四、化学键理论与分子几何构型.

(2)方向性
①根据原子轨道最大重叠原理，形成共价键时，原 子间总是尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向成 键，原子轨道重叠越多，两核间电子概率密度越 大，形成的键越牢固。
②在形成共价键时，除s轨道能在任何方向最大重叠 外，其它p、d、f 轨道只能沿一定方向才能最大重 叠成键。所以，当一个 A原子与其它一个或几个 B 原子形成共价分子时，B原子在A原子周围的成键 方位是一定的，这就是共价键的方向性。
激发
2p
2s
（激发态）
杂 化
p （杂化态）
sp2
3个sp2杂化轨道
杂化轨道理论
+
σ 2 sp -p
F
F
σ 2 sp -p
+
- + - +
B
F
120° F
-
F +
B
+F
-
平面三角形
图9-8 sp2杂化轨道的空间取向和BF3分子构型
sp2杂化
BF3分子形成时中心B原子的轨道杂化情况 和分子的空间构型。
对于同核双原子分子和多原子分子，如 H2 ， O2，P4，S8等，由于成键原子的电负性相同， 共用电子对不发生偏移，核间的电子云密集区 域在两核的中间位置，两原子核正电荷所形成 的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好 重合，这种键叫非极性共价键。
极性共价键
NH3 等，成键原子的电负性不同，共用电子对 发生偏移，核间的电子云密集区域偏向电负性 较大的原子一端，使之带部分负电荷，电负性 较小的原子一端则带部分正电荷，键的正负电 荷重心不重合，这种键叫极性共价键。
BF3分子的空间构型
(3) sp3杂化: 杂化轨道间夹角109.5 º ，正四面体结构。

➢ 不能解释最外层少于8个或多于8个的稳定结构，例如
[SiF6]2-、PCl5、BF3中的中心原子价层电子数分别为12， 10 和 12 (超价化合物)。
➢ 不能解释某些分子的一些性质。 例如O2 的顺磁性性。
•• ••
O O • •
•
•
•••
OO •
•
•
•
•••
O O • • • • •
• ••• •
2. 设共价分子中，所有原子的价电子数总和为nv（如果是离子，则相 应加上或减去相应的电荷）；
3. 设ns为共价分子中所有原子之间共享的电子总数（成键电子数）， ns = no - nv ， ns /2 = (no - nv )/2 = 成键的数目；
4. 令 nl 为 共 价 分 子 中 存 在 的 孤 电 子 数 （ 未 成 对 电 子 数 ） nl = nv - ns ， nl /2 = (nv - ns)/2 = 孤电子对数；
化学键与分子结构
2020/12/6
1
固体材料的结构类型？ 分子怎样结合成为固体物质？ 分子的形状？ 原子怎样结合成为分子？
原子结构 原子轨道 核外电子排布
离子键 共价键 金属键
分子间作用力 晶体结构 无定型结构
价电子对互斥
原子
分子
宏观物质
化学键（Chemical bond）
化学键 分子内部原子之间地强烈的吸引作用。 离子键（ionic bond）：离子化合物正负离子间强 烈的吸引作用。 共价键（covalent bond）：原子之间靠共用电子对 而产生的吸引作用。 金属键（Metallic bond）：金属原子或离子与自由 电子之间的强烈的吸引作用。
3
已明确的化学键类型

4.3 等性杂化和不等性杂化
等性杂化：参与杂化的原子轨道都为具有不成 对电子的轨道。
sp3杂化轨道中，每个sp3杂化轨道都是等 同的，都含有1/4的s和3/4的p轨道的成分。
不等性杂化：参与杂化的原子轨道不仅包含不 成对电子的轨道，也包含成对电子的轨道。
NH3，H2O
4.4 杂化轨道理论的应用
杂化轨道理论可以解释分子的空间构型， 但是一个分子究竟采取哪种类型的杂化轨道， 多数情况下难以预言。
ClO3- 离子，Cl原子的杂化类型？ PCl6-离子，P原子的杂化类型？
1940年西奇威克(N. V. Sidgwick) 和鲍威 尔(H. W. Powell) 提出了价层电子对互斥理论 (VSEPR)。
sp3杂化：CH4分子的形成 1个ns轨道与3个np轨道组合产生4个sp3杂
化轨道，每个sp3轨道含1/4 s，3/4 p轨道成分。
激发 2p 2s
杂化
成键 + 4H sp3 杂化轨道
2p 2s
CH4分子
4个sp3轨道间的夹角为109.5
注意点：
1. 原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程 中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化。
根据斥力规则确定孤对电子的位置，分 子的空间构型为成键电子对的空间构型。
由于孤对电子只受一个原子的吸引，电 子云偏向中心原子，对其它价电子有更强的 排斥作用，而使键角和分子构型有所改变。
例： CH4 NH3 H2O
C N:
(2s22p3) O (2s22p4)
::
例题：试用VSEPR理论推断下列离子的几何构型： I3-、ICl2+、TlI43-、CO32-、ClO3-、SiF5-、PCl6-
C2H4(sp2杂化）

23
晶体 ( Crystal)
金刚石结构和实物晶体
24
经过加工的宝石
25
石英
26
干冰
27
晶体的基本知识
(1) 晶体的特征
A 晶体有规则的几何外形;
B 晶体具有固定的熔点 C 各向异性 如石墨的导电率、导热率在层的方向上比垂直方向上 大的多，晶体的这种性质称各向异性
28
(2) 晶体的结构 A 晶体的空间排列——晶格 晶体内部粒子规则排列所形成的格子 B 晶体的最小单位——晶胞 晶体中最小的重复单元
π 电子参与形成配位键的配合物
47
C60-配合物
48
10.3 配合物的命名
配合物的命名遵循无机化合物的一般命名原则，阴离子 （配阴离子）在前，阳离子（配阳离子）在后
无机化合物 分子式 H 2S O 4 NaOH 名称 硫酸 氢氧化钠 分子式 H 2[ P t C l 6] [ C u ( N H 3) 4] ( O H ) 2 [ A g ( N H 3) 2] B r KBr 溴化钾 [ C r ( N H 3) 4( H 2O ) 2] C l 3 K 2[ H g I 4] K [ C o ( N O 2) 4( N H 3) 2] K 2S O 4 硫酸钾 [ C u ( N H 3) 4] S O 4 [ C o ( N H 3 ) 2( e n ) 2] ( N O 3) 3 [ P t ( p y ) 4] [ P t C l 4] 配位化合物 名称 六 氯 合 铂 (IV)酸 氢 氧 化 四 氨 合 铜 (II) 溴 化 二 氨 合 银 (I) 氯 化 四 氨 · 二 水 合 铬 (III) 四 碘 合 汞 (II)酸 钾 四 硝 基 · 二 氨 合 钴 (III)酸 钾 硫 酸 四 氨 合 铜 (II) 硝 酸 二 氨 · 二 （ 乙 二 胺 ） 合 钴 ( I II) 四 氯 合 铂 (II)酸 四 吡 啶 合 铂 (II)

③ 9～17电子构型：ns2np6nd1-9。如Mn2+、Fe2+、 Fe3+、Co2+、Ni2+等d区元素的离子。(这些离子相应 的原子结构为：ns2np6nd1-10(n+1)s1-2，失去最外层的 s电子及部分次外层nd电子成离子） ④ 18电子型：ns2np6nd10。如Cu+、Ag+、Zn2+、 Cd2+、Hg2+等ds区元素的离子及Sn4+、Pb4+等p区高 氧化态金属正离子。 ⑤（18+2）电子型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2。如Sn2+、 Pb2+、Sb3+、Bi3+等p区低氧化态金属正离子。
(4) 共价键的类型 根据原子轨道重叠方式的不同， 共价键可分为σ键和π键两种 主要类型。
① σ键：成键的两个原子轨道 沿键轴方向，以“头碰头”的 方式发生重叠，其重叠部分集 中在键轴周围，对键轴呈圆柱 形对称性分布，即沿键轴旋转 任何角度，形状和符号都不会 改变。这种共价键键称为σ键。
2．离子键的特征 (1) 无方向性 由于离子电荷的分布可看作是球形对称的，在各个 方向上的静电效应是等同的。 (2) 无饱和性 同一个离子可以和不同数目的异性电荷离子结合， 只要离子周围的空间允许，每一离子尽可能多地吸 引异号电荷离子，因此，离子键无饱和性。但不应 误解为一种离子周围所配位的异性电荷离子的数目 是任意的。恰恰相反，晶体中每种离子都有一定的 配位数，它主要取决于相互作用的离子的相对大小， 并使得异性离子间的吸引力应大于同性离子间的排 斥力。
二、共价键 1．共价键理论的发展历史
或用短线“-”表示共用电子对：
H—H Cl—Cl H—Cl N≡N

形成的共价键数 未成对电子数
化学键与分子结构
哪些电子云重叠方式有利于共价键的形成？
以最简单的s电子和p电子为例分析:
s－s
头碰头
s－p
化学键与分子结构
头碰头
p－p
头碰头
化学键与分子结构
肩并肩
s－s s－p p－p
p－p
“头碰头”σ键
“肩并肩” π键
化学键与分子结构
共价键的特征
1、具有饱和性
2、具有方向性 共价键的方向性是指一个原子与周围原子形成 共价键有一定的角度。共价键具有方向性的原 因是因为原子轨道(p、d、f)有一定的方向性， 它和相邻原子的轨道重叠成键要满足最大重叠 条件。
化学键与分子结构
σ键的特点是重叠的电子在两核连线上，受原子核束 缚力较大，重叠程度也大，比较牢固，σ键绕轴旋转 时，电子云重叠程度不受影响。
π键的特点是重叠的电子云分布在两核连线的两方， 受原子核束缚力小，电子云重叠程要比σ键小得多， 所以π键不如σ键牢固。π键绕键轴(两轴连线)旋转后 会发生破裂。
化学键与分子结构
复杂分子的路易斯结构式确定：
计算可用价电子的数目。在分子中为每一个原 子贡献的价电子相加，对于负离子要加上离子 的电荷数，对于正离子要减去离子的电荷数。 以NH4+和NO3-为例：
画出分子或离子的结构草图，用单键把原子连 接起来，使每个原子的电子总数为8(含成键电 子对和非成键电子对)。如原子的排列有几种可 能，则用化学或物理方法确定哪一种可能的结 构是正确的，它一般遵循下列规律：
化学键与分子结构
化学键与分子结构
一、路易斯结构与共振论
科塞尔(Kossel)——离子键理论 `1916年
路易斯(G.N. Lewis)——共价键理论

分子结构和化学键分子结构和化学键是化学中两个重要的概念。

分子结构描述了分子中原子的相对位置和连接方式，而化学键则是连接原子的力。

一、分子结构分子结构是描述分子中原子相对位置和连接方式的方式。

目前最常用的描述方法是路易斯结构和空间结构。

1. 路易斯结构路易斯结构由美国化学家吉尔伯特·路易斯提出，采用简单的点和线表示原子和电子。

在路易斯结构中，原子通过化学键连接，而电子以点的形式表示，用于补充原子的电子。

例如，氨分子（NH3）的路易斯结构中，一个氮原子和三个氢原子通过共价键连接在一起，氮原子周围有一个孤对电子。

2. 空间结构空间结构是描述分子三维形状的方法。

根据VSEPR理论（分子形状理论），分子的最稳定状态是使电子对排斥最小的状态。

根据电子对的排列情况，分子的形状可以分为线性、角形、平面三角形、四面体等多种形式。

二、化学键化学键是连接原子的力，可以分为离子键、共价键和金属键等不同类型。

1. 离子键离子键是由离子之间的电荷吸引力形成的。

当一个原子失去一个或多个电子时，形成正离子；当一个原子获得一个或多个电子时，形成负离子。

正离子和负离子之间发生静电作用，形成离子键。

例如，氯化钠（NaCl）中，钠离子失去一个电子形成正离子（Na+），氯原子获得一个电子形成负离子（Cl-），通过电荷吸引力形成离子键。

2. 共价键共价键是由共享电子形成的。

在共价键中，原子通过共享电子对相互连接。

共有单电子对形成单键，共享两对电子形成双键，共享三对电子形成三键。

例如，氢气（H2）中，两个氢原子通过共享一个电子对形成一个共价键。

3. 金属键金属键是金属原子之间的电子云形成的强力。

金属结构中，金属原子失去价层的一个或多个电子，形成阳离子，而这些电子形成了电子云，使金属原子之间产生强烈的吸引力。

金属键是金属物质特有的键。

总结：分子结构和化学键是化学中重要的概念。

分子结构描述了分子中原子的相对位置和连接方式，常用路易斯结构和空间结构表示。

中学化学竞赛总训练四、化学键理论与分子几何构型1．NO的生物活性已引起科学家高度重视，它与O2－反应，生成A。

在生理pH条件下，A的t1/2= 1～2秒。

⑴写出A的可能的Lewis结构式，标出形式电荷。

推断它们的稳定性。

⑵A与水中的CO2快速一对一地结合，试写出此物种可能的路易斯结构式，表示出形式电荷，推断其稳定性。

⑶含Cu+的酶可把NO2－转化为NO，写出此反应方程式。

⑷在固定器皿中，把NO压缩到100atm，发觉气体压强快速降至略小于原压强的2/3，写出反应方程式，并说明为什么最终的气体总压略小于原压的2/3。

2．试画出N5+离子的Lewis全部可能结构式，标出形式电荷，探讨各自稳定性，写出各氮原子之间的键级。

你认为N5+的性质如何？它应在什么溶剂中制得。

3．在地球的电离层中，可能存在下列离子：ArCl+、OF+、NO+、PS+、SCl+。

请你预料哪一种离子最稳定？哪一种离子最不稳定？说明理由。

4．硼与氮形成类似苯的化合物，俗称无机苯。

它是无色液体，具有芳香性。

⑴写出其分子式，画出其结构式并标出形式电荷。

⑵写出无机苯与HCl发生加成反应的方程式⑶无机苯的三甲基取代物遇水会发生水解反应，试推断各种取代物的水解方程式，并以此推断取代物可能的结构式。

⑷硼氮化合物可形成二元固体聚合物，指出这种聚合物的可能结构，并说明是否具有导电性。

⑸画出Ca2(B5O9)Cl·2H2O中聚硼阴离子单元的结构示意图，指明阴离子单元的电荷与硼的哪种结构式有关。

5．用VSEPR理论推断下列物种的中心原子实行何种杂化类型，指出可能的几何构型。

(1)IF3(2)ClO3－(3)AsCl3(CF3)2(4)SnCl2(5)TeCl4(6)GaF63－170℃ 6．试从结构及化学键角度回答下列问题：一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸等分子(1)画出各分子的立体构型，并标明各原子间成键状况（σ、π、Πmn ） (2)估计分子中碳—氧键的键长改变规律7．近期报导了用二聚三甲基铝[Al(CH 3)3]2 (A)和2, 6 —二异丙基苯胺(B)为原料，通过两步反应，得到一种环铝氮烷的衍生物(D)： 第一步：A + 2B === C + 2CH 4其次步：□C □D + □CH 4 （□中填入适当系数）请回答下列问题：(1)分别写出两步反应配平的化学方程式（A 、B 、C 、D 要用结构简式表示 (2)写出D 的结构式(3)设在第一步反应中，A 与过量B 完全反应，产物中的甲烷又全部挥发，对反应后的混合物进行元素分析，得到其质量分数如下：C (碳)：73.71%，N (氮)：6.34% 试求混合物中B 和C 的质量分数（%）（已知相对原子量：Al ：26.98、C ：12.01、N ：14.01、H ：1.01）8．四氨合铜(II)离子在微酸性条件下，与二氧化硫反应生成一种沉淀物(A)，该沉淀物中Cu:N:S （原子个数比）=1:1:1，结构分析证明：存在一种正四面体和一种三角锥型的分子或离子，呈逆磁性。

四、化学键理论与分子几何构型1. (1)，(I)的稳定性大于(Ⅱ)。

(2)C OOO N O C OO O N O O (I)O C OO N OOCOO ONOO(II)O N O O CO OO NOOC O O (III)ONOOC ON OOCO O(IV)第(III)式最稳定。

(3) Cu + + NO 2–+ 2H + Cu 2+ + NO + H 2O(4) 若压强降到原来的2/3，则说明3 mol NO 变成2 mol 气态物质：3NO NO 2 + N 2O ，又由于2NO 2N 2O 4，所以最后的气体总压还要略小于原压的2/3。

2. N NN N NNNN N(IV)(V)(II)、(V)不稳定，舍去，(I)比(III)、(IV)稳定。

N (a)N (b)N (c)N (d)N (e) N (a)—N (b)的键级为5/2~3,N (b)—N (c)的键级为1～3/2,N (c)—N (d)的键级为1～3/2，N (d)—N (e)的键级为5/2～3。

N 5+有极强的氧化性。

应在液态HF 中制备N 5+。

3. ArCl + OF + NO + PS + SCl + 键级： 1 2 3 3 2ArCl +键级最小，最不稳定；虽然NO +与PS +的键级都是3，但NO +是2p —2p 轨道重叠的π键，而PS +是3p —3p 轨道重叠的π键。

前者重叠程度大，E π大，所以NO +比PS +稳定，即NO +离子最稳定。

4. (1)B 3N 3H 6N H H H H H N B N B B H H H H H H NB B H N BNO N O O O N O O (I)(II)N N N N N N N N N N (I)(II)N N N N N(III)(2) HH HH H H Cl HH H ClClB 3N 3H 6 3HCl N N N B BB(3) 无机苯的三甲基取代物有：B N B N B N HHHCH 3H 3CCH 3B NB N B N CH 3CH 3H 3CH HHB B N B N CH 3HHHCH 3CH 3(I)(Ⅱ)(III)B N B N B N CH 3HCH 3HCH 3H B N B N B N CH 3H H CH 3HH 3CB NB N B N CH 3H 3CH 3HH(IV) (V) (Ⅵ)实际上只有四种类型，因为II 、IV ；IV 、VI 属于同类型中的几何异构体。

分子间力的产生
分子 非极性分子-非极性分子 非极性分子-极性分子 分子间力种类 色散力 色散力、诱导力 色散力、诱导力、取 向力
极性分子-极性分子
分子间力的特点
是一种电性作用力,存在于分子之间。 作用距离短,作用范围仅为几百皮米(pm)。 作用能小，一般为几到几十千焦每摩尔。 比键能小 1~2个数量级。 无饱和性和方向性。 对大多数分子来说，以色散力为主(除极 性很大且存在氢键的分子，如H2O外)
电 2.1-2.1=0 H H 负 性 ¨ 2.5-2.1=0.4 H ·I: 差 ¨ 值 ¨ Br: 越 2.8-2.1=0.7 H · ¨ 大 ， 键 的 极 性 越 强
△χ
非极性键
¨ Cl: 3.0-2.1=0.9 H · ¨ ¨ F: 4.0-2.1=1.9 H · ¨ F: 4.0-0.9=3.1 Na ¨ · ¨
取向力：
固有偶极之间的作用力叫取向力。 发生于极性分子与极性分子之间
+
_
+
_
诱导力：
非极性分子在极性分子固有偶极作用下，发生 变形，产生诱导偶极，诱导偶极与固有偶极之 间的作用力称为诱导力。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。
_ +
色散力：
色散力——分子间由于瞬时偶极所产生 的作用力。存在于非极性分子与非极性 分子之间；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。
离子键：这种原子间发生电子转移，
形成正、负离子，然后正、负离子间 由静电引力形成的化学键称为离子键
离子化合物：由离子键形成的化合物
。例如:NaCl，KCl， CaF2
6.1.2 离子键的特点
本质：阳、阴离子之间的静电引力 存在：离子晶体和少量气态分子中

r = r0 ，V 有极小值，此时体系最稳定，表明形成离子键。
r < r0 ，当 r 减小时，V 急剧上升。因为 Na+ 和 Cl－ 彼此再接近时，电子云之间的斥力急剧增加，导致势能骤然上升。
因此，离子相互吸引，保持一定距离时，体系最稳定。这就意味着形成了离子键。 r0和键长有关，而V和键能有关。
σ键 π键
原子轨道重叠方式 头碰头 肩并肩
能单独存在 不能单独存在
沿轴转180O 符号不变 符号变
牢固程度 牢固 差
含共价双键和叁键的化合物重键容易打开，参与反应。
② 非极性共价键和极性共价键
根据共价键的极性分（电子云在两核中的分布），由同种原子组成的共价键为非极性共价键。
例： H2 ，O2 ，N2等
3、 SP3杂化和分子的几何构型 例：CH4
如CH4 ，SiH4 ，SiCl4 ，CCl4等也是SP3杂化
不等性杂化：
(1) 有孤对电子参加的不等性杂化
①H2O分子的几何构型
孤对电子不成键，能量较低，对成键电子云排斥更大，使两个O-H键角压缩成104.5O，（而正四面体型为109.5O） （两孤对电子之间夹角＞109.5O）
a: 在正规的共价键中，氢与卤素每个原子各提供一个共用电子（CH4 CCl4）
b: 在形成共价键时，作为配体的氧原子可认为不提供电子（PO43- AsO43-中氧原子不提供共用电子）
c: 当氧族元素原子作为分子的中心原子时，则可以认为他们提供所有的6个价电子（SO2），而卤族元素原子作为分子的中心原子时候将提供所有7个价电子（ClF3）
键能：共价键的强度
键长、键角：以共价键形成的分子的空间构型（几何构型）

在键轴的两侧并对称于与键轴垂直的平面，这样形成的键称为π键，形成π键的 电子称为π电子。
zz
x
yy π pz-pz
通常π键形成时原子轨道重叠程度小于σ键，故π键没有σ键稳定。
当两原子间形成双键或叁键时，既有σ键又有π键。 例如N2分子：N原子的价层电子构型是2s22p3
小结： 1、σ键的形成及特点 2、π键的形成及特点
（1）键长（l） •键长（l）——分子内成键两原子核间的
平衡距离（即核间距）。单位为pm（皮米）。
键长（l）可用X射线衍射方法精确地测定。 例如：H—H键长0.74×10–10 m， C—C键长1.54×10–10 m 一般来说，两个原子之间所形成的键越短，键就越牢固，不易断裂。
• （2）键能（E）
键
432
C—H
347
C—N
611
C—O
837
159
C—Cl
142
N—H
158
O—H
244
S—H
192
150
S—S
键长l/pm
109 147 143 121 177 101 96 136
110
205
键能 E/kJmol–1
414 305 360 736 326 389 464 368
946
264
非金属元素的单质分子都是以共价键结合成的。如氯分
2、离子键的特征
活泼金属（如钾、钠、钙、镁等）与活泼非金属（如氯、溴、 氧、硫等）化合时，都能形成离子键。例如，氧化镁、溴化钾等 都由离子键所形成。
• 离子键的特
• （1）离子键的本质是静电作用 • （2）离子键没有方向性（电荷球形对称分布） • （3）离子键没有饱和性（空间许可）

分子与分子键：分子结构和化学键的类型分子是由两个或多个原子通过化学键连接而成的，它们以一定的方式排列在一起，形成了不同种类的分子结构。

分子结构的形成与分子间的化学键类型有着密切的关系。

本文将从分子结构和化学键的类型两个方面来介绍分子与分子键的关系。

一、分子结构分子结构描述了分子中各个原子的排列方式和相互之间的关系。

根据分子中原子之间的连接方式，可以将分子结构分为线性结构、分支结构和环状结构。

1. 线性结构线性结构的分子由一条直线上的原子构成，原子间通过共价或离子键相连接。

例如，氢气（H2）的分子结构就是线性的，两个氢原子通过共价键连接在一起。

2. 分支结构分支结构的分子由一个或多个支链与主链相连而成。

支链与主链的连接点被称为侧基。

例如，异丙醇（C3H8O）的分子就是分支结构，它由三个碳原子和一个氧原子构成，其中一个碳原子上连接着一个甲基。

3. 环状结构环状结构的分子由一个或多个原子形成一个环状结构。

例如，蔗糖（C12H22O11）的分子就是环状结构，它由12个碳原子、22个氢原子和11个氧原子构成一个环。

二、化学键的类型化学键是用来连接原子的强力化学键。

根据原子间的电荷差异、共享电子对数目和电子云重叠程度，可以将化学键分为共价键、离子键和金属键。

1. 共价键共价键是由两个原子之间共享电子对而形成的。

它主要存在于非金属元素之间，在分子中连接了原子之间的化学键。

共价键可以进一步分为单键、双键和三键，取决于原子间共享的电子对数目。

例如，氨气（NH3）中氮原子与三个氢原子之间通过共价单键连接。

2. 离子键离子键是由正负电荷相互吸引而形成的键。

它主要存在于金属元素和非金属元素之间，形成了离子晶体的结构。

离子键是通过转移电子形成的，阳离子和阴离子之间通过吸引力相互连接。

例如，氯化钠（NaCl）的晶体结构由钠阳离子和氯阴离子通过离子键连接。

3. 金属键金属键是存在于金属元素之间的键。

它的形成是由于金属元素中的自由电子形成了电子海，多个金属原子通过共享这些自由电子而连接在一起。

例如：BF3 中心原子B外层电子数为6 ； PCl5 中心原子P外层电子数为10 ； SF6 中心原子S外层电子数为12
6
一、氢分子的形成
1927年德国化学家海特勒(Heitler) 和伦敦 (London) 用量子力学研究氢分子的形成，解释了 共价键的本质。
海特勒 1904 ~ 1981
7
两个氢原子接近时的能量变化曲线
18
三、共价键的类型
小结： 单键都是σ键； 双键中，有一个σ键和一个π键； 三键中，有一个σ键和两个π键 。
19
三、共价键的类型
例如：N2分子结构式可用N≡N表示。
N: 1s22s22px12py12pz1 N: 1s22s22px12py12pz1
N2 分子中有1个σ键和2个π键
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三、共价键的类型
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二、现代价键理论的要点
HCl分子形成时，图(a) 为最大重叠
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三、共价键的类型
(一) σ键和π键 由于成键原子轨道的重叠方式不同，形成 了两种不同形式的共价键。 1. σ键
原子轨道沿键轴(成键核间连线)方向以“头碰头” 方式进行重叠，重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分 布，形成σ键。 如s-s、s-px 和px-px 轨道重叠。
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四、键 参 数
2. 对于多原子分子，键能和解离能不同。 例如，H2O分子中有两个等价的O-H键， H2O(g) →OH(g) +H(g) DH-OH =502kJ· mol-1 OH (g) →O(g)+H(g) DH-O =423.7kJ· mol-1 EH-O = 463kJ· mol-1
一、氢分子的形成
两个氢原子的电子自旋相反，轨道才能重叠 成键，称为氢分子的基态。 电子自旋方向相同时，轨道重叠部分的波函数 ψ相减，互相抵消，核间电子概率密度几乎为零， 增大了两核间的斥力，系统能量升高，处于不稳 态，称为氢分子的排斥态。

170℃四、化学键理论与分子几何构型1. NO 的生物活性已引起科学家高度重视，它与O 2－反应，生成A 。

在生理pH 条件下，A 的t 1/2= 1～2秒。

(1) 写出A 的可能的Lewis 结构式，标出形式电荷。

判断它们的稳定性。

(2) A 与水中的CO 2迅速一对一地结合，试写出此物种可能的路易斯结构式，表示出形式电荷，判断其稳定性。

(3) 含Cu +的酶可把NO 2－转化为NO ，写出此反应方程式。

(4) 在固定器皿中，把NO 压缩到100atm ，发现气体压强迅速降至略小于原压强的2/3，写出反应方程式，并解释为什么最后的气体总压略小于原压的2/3。

2. 试画出N 5+离子的Lewis 所有可能结构式，标出形式电荷，讨论各自稳定性，写出各氮原子之间的键级。

你认为N 5+的性质如何？它应在什么溶剂中制得。

3. 在地球的电离层中，可能存在下列离子：ArCl +、OF +、NO +、PS +、SCl +。

请你预测哪一种离子最稳定？哪一种离子最不稳定？说明理由。

4. 硼与氮形成类似苯的化合物，俗称无机苯。

它是无色液体，具有芳香性。

(1) 写出其分子式，画出其结构式并标出形式电荷。

(2) 写出无机苯与HCl 发生加成反应的方程式(3) 无机苯的三甲基取代物遇水会发生水解反应，试判断各种取代物的水解方程式，并以此判断取代物可能的结构式。

(4) 硼氮化合物可形成二元固体聚合物，指出这种聚合物的可能结构，并说明是否具有导电性。

(5) 画出Ca 2(B 5O 9)Cl·2H 2O 中聚硼阴离子单元的结构示意图，指明阴离子单元的电荷与硼的哪种结构式有关。

5. 用VSEPR 理论判断下列物种的中心原子采取何种杂化类型，指出可能的几何构型。

(1)IF 3 (2)ClO 3－(3)AsCl 3(CF 3)2 (4)SnCl 2 (5)TeCl 4 (6)GaF 63－6. 试从结构及化学键角度回答下列问题：一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸等分子(1) 画出各分子的立体构型，并标明各原子间成键情况（σ、π、Πmn ） (2) 估计分子中碳—氧键的键长变化规律7. 近期报导了用二聚三甲基铝[Al(CH 3)3]2 (A)和2, 6 —二异丙基苯胺(B)为原料，通过两步反应，得到一种环铝氮烷的衍生物(D)： 第一步：A + 2B === C + 2CH 4第二步：□C □D + □CH 4 （□中填入适当系数）请回答下列问题： (1) 分别写出两步反应配平的化学方程式（A 、B 、C 、D 要用结构简式表示 (2) 写出D 的结构式(3) 设在第一步反应中，A 与过量B 完全反应，产物中的甲烷又全部挥发，对反应后的混合物进行元素分析，得到其质量分数如下：C (碳)：73.71% ，N (氮)：6.34%试求混合物中B和C的质量分数（%）（已知相对原子量：Al：26.98、C：12.01、N：14.01、H：1.01）8．四氨合铜(II)离子在微酸性条件下，与二氧化硫反应生成一种沉淀物(A)，该沉淀物中Cu:N:S（原子个数比）=1:1:1，结构分析证实：存在一种正四面体和一种三角锥型的分子或离子，呈逆磁性。

2s
2s
sp sp杂化
Be采用sp杂化 生成BeCl2
两个sp杂化轨道
sp2杂化 B： 2s22p1
2p
2s
BF3的空间构型 为平面三角形
F
B
F
F
2s
2p 激发 2s 2p
sp2 sp2杂化
BF3的形成
三个sp2杂化轨道
sp3杂化 C：2s22p2
2p
2s
CH4的空间构 型为正四面体
2s
n —— 未成对电子数 顺磁性：被磁场吸引 µ> 0 , n > 0
如：O2，NO，NO2等 反磁性：被磁场排斥 µ= 0 , n =0 (大多数物质) 铁磁性：被磁场强烈吸引。如：Fe,Co,Ni
根据 n(n 2) 可用未成对电子 数目n估算磁矩µ 。
n 01 2 3 4 5
µ/B.M. 0 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92 实例： [Ti(H2O)6]3+ Ti3+： 3d1 µ=1.73 n=1 K3[Mn(CN)6] Mn3+： 3d4 µ=3.18 n=2
432
366
298
159
243
193
151
共价键
H－H C－C C－－C C－－－C N－N N－－－N C－H O－H
键长 l/pm
74 154 134 120 145 110 109 96
键
能
E/(kJ·mol-1)
436
346
602
835
159
946
414
464
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、双键及叁键的键长 依次缩短，键能依次增大，但与单键 并非两倍、叁倍的关系。

分子的构造与化学键的角度理论分子的构造和化学键的角度理论是化学中关于分子结构的重要理论之一。

通过研究分子的构造和分子中各个原子之间的联系，人们可以更好地理解分子的行为和性质。

本文将就分子的构造以及化学键的角度理论展开论述。

一、分子的构造分子的构造是指分子中原子排列的方式和原子之间的相互作用。

理解分子的构造有助于解释分子的性质和反应行为。

从分子结构的角度考虑，分子可以分为线性分子、非线性分子和平面分子。

1. 线性分子线性分子是指分子中原子按照直线排列的分子。

典型的例子是二氧化碳（CO2）分子，其中碳原子与两个氧原子连接，形成线性分子结构。

线性分子通常具有较高的极性，易于形成离子化合物。

2. 非线性分子非线性分子是指分子中原子按照曲线或不规则的方式排列的分子。

典型的例子是水（H2O）分子，其中两个氢原子连接到一个氧原子上，形成非线性分子结构。

非线性分子通常具有较低的极性，易于形成共价化合物。

3. 平面分子平面分子是指分子中原子按照平面的方式排列的分子。

典型的例子是苯（C6H6）分子，其中六个碳原子连接成一个环状结构，形成平面分子结构。

平面分子通常具有较高的共轭性，易于发生共轭反应。

二、化学键的角度理论化学键的角度理论是指在分子中，原子之间化学键的形成和稳定存在所涉及的几何角度关系。

通过对化学键的角度进行研究，人们可以推测出分子的形状和立体构型。

1. 线性分子的键角对于线性分子而言，化学键之间的角度理论上为180度。

这是由于线性分子结构中原子排列在一条直线上，两个化学键形成直角。

例如，氧气（O2）分子中的氧原子与氧原子之间的键角为180度。

2. 非线性分子的键角对于非线性分子而言，化学键之间的角度理论上会略有偏离180度。

这是由于原子间的库仑斥力和键角张力的存在。

例如，水分子中的氧原子和两个氢原子之间的键角为104.5度。

3. 平面分子的键角对于平面分子而言，化学键之间的角度理论上为120度或109.5度，取决于分子的具体结构。