无机化学分子结构

(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。

2.spd型杂化 能量相近的（n 1）d与ns、np轨道 或ns、np与nd轨道组合成新的dsp或spd型杂化轨
道的过程可统称为spd型杂化。
杂化类型 杂化轨道数
空间构型
dsp2
sp3d d2sp3 或sp3d2
4
5
6
正方形 三角双锥 正八面体
10:01
30
（二）等性杂化与不等性杂化:
原子轨道的杂化可分为等性和不等性杂化两类。
10:01
33
N原子：2s22p3 ,有3个单电子，可形成3个共价键
2p 2s
孤对电子
杂化
孤电子对占据的杂化轨道，不参与成键，电子 云密集在中心原子周围，s轨道成分相对增大，其余 3个杂化轨道p成分相对增大。
产生不等性杂化的原因：参与杂化的原子轨 道中电子数目多于轨道数目，出现孤电子对。
10:01
10:01
13
10:01
14
例如：N2分子的形成， N：1s22s2 2pX12pY12pZ1
10:01
15
σ键与π键的区别
1）σ键重叠程度大，键牢固，可单独存在；π 键电子云较松散，不稳定，只能与σ键共存。 2）以共价键结合的两原子间只能有一个σ键， 但可以有多个π键
单键:σ键 双键:σ+π 叁键:σ+π+π
（2）同一周期中电子层结构相同的阳离子的半径， 随离子的电荷数的增加而减小；而阴离子的半径 随离子的电荷数减小而增大。
（3）同一主族元素的离子半径自上而下随核电荷 数的增加而增大。
（4）相邻主族左上方和右下方两元素的阳离子半 径相近。
10:00
4
（三）离子的电子组态
离子的电子层组态有以下几种： （1）2 电子组态：离子只有 2 个电子，外层电子组态 为 1s2。 （2）8 电子组态：离子的最外电子层有 8 个电子，外

第6章分子的结构与性质6.1 复习笔记一、键参数1．键能（1）定义键能是指气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。

（2）特性①键能可作为衡量化学键牢固程度的键参数，键能越大，键越牢固；②对双原子分子，键能在数值上等于键解离能（D）；③多原子分子中若某键不止一个，则该键键能为同种键逐级解离能的平均值；④可通过光谱实验测定键解离能以确定键能，还可利用生成焓计算键能。

2．键长（L b）（1）定义键长是指分子内成键两原子核间的平衡距离。

一些双原子分子的键长如表6-1所示：表6-1 一些双原子分子的键长（2）特性①一个键的性质主要取决于成键原子的本性；②两个确定的原子之间，如果形成不同的化学键，其键长越短，键能就越大，键就越牢固。

③键长可以用分子光谱或X射线衍射方法测得。

3．键角（1）定义键角是指在分子中两个相邻化学键之间的夹角。

（2）特性①键角可以用分子光谱或X射线衍射法测得；②可以通过分子内全部化学键的键长和键角数据来确定这个分子的几何构型。

二、价键理论1．共价键（1）共价键的形成共价键是指原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。

（2）价键理论要点①两原子接近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键；②成键电子的原子轨道如能重叠越多，则所形成的共价键就越牢固（最大重叠原理）。

（3）共价键的特征①共价键具有饱和性；②共价键具有方向性。

（4）原子轨道的重叠①两个原子轨道以对称性相同的部分相重叠（正重叠）图6-1所示为原子轨道几种正重叠的示意图。

（a）s-s （b）p x-s （c）p y-p y（d）d xy-p y图6-1 原子轨道几种正重叠示意图②两个原子轨道以对称性不同部分相重叠（负重叠）图6-2所示为原子轨道几种负重叠的示意图。

（a）p x-p y（b）p x-s （c）p y-p y（d）p x-d xy图6-2 原子轨道几种负重叠示意图（5）共价键的类型①按是否有极性来分类：②按原子轨道重叠部分的对称性来分类：a．键若原子轨道的重叠部分，对键轴（两原子的核间连线）具有圆柱形对称性，所形成的键称为键。

第二节
第九章
一、现代价键理论（也称电子配对法）
1、共价键的形成和本质 海特勒和伦敦在用量子力学处理H2分子形成的过 程中，得到H2分子的能量E和核间距R之间的关系曲线， 如图。
H2分子的能量随核间距的变化
NaBr、NaCl中， I 、Br、Cl 的还原性依次降低，而
AgI、AgBr、AgCl的溶解度依次增大，颜色依次变浅， 这都与离子半径的大小有着密切联系。
第一节
第九章
2、离子的电荷 离子电荷高，与相反电荷的吸引力大，熔点、沸
点就高。例如：CaO的熔点（2614℃）比NaCl（801℃） 高。
3、离子的电子构型
相反电荷Z+和Z-的离子间的吸引势能V吸引为：
V吸引
z z e2
4 0 r
第一节
第九章
式中ε0为介电常数，e为1个电子所带电量。相反电荷的 离子之间，除静电引力外，还存在外层电子之间以及
原子核之间的相互排斥作用。排斥势能V排斥与r的关系
为：
V排斥
B rn
式中：B和n为常数。因此，正负离子间的总势能为：
rNa 230 133 97pm
rCl 278 97 181pm
目前最常用的离子半径是1927年由鲍林（Pauling） 从核电荷数和屏蔽常数出发推算出的一套数据，半径 计算公式为：
第一节
第九章
r cn
Z 式中Z为核电荷数，σ为屏蔽常数，Z-σ为有效核电数，cn为取决 于最外电子层的主量子数n的一个常数。
F 、Cl 、O2 等简单的负离子，其最外层都为稳定
的稀有气体结构，即8电子构型。对于正离子来说，情 况相对复杂，除了8电子结构外，还有其它多种构型。 正离子的电子层构型大致有以下几种：