主要内容，此理论主要解决H2分子成键实质的问题。

如需了解更多信息，建议查阅化学领域相关书籍文献或咨询化学领域专业人士。

2.共价键理论路易斯理论价键理论价层电子对互斥理论杂化轨道理论分子轨道理论§2. 共价键理论一.路易斯理论解释了X 二价键理论(Valence Bond Theory)电子构型的H < 0,::3) 共价键的键型成键的两个原子间的连线称为键轴. 按成键与键轴之间的关系, 共价键的键型主要为两种:a) 键键特点: 将成键轨道, 沿着键轴旋转任意角度, 图形及符号均保持不变. 即键轨道对键轴呈圆柱型对称, 或键轴是n 重轴.b) 键键特点: 成键轨道围绕键轴旋转180°时, 图形重合, 但符号相反. 如: 两个2Pz 沿z 轴方向重叠:YOZ 平面是成键轨道的节面, 通过键轴. 则键的对称性为:通过键轴的节面呈现反对称(图形相同, 符号相反). 为“肩并肩”重叠.N2分子中: 两个原子沿z轴成键时，Pz 与Pz “头碰头”形成键, 此时, Px和Px, Py和Py 以“肩并肩”重叠,形成键. 1个键, 2个键.4) 键参数化学键的形成情况, 完全可由量子力学的计算得出, 进行定量描述. 但通常用几个物理量加以描述, 这些物理量称为键参数.a) 键能AB(g) ——A(g) + B(g) H = E AB = D AB对于双原子分子，解离能D AB等于键能E AB，但对于多原子分子，则要注意解离能与键能的区别与联系，如NH3:三个D值不同, 而且: 另外, E可以表示键的强度, E大, 则键强. b) 键长分子中成键两原子之间的距离, 叫键长, 一般键长越小, 键越强.例如:另外, 相同的键, 在不同化合物中, 键长和键能不相等. 例如, CH3OH中和C2H6中均有C-H键, 而它们的键长和键能不同.c) 键角是分子中键与键之间的夹角(在多原子分子中才涉及键角).如, H2S 分子, H-S-H 的键角为92°, 决定了H2S 分子的构型为“V”字形;又如: CO2中, O-C-O的键角为180°, 则CO2分子为直线形.因而, 是决定分子几何构型的重要因素.。

第六讲共价键理论一、经典共价键理论− Lewis Structure（八电子规则）1916年，美国化学家路易斯（G.N.Lewis）提出：分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构。

这种稳定结构通过原子间共用一对或若干对电子来实现。

这种分子中原子间通过共用电子对结合而成的化学键称为共价键。

1．基本思想：当n s、n p原子轨道充满电子，成为八电子构型，该电子构型稳定，所以在共价分子中，每个原子都希望成为八电子构型（H原子为2电子构型）。

2．共价分子中成键数和孤电子对数的计算：计算步骤：a．令n o−共价分子中，所有原子形成八电子构型（H为2电子构型）所需要的电子总数b．令n v−共价分子中，所有原子的价电子数总和阴离子的价电子总数：各原子的价电子数之和加负电荷数阳离子的价电子总数：各原子的价电子数之和减正电荷数c．令n s−共价分子中，所有原子之间共用电子总数n s = n o - n v，n s/2 = (n o- n v) / 2 = 成键电子对数（成键数）3．Lewis 结构式的书写例如：N 5+，，，NN N NN NN N NN NN N NN NN N N NCH 2N 2（重氮甲烷） ，HCHNN HC HNN（有时，孤对电子省略不写。

）练习：下列各LewisA.N O OOB. NO OOD.N O OO当Lewis 4．Lewis 结构式稳定性的判据 −− 形式电荷Q F (1) Q F 的由来： 以CO 为例nn v = 4 + 6 =10 n l / 2 = (10 - 6) / 2 = 2O 原子上的一个价电子转移给 ，所以氧原子的Q F 为+1，碳原子的Q F 为-1。

- 孤电子数2 = -1 Q F(O) = 6 -3 - 2 = +1H N N NH N N 02H N N N 0(I)(II)(III)形式(I)、(III)中形式电荷小，相对稳定，而形式(II)中形式电荷高，而且相邻两原子之间的形式电荷为同号，相对不稳定，应舍去。

2、中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，三、杂化轨道理论1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。

(1)sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp3杂化轨道。

(2)sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。

四、配位键1、“电子对给予—接受键”被称为配位键。

一方提供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。

如：[Cu(H20)2＋]、NH4＋中存在配位键。

表示：A B电子对给予体电子对接受体条件：其中一个原子必须提供孤对电子。

另一原子必须能接受孤对电子轨道。

2、通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。

3、配合物的形成Cu2＋+2NH3·H2O=Cu（OH）2↓+2NH4＋Cu（OH）2+4 NH3·H2O=[Cu（NH3）4]2＋+2OH－+4H2O([Cu （NH3）4]2＋深蓝色)五、键的极性和分子的极性1、极性键：由不同原子形成的共价键。

吸电子能力较强一方呈正电性（δ+），另一个呈负电性(δ一)。

六、氢键及范德华力及其对物质的影响范德华力：分子之间存在着相互作用力。

范德华力很弱，约比化学键能小l一2数量级。

相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。

氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。

氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。

例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。