2分子结构

以H2O为例： 价键理论：两个2p轨道分别与两个氢原子形成两 个 P-S σ 键 键角为 90º
杂化理论：O原子的2s和2p采取sp3杂化，O原子最外层 有6个电子，四个杂化轨道中有两个被两对孤电子对占据， 其余两个轨道被两个单电子占据，与两个H形成两个sp3s共价键。
杂化
O氧子基态
sp3杂化态
H2O分子
原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心 原子上有1对孤对电子(处于分子平面上)，分子立体结构为V 型(或角型、折线型)，有一套符号为34的p-p大键。
（4）SO42–、PO43–等离子具有AX4的通式,总价电子数 32，中心原子有4个-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立 体结构；
(4) 各种杂化轨道的“形状”均为葫芦形，由分 布在原子核两侧的大小叶瓣组成，轨道的伸 展方向是指大叶瓣的伸展方向，为简明起见 往往不给出小叶瓣。 (5) 杂化轨道的数目等于参与杂化的轨道的总数 (6) 杂化轨道可分为等性杂化轨道与不等性杂化 轨道两种。
(7) 杂化轨道成键时，要满足化学键间最小 排斥原理，键角越大，排斥力越小。杂化 轨道类型不同，成键时键角不同，分子的 空间结构也不同。
sp2杂化轨道示意图
F B F
F
BF3分子的结构示意图
3.sp杂化
激发 sp杂化
重叠
形成2个(sp-s) σ 键
BeCl2分子形成过程
进行sp杂化时，每个杂化轨道由 ½ S 轨道和 ½ P 轨道组合 而成，两个杂化轨道之间的夹角为180°。因此由sp杂化轨 道构成的分子具有直线形的构型。
sp杂化轨道示意图
第二章
分子结构
• 本章内容： 1.几种共价键理论：价键理论（杂化轨道理 论）、价层电子对互斥理论、分子轨道理论 ——重点和难点 2.路易斯结构式、键、键、大键、等电 子体 3.分子间作用力

• n=
2
2021/4/9
2
等电子原理
• 1、定义：具有相同价电子数（指全部电子总数 或价电子总数）和相同原子数的分子或离子具有 相同的结构特征。
• 2、利用等电子原理可以判断一些简单分子或离 子的构型，在制造新材料等方面也有重要应用。
• 3、常见的等电子体:①SiCl4 SiO44- SO42② CO2 N2O BeCl2
2021/4/9
3
极性分子和非极性分子
• 正电荷重心和负电荷重心是否重合 • 双原子分子的极性取决于键的极性 • 多原子分子的极性取决于分子的空间构型
◆空间构型对称的是： ⒈AB2型分子：直线型 （CO2 CS2 BeCl2） ⒉AB3型分子：平面正三角形（BF3 SO3） ⒊AB4型分子：正四面体结构（CCl4 CH4 SiCl4） ⒋其他的对称结构：苯分子、乙烯、白磷等
2021/4/9
BeCl2 C2H2 直线型 180°
BF3 NO3平面正三角型 120°
CCl4 CH4 SiCl4 正四面体 109°28′
1
确定分子构型的简易方法
• 1、ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子） n是价电子对数（成键电子对和孤电子对）
• 2、公式
中心原子的价电子4/9
5
感谢您的阅读收藏，谢谢！
2021/4/9
6
2021/4/9
4
◆空间结构不对称的是： ⒈AB2型分子：V形或角形（H2O H2S SO2） ⒉AB3型分子：三角锥形（NH3 PCl3 PH3） ⒊AB4型分子：不对称的四面体（CH3Cl CH2Cl2） ⒋注意：H2O2 CH2Cl2 等并不是对称结构。
对于ABm型分子中心原子的化合价的绝对值等 于它的族序数，那么它是非极性分子。

L=υ2,υ2-2, …，1
(3-3)
2. 学习内容
表3-1中给出了由量子力学方法, 计算出与CO2分子激光跃迁有 关的能级及自发辐射寿命。
2. 学习内容
根据分子光谱理论，由于分子转动的存在，振动能级发生 分裂，分子振动能级间的跃迁，产生带状光谱。分子是没有纯 振动状态，分子振动的同时必定伴随着转动的因素，所以带状 光谱中的每一条谱线都是由振-转能级间跃迁产生的，带状光谱 也就是振-转光谱线组成的光谱带。 在CO2分子中，原子间发生振动的同时，分子整体作转动 运动。
co可以看做是由这三种独立振动方式组成的某一个态相应的振动态由三个量子数来表示其中l是与形变振动相联系的角动量量子数33表31中给出了由量子力学方法计算出与co分子激光跃迁有关的能级及自发辐射寿命
二氧化碳分子能级结构
课程名称：激光原理与技术 主讲人：张玄和 单位：浙江工贸职业技术学院
二氧化碳分子能级结构
1. 教学目标
使学生了解二氧化碳分子能级结构。
2. 学习内容
二氧化碳分子激光器输出谱线处在9~11 μm波段的带状荧 光谱中，是CO2分子基电子态, 振动-转动能级间的跃迁所产生
的，是由其分子结构的性质决定的。
转动能级的跃迁产生转动光谱，它的能量相差要比振动能
级能量差小。因此一般的振动光谱都包括转动光谱，通常称为
2. 学习内容
与激光跃迁有关的能级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 小结
(1)二氧化碳分子一般的振动光谱都包括转动光谱，通 常称为振转光谱。 (2)分子是没有纯振动状态，分子振动的同时必定伴随 着转动。
4. 作业思考题
①二氧化碳分子的简正振动有哪些？ ②带状光谱中的每一条谱线，都是由什么能级 间跃迁产生的？

§3 共 价 键 的价 键 理 论
四、共价键的键型
第 八 章
共价键的键型有两种键，键
两个原子都含有成单的 s和px， py，pz电子，当它们沿x轴 接近时，能形成共价键的原子轨道有：s-s、px-s py-py px-px pz-pz
分 键: 沿键轴方向，以“头碰头”的方式发生轨道重叠， 子 轨道重叠部分是沿着键轴呈圆柱形的对称分布。 结 特点：键的键能大，稳定性高。 构
107°18′
101.9pm
N H H H
6
§1 化 学 键 参 数 四、键的极性
第 八 章 分
非极性键：在单质分子中两个原子之间形成的化 学键，由于原子核正电荷重心与负电 荷重心重合，叫做非极性键。
极性键：不同原子间形成的化学键，由于原子的电 子 负性不同，成键原子的电荷分布不对称，电 结 负性较大的原子带部分负电荷，电负性较 构 小的原子带部分正电荷，正负电荷重心不 重合，形成极性键。
第 八 章 分 子 结 构
16
§2 离 子 键
⑸、9~17电子构型：最外层为9~17个电子，ns2 np6 ndx(x=1~9) 如Cr3+、Fe2+
第 八 章 分 子 结 构
说明：
一般在离子的电荷和半径大致相同的条件下，不同构型 的正离子对同种负离子的结合力的大小可有如下经验规律： 8 电子构 型的离子
24
§3 共 价 键 的价 键 理 论
共价键的实质：成键原子的原子轨道发生了重叠。
第 八 章 分 子 结 构
二、价键理论
基本要点：
1、电子配对原理 两个原子接近时，自旋方向相反的成单电子可 以互相配对，形成共价键。
例如：
25
§3 共 价 键 的价 键 理 论