第6章分子結(jié)構(gòu)和共價鍵理論

1、聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系11 第第6章章 分子結(jié)構(gòu)和共價鍵理論分子結(jié)構(gòu)和共價鍵理論聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系2基本內(nèi)容6-1 路易斯理論路易斯理論6-2 價鍵理論價鍵理論6-3 價層電子對互斥理論價層電子對互斥理論6-4 雜化軌道理論雜化軌道理論6-5 分子軌道理論分子軌道理論聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系3 本章學習要求本章學習要求1.掌握價鍵理論和分子軌道理論的內(nèi)容；掌握價鍵理論和分子軌道理論的內(nèi)容；2.會用價鍵理論解釋共價鍵的特征；會用價鍵理論解釋共價鍵的特征；3.會用價電子對互斥理論和雜化軌道理論解釋會用價電子對互斥理論和雜化軌道理論

2、解釋簡單的分子結(jié)構(gòu)。簡單的分子結(jié)構(gòu)。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系46-1 路易斯理論路易斯理論1.要點：要點： Lewis G. N.假定化學鍵所涉及的每一對電子處于兩個相鄰原假定化學鍵所涉及的每一對電子處于兩個相鄰原子之間為其共用，用子之間為其共用，用ABAB表示表示 雙鍵和叁鍵相應(yīng)于兩對或三對共用電子雙鍵和叁鍵相應(yīng)于兩對或三對共用電子. . 分子的穩(wěn)定性是因分子的穩(wěn)定性是因為共用電子對服從為共用電子對服從“八隅律八隅律”(octet rule).共用電子對共用電子對共價鍵共價鍵 1916年，年，美美化學家路易斯化學家路易斯Lewis G. N.提出共價鍵理提出共價鍵理論，說

3、明分子的形成。如，論，說明分子的形成。如，H2；HCl。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系52.路易斯結(jié)構(gòu)式路易斯結(jié)構(gòu)式 路易斯用元素符號之間的小黑點表示分子中各原子路易斯用元素符號之間的小黑點表示分子中各原子的鍵合關(guān)系，代表一對成鍵電子的的鍵合關(guān)系，代表一對成鍵電子的一對小黑點一對小黑點亦可用亦可用“”代替。路易斯結(jié)構(gòu)式能夠簡潔地表達單質(zhì)和化合物代替。路易斯結(jié)構(gòu)式能夠簡潔地表達單質(zhì)和化合物的成鍵狀況，其基本書寫步驟如下：的成鍵狀況，其基本書寫步驟如下： 按原子間的鍵合關(guān)系寫出元素符號并將相鄰原子按原子間的鍵合關(guān)系寫出元素符號并將相鄰原子用單鍵連接。用單鍵連接。 在大多數(shù)情況下，原子

4、間的鍵合關(guān)系是已知的在大多數(shù)情況下，原子間的鍵合關(guān)系是已知的, 例如例如, NO2中的鍵合關(guān)系不是中的鍵合關(guān)系不是NOO, 而是而是ONO。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系6 將各原子的價電子數(shù)相加將各原子的價電子數(shù)相加, , 算出可供利用的價電子總數(shù)算出可供利用的價電子總數(shù)。如果被表達的物種帶有正電荷。如果被表達的物種帶有正電荷, , 價電子總數(shù)應(yīng)減去正電荷數(shù)價電子總數(shù)應(yīng)減去正電荷數(shù); ; 如果被表達的物種帶有負電荷如果被表達的物種帶有負電荷, , 價電子總數(shù)應(yīng)加上負電荷數(shù)。價電子總數(shù)應(yīng)加上負電荷數(shù)。 扣除與共價單鍵相應(yīng)的電子數(shù)扣除與共價單鍵相應(yīng)的電子數(shù)( (單鍵數(shù)單鍵數(shù)2)2)

5、后，將剩余后，將剩余的價電子分配給每個原子的價電子分配給每個原子, , 使其占有適當數(shù)目的非鍵合電子。使其占有適當數(shù)目的非鍵合電子。對第對第2 2周期元素而言周期元素而言, , 非鍵合電子數(shù)與鍵合電子數(shù)之和往往能非鍵合電子數(shù)與鍵合電子數(shù)之和往往能使每個原子滿足使每個原子滿足八隅律八隅律。 如果剩余的電子不夠安排，可將一些單鍵改為雙鍵或叁鍵。如果剩余的電子不夠安排，可將一些單鍵改為雙鍵或叁鍵。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系7Question Question 寫出寫出 NO+ 離子的路易斯結(jié)構(gòu)式離子的路易斯結(jié)構(gòu)式. . NO+ 離子只可能有一種鍵合方式，見下圖離子只可能有一種鍵合方

6、式，見下圖最左邊一個最左邊一個： NO+ 離子中價電子總數(shù)等于離子中價電子總數(shù)等于10 (兩個原子的價電子數(shù)相加后減兩個原子的價電子數(shù)相加后減 1)，扣除，扣除 1 個單鍵的個單鍵的 2 個電子，個電子， 余下的余下的 8 個電子無論按上圖中第二個個電子無論按上圖中第二個那樣以孤對方式分配給兩個原子，還是按上圖中第三或第四個那樣那樣以孤對方式分配給兩個原子，還是按上圖中第三或第四個那樣將將 NO 單單 鍵改為雙鍵，都不能使兩個原子同時滿足八隅律的要求鍵改為雙鍵，都不能使兩個原子同時滿足八隅律的要求. 這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足.NONO+NO+NO+N

7、O聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系8路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說明一些問題，但是它還是有一些局限性：路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說明一些問題，但是它還是有一些局限性：1）某些分子的中心原子最外層電子數(shù)不是稀有氣體結(jié)構(gòu)；但）某些分子的中心原子最外層電子數(shù)不是稀有氣體結(jié)構(gòu)；但仍能穩(wěn)定存在；如，仍能穩(wěn)定存在；如，BF3、SF6、PCl5；2）不能解釋共價鍵的特性（方向性、飽和性等）；）不能解釋共價鍵的特性（方向性、飽和性等）；3）不能解釋單電子鍵）不能解釋單電子鍵H2+和和O2的磁性。的磁性。 OO聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系96-2 價鍵理論（價鍵理論（VBT）1.共價鍵的本質(zhì)共價鍵的本

8、質(zhì) 計算表明，若計算表明，若H的兩個的兩個 1s 電子以相同自旋的方式靠近，電子以相同自旋的方式靠近，則則r 越小，越小，V越大。此時，不越大。此時，不形成化學鍵。如圖中上方紅形成化學鍵。如圖中上方紅色曲線所示，能量不降低。色曲線所示，能量不降低。V0Drro 1927年，德國化學家年，德國化學家W.Heitler（海特勒）和（海特勒）和F.London首先把首先把量子力學量子力學用于研究用于研究H2分子結(jié)構(gòu)，后由美國分子結(jié)構(gòu)，后由美國L.Pauling發(fā)展，建立發(fā)展，建立了了價鍵理論價鍵理論。 -(Valence Bond Theory)聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系10 H

9、H2 2 中的化學鍵，可以認為是電子自中的化學鍵，可以認為是電子自旋方向相反成對，結(jié)果使體系的能量降旋方向相反成對，結(jié)果使體系的能量降低低 。從圖中可以看出，從圖中可以看出，r = rr = r0 0時，時， V V 值值最小，表明此時兩個最小，表明此時兩個H H原子之間形成了化原子之間形成了化學鍵。學鍵。H2分子的形成分子的形成V0Drro從電子云的觀點考慮，可認為從電子云的觀點考慮，可認為 H 的的 1s 軌道在兩核間重疊，使電子在兩核間出軌道在兩核間重疊，使電子在兩核間出現(xiàn)的幾率大，形成負電區(qū)。兩核吸引核間負電區(qū)，使現(xiàn)的幾率大，形成負電區(qū)。兩核吸引核間負電區(qū)，使 2 個個 H結(jié)合在一起。

10、結(jié)合在一起。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系11 共價鍵的本質(zhì)共價鍵的本質(zhì)兩原子互相接近時，由于兩原子互相接近時，由于原子軌道重疊原子軌道重疊，兩原子兩原子共用自旋方向相反的電子對共用自旋方向相反的電子對，使體系能量降低使體系能量降低，而形成，而形成化學鍵化學鍵（共價?。?。（共價?。?。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系12（1） 電子配對原理電子配對原理2.成鍵的原理成鍵的原理A、B兩原子各有一個兩原子各有一個自旋相反的未成對電子，它們可以互相配自旋相反的未成對電子，它們可以互相配對形成穩(wěn)定的共價單鍵對形成穩(wěn)定的共價單鍵，這對電子為兩個原子所共有。同理，可，這對電子為兩個

11、原子所共有。同理，可形成共價雙鍵、叁鍵等。如形成共價雙鍵、叁鍵等。如N2等。等。 推論：兩原子各有一個成單電子且自旋反向，則形成一個穩(wěn)推論：兩原子各有一個成單電子且自旋反向，則形成一個穩(wěn)定共價單鍵；若有多個成單電子且自旋反向，則形成復(fù)鍵。定共價單鍵；若有多個成單電子且自旋反向，則形成復(fù)鍵。 若若A原子有兩個成單電子，原子有兩個成單電子，B原子有一個成單電子，滿足自旋原子有一個成單電子，滿足自旋反向則形成反向則形成AB2型分子。型分子。 已知已知 N 原子的電子結(jié)構(gòu)原子的電子結(jié)構(gòu) 2s 2 2p 3 2s2p 每個每個 N 原子有三個單電子，原子有三個單電子，所以形成所以形成 N2 分子時，分子

12、時，N 原子與原子與 N 原子原子之間可形成三個共價鍵。之間可形成三個共價鍵。 寫成寫成NN聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系13 成鍵時成鍵電子的原子軌道盡可能按最大程度的重疊方式成鍵時成鍵電子的原子軌道盡可能按最大程度的重疊方式進行，進行，重疊越大，電子在核間的幾率密度越大，共價鍵越牢重疊越大，電子在核間的幾率密度越大，共價鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。固，分子越穩(wěn)定。成鍵原子軌道的重疊部分成鍵原子軌道的重疊部分波函數(shù)波函數(shù)的符號的符號必須相同。必須相同。（3） 原子軌道最大重疊原理原子軌道最大重疊原理（2） 能量最低原理能量最低原理 自旋方向相反的未成對電子配對成鍵后放出能量，使體自旋

13、方向相反的未成對電子配對成鍵后放出能量，使體系量降低。系量降低。放出能量越多，鍵越穩(wěn)定。放出能量越多，鍵越穩(wěn)定。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系14 O 2 s2 2 p4 形成形成CO分子時，與分子時，與N2相仿，同樣用了三對電子，形成三個相仿，同樣用了三對電子，形成三個共價鍵。與共價鍵。與 N2 不同之處是，其中有一個共價鍵具有不同之處是，其中有一個共價鍵具有特殊性特殊性 C 原子和原子和 O 原子各提供一個原子各提供一個 2p軌道，互相重疊，但是其中的電軌道，互相重疊，但是其中的電子是由子是由O原子獨自提供的。原子獨自提供的。 考察考察 CO 分子分子 C 2 s2 2 p2

14、 這樣的共價鍵稱為這樣的共價鍵稱為共價配位鍵，經(jīng)常簡稱為配位鍵。共價配位鍵，經(jīng)常簡稱為配位鍵。 于是，于是，CO 可表示成可表示成 ：OC 配位鍵形成條件配位鍵形成條件： 一個原子中有成對電子；一個原子中有成對電子；而另一原子中有而另一原子中有可與成對電子所在軌道相互重疊的空軌道?？膳c成對電子所在軌道相互重疊的空軌道。 在配位化合物中，經(jīng)常見到配位鍵。在配位化合物中，經(jīng)常見到配位鍵。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系15 在形成共價鍵時，單電子也可以由成對電子分開而得到。如在形成共價鍵時，單電子也可以由成對電子分開而得到。如 CH4 分子，分子， C 原子原子 2s2 2p2 ，只有

15、，只有 2 個單電子。個單電子。2p2s 2p2s 電子激發(fā)電子激發(fā) 2s中一個電子，躍遷到空的中一個電子，躍遷到空的2p軌道中，稱為軌道中，稱為激發(fā)激發(fā)。激發(fā)后。激發(fā)后C原子有原子有4 個單電子。個單電子。 于是形成于是形成CH4 分子時，分子時，C與與4個個H 成鍵。這將比形成成鍵。這將比形成 2個共價鍵個共價鍵釋放更多的能量，足以補償激發(fā)時吸收的能量。釋放更多的能量，足以補償激發(fā)時吸收的能量。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系163.共價鍵的特點共價鍵的特點（2）結(jié)合力的大小決定于共用電子的數(shù)目和重疊方式）結(jié)合力的大小決定于共用電子的數(shù)目和重疊方式（3）共用電子對在兩核間出現(xiàn)的

16、概率密度最大）共用電子對在兩核間出現(xiàn)的概率密度最大（1）共價鍵的本質(zhì)是電性的。）共價鍵的本質(zhì)是電性的。兩核對共用電子對形成的負電兩核對共用電子對形成的負電區(qū)域的吸引。區(qū)域的吸引。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系17(4)共價鍵的方向性和飽和性共價鍵的方向性和飽和性 共價鍵的數(shù)目由原子中共價鍵的數(shù)目由原子中單電子數(shù)單電子數(shù)決定，包括原有的和激發(fā)而決定，包括原有的和激發(fā)而生成的。生成的。 例如：氧有兩個單電子，例如：氧有兩個單電子，H有一個單電子，所以結(jié)合成水分有一個單電子，所以結(jié)合成水分子時，只能形成子時，只能形成2個共價鍵。個共價鍵。C最多能與最多能與4 個個H形成共價鍵。形成共價

17、鍵。原子原子中單電子數(shù)決定了共價鍵的數(shù)目。即為共價鍵的飽和性。中單電子數(shù)決定了共價鍵的數(shù)目。即為共價鍵的飽和性。 各原子軌道在空間分布方向是固定的，為了滿足軌道的最大程各原子軌道在空間分布方向是固定的，為了滿足軌道的最大程度重疊，原子間成的共價鍵，當然要具有度重疊，原子間成的共價鍵，當然要具有方向性方向性。（。（s-s 除外除外）聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系18以以 HCl 為例。為例。+1sz+3pzz+ Cl的的3pz和和H的的1s軌道重疊，只有沿著軌道重疊，只有沿著z軸重疊，才能保證最軸重疊，才能保證最大程度的重疊，而且不改變原有的對稱性。大程度的重疊，而且不改變原有的對

18、稱性。+z+zX+sp聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系19Cl 2 分子中成鍵的原子軌道，也要保持對稱性和最大程度的重疊。分子中成鍵的原子軌道，也要保持對稱性和最大程度的重疊。pzz pz+z +X+pzz+pz聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系20(5)共價鍵的類型共價鍵的類型 成鍵的兩個原子核間的連線稱為成鍵的兩個原子核間的連線稱為鍵軸鍵軸。 按按成鍵軌道成鍵軌道與與鍵鍵軸軸之間的關(guān)系，共價鍵的鍵型主要分為兩種。之間的關(guān)系，共價鍵的鍵型主要分為兩種。 鍵鍵原子軌道沿核間連線方向進行同號重疊原子軌道沿核間連線方向進行同號重疊(頭碰頭頭碰頭)。重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對稱，

19、具有重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對稱，具有對稱性。對稱性。s-ss-pp-p聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系21聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系22p軌道和軌道和p 軌道的成鍵時可以頭碰頭形成軌道的成鍵時可以頭碰頭形成鍵鍵。+x+-zz肩并肩肩并肩聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系23鍵鍵兩原子軌道垂直核間連線并相互平行進行同號重疊兩原子軌道垂直核間連線并相互平行進行同號重疊(肩并肩肩并肩)。 重疊部分對通過鍵軸的平面具鏡面反對稱性（形狀相同，符重疊部分對通過鍵軸的平面具鏡面反對稱性（形狀相同，符號相反），具號相反），具對稱性。對稱性。xx+px z聊城大學東昌學院

20、化生系聊城大學東昌學院化生系24動畫動畫聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系25 鍵鍵成鍵軌道繞鍵軸旋轉(zhuǎn)成鍵軌道繞鍵軸旋轉(zhuǎn)180時，圖形復(fù)原，但符號變?yōu)橄喾?。時，圖形復(fù)原，但符號變?yōu)橄喾础＠鐑蓚€例如兩個px沿沿z 軸方向重疊的情況。軸方向重疊的情況。xx+px z+繞鍵軸旋轉(zhuǎn)繞鍵軸旋轉(zhuǎn)180 YOZ 平面是成鍵軌道的通過鍵軸的節(jié)面。則平面是成鍵軌道的通過鍵軸的節(jié)面。則 鍵的對稱性鍵的對稱性可以描述為：可以描述為：對通過鍵軸的節(jié)面呈反對稱，即圖形相同，但符號對通過鍵軸的節(jié)面呈反對稱，即圖形相同，但符號相反。相反。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系26px py pz N2 分

21、子中兩個原子各有三個單電子分子中兩個原子各有三個單電子 沿沿 z軸成鍵時，軸成鍵時，pz與與 pz “ 頭碰頭頭碰頭” 形成一個形成一個 鍵鍵 。此時，。此時，px 和和 px ， py 和和 py 以以 “ 肩并肩肩并肩 ” 形式重疊，形成兩個形式重疊，形成兩個 鍵。鍵。 所以所以N2 分子的分子的 3 鍵中，有鍵中，有 1 個個 鍵，鍵， 2 個個 鍵鍵 。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系27N2 分子結(jié)構(gòu)示意圖分子結(jié)構(gòu)示意圖聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系28注意：注意：鍵比鍵比鍵穩(wěn)定，兩個原子以單鍵結(jié)合時，鍵穩(wěn)定，兩個原子以單鍵結(jié)合時，所形成的一定是所形成的一定

22、是鍵，而以多重鍵結(jié)合時，其中一鍵，而以多重鍵結(jié)合時，其中一個是個是鍵，其余都是鍵，其余都是鍵。鍵。 聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系29鍵鍵 鍵鍵 軌道重疊方式軌道重疊方式 “頭碰頭頭碰頭” “肩并肩肩并肩”軌道重疊程度軌道重疊程度 大大 小小鍵能鍵能 大大 小小穩(wěn)定性穩(wěn)定性 高高 低低聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系306-3 價層電子對互斥理論（價層電子對互斥理論（VSEPR） 價層電子對互斥理論，用以價層電子對互斥理論，用以判斷分子的幾何構(gòu)型判斷分子的幾何構(gòu)型。 1940年由年由Sidgwich（西奇維克）和（西奇維克）和Powell （鮑威爾）提（鮑威爾）提出的

23、理論。它在預(yù)言多原子分子形狀時取得的成功是令人出的理論。它在預(yù)言多原子分子形狀時取得的成功是令人驚奇的。驚奇的。Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系311.理論要點理論要點（2） ABn 型分子的幾何構(gòu)型取決于型分子的幾何構(gòu)型取決于中心中心A的價層電子對的數(shù)目的價層電子對的數(shù)目和類型。和類型。（1）主要討論的）主要討論的ABn型分子中，型分子中， A 為中心，為中心，B 為配體，為配體，n為配體為配體的個數(shù)。其中的個數(shù)。其中A一般為主族元素的原子，配體一般為主族元素的原子，配體B 均與均與A有鍵聯(lián)關(guān)

24、有鍵聯(lián)關(guān)系。系。 BP + 成鍵成鍵電子對電子對聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系32（3）ABn型分子的幾何構(gòu)型還取決于中心型分子的幾何構(gòu)型還取決于中心A的價電子層中的價電子層中電子對的電子對的排斥作用排斥作用。分子的構(gòu)型中。分子的構(gòu)型中價層電子對價層電子對盡可能遠離盡可能遠離，以使斥力最小。，以使斥力最小。故故總是采取電子對排斥力最小的形式總是采取電子對排斥力最小的形式。（孤對孤對）（孤對孤對） （孤對鍵對孤對鍵對） （鍵對鍵對鍵對鍵對）（4）多重鍵的處理：）多重鍵的處理： 雙鍵、三鍵作為一個電子對。雙鍵、三鍵作為一個電子對。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系332.推

25、斷推斷ABn型型分子或離子的空間構(gòu)型的具體規(guī)則：分子或離子的空間構(gòu)型的具體規(guī)則：確定中心原子的價層電子對數(shù)確定中心原子的價層電子對數(shù)1()2價層電子對數(shù)中心原子價電子總數(shù)配位原子提供電子數(shù)離子電荷聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系34 H和和(X)鹵素離子作為配體時各提供鹵素離子作為配體時各提供1個價電子，個價電子，O和和S作為配作為配體時提供的電子數(shù)為體時提供的電子數(shù)為0。 鹵素作為中心時，提供的價電子數(shù)為鹵素作為中心時，提供的價電子數(shù)為7； O、S作為中心時，作為中心時，提供的價電子數(shù)為提供的價電子數(shù)為6 。注意：注意：牢記牢記一般的，中心一般的，中心(或配體或配體)原子的原子的

26、價電子數(shù)價電子數(shù)=主族序數(shù)主族序數(shù)=最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)如果出現(xiàn)如果出現(xiàn)單電子單電子，則把它當，則把它當。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系35例：例： 價電子數(shù)價電子數(shù) 價電子對數(shù)價電子對數(shù) NH4+CCl4NO2ICl2-OCl2 PO43-444354N = 5+3 = 8N = 5 + 4 - 1=8N = 8N = 5N = 10N = 8聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系36(2)確定電子對的空間排列方式。確定電子對的空間排列方式。根據(jù)中心原子價層電子對數(shù)，找到相應(yīng)電子對的排布方式，這種根據(jù)中心原子價層電子對數(shù)，找到相應(yīng)電子對的排布方式，這種排布方式排布方式

27、可使電子對之間的斥力最小?？墒闺娮訉χg的斥力最小。電子對數(shù)電子對數(shù) 2 3 4 5 6 電子對排布電子對排布 直線直線 平面三角平面三角 四面體四面體 三角雙錐三角雙錐 八面體八面體(3)確定分子空間構(gòu)型。確定分子空間構(gòu)型。分子的分子的構(gòu)型取決于構(gòu)型取決于中心原子的價層電子對中心原子的價層電子對數(shù)目數(shù)目及電子對及電子對（成鍵電子（成鍵電子對和孤電子對）對和孤電子對）的的構(gòu)型構(gòu)型。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系37中心原子上中心原子上不含孤對電子不含孤對電子的共價分子的幾何形狀的共價分子的幾何形狀通式通式共用共用電子對電子對原子原子A在原子在原子B周圍的排列方式周圍的排列方式 （

28、理想的（理想的BAB鍵角）鍵角）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2直線直線(180)AB2AB33平面三角形平面三角形(120)AB44正四面體正四面體(10928)AB55三角雙錐三角雙錐(180，120， 90)AB66正八面體正八面體(90, 180)以以ABn為例為例 (A中心原子，中心原子，B配體配體) ：結(jié)論結(jié)論1：孤電子對數(shù)為：孤電子對數(shù)為0 時，時，分子的空間構(gòu)型電子對的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型電子對的空間構(gòu)型。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系38(4) 配位原子按相應(yīng)的幾何構(gòu)型排布在中心原配位原子按相應(yīng)的幾何構(gòu)型排布在中心原子周圍，每子周圍，每1對電子連結(jié)對電子連結(jié)1個配位原子，剩下未個配

29、位原子，剩下未結(jié)合的電子便是孤對電子，結(jié)合的電子便是孤對電子，孤對電子的位置會孤對電子的位置會影響分子的空間構(gòu)型。如，影響分子的空間構(gòu)型。如，H2O聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系39以以ABn為例為例 (A中心原子，中心原子，B配位原子配位原子) 含孤對電子的情況含孤對電子的情況3 三角形三角形 2 1總電子總電子 電子對電子對 成鍵成鍵 未成對未成對 分子構(gòu)型分子構(gòu)型 實例實例 對數(shù)對數(shù) 理想構(gòu)型理想構(gòu)型 電子對電子對 電子對電子對 4 四面體四面體 3 14 四面體四面體 2 2結(jié)論結(jié)論2：孤電子對數(shù)不為：孤電子對數(shù)不為0 時時,分子的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型電子對的空間構(gòu)型。

30、電子對的空間構(gòu)型。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系403. 判斷共價分子結(jié)構(gòu)的一般步驟判斷共價分子結(jié)構(gòu)的一般步驟（1）確定中心價層電子的總數(shù)和對數(shù)）確定中心價層電子的總數(shù)和對數(shù)（2）根據(jù)中心原子）根據(jù)中心原子A周圍的電子對數(shù)，找出相應(yīng)的電子對的周圍的電子對數(shù)，找出相應(yīng)的電子對的理想幾何結(jié)構(gòu)圖形理想幾何結(jié)構(gòu)圖形（3）畫出結(jié)構(gòu)圖）畫出結(jié)構(gòu)圖（4）結(jié)合配位原子的數(shù)目，確定排斥力最小的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）結(jié)合配位原子的數(shù)目，確定排斥力最小的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系41v例例1: CH4，NH4+，SO42-，PO43-vCH4 : C價層電子總數(shù)價層電子總數(shù)=4+14=8

31、 4對對 價電子對幾何構(gòu)型價電子對幾何構(gòu)型：正四面體：正四面體 分子幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型：正四面體：正四面體vNH4+ : 5+14-1=84對對vSO42- : 6+2=84對對vPO43- : 5+3=84對對判斷共價分子結(jié)構(gòu)的實例判斷共價分子結(jié)構(gòu)的實例中心原子無中心原子無孤電子對，孤電子對，二者不一致二者不一致聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系42 例例2：NH3 N價層電子總數(shù)價層電子總數(shù)=5+13=84對對 價電子對幾何構(gòu)型價電子對幾何構(gòu)型：四面體；：四面體； 分子幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型：三角錐：三角錐例：例：H2O 價電子對幾何構(gòu)型：四面體價電子對幾何構(gòu)型：四面體 分子幾何

32、構(gòu)型：分子幾何構(gòu)型：V型型中心原子有中心原子有孤電子對，孤電子對，二者不一致二者不一致聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系43例例4 PCl5(PF5，AsF5) P價層電子幾何總數(shù)價層電子幾何總數(shù)=5+15=105對對 價電子對幾何構(gòu)型與分子幾何構(gòu)型都是價電子對幾何構(gòu)型與分子幾何構(gòu)型都是三角雙錐體三角雙錐體例例5 ClF3(ICl3)（重鹵素原子為中心原子）（重鹵素原子為中心原子） ClF3：Cl價層電子總數(shù)價層電子總數(shù)=7+13=105對對 價層電子對幾何構(gòu)型：價層電子對幾何構(gòu)型：三角雙錐體三角雙錐體 分子幾何構(gòu)型：分子幾何構(gòu)型：型型聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系44

33、判斷判斷 OF2 分子的基本形狀。分子的基本形狀。 中心原子價層有中心原子價層有 4 對電子。對電子。4 對價電子對價電子的理想排布方式為正四面體的理想排布方式為正四面體, 但考慮到其但考慮到其中包括兩個孤對，所以分子的實際幾何中包括兩個孤對，所以分子的實際幾何形狀為形狀為V形。形。Question Question Solution聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系45判斷判斷 XeF4 分子的基本形狀分子的基本形狀 中心原子價層有中心原子價層有 6 對電子。理對電子。理想排布方式為正八面體，但考想排布方式為正八面體，但考慮到其中包括兩個孤對，所以慮到其中包括兩個孤對，所以分子的實

34、際幾何形狀為平面四分子的實際幾何形狀為平面四方形。方形。中心原子中心原子 Xe 的價電子數(shù)為的價電子數(shù)為 8，可以算得中心原子價電子，可以算得中心原子價電子對的總數(shù)對的總數(shù): (價層電子對總數(shù)價層電子對總數(shù)) = （48）/2 = 6 Question Question Solution聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系46 6 8 8 8 5 10 3 4 4 4 3 5 三角形三角形 正四面體正四面體 正四面體正四面體 正四面體正四面體 三角形三角形 三角雙錐三角雙錐分子構(gòu)型分子構(gòu)型 三角形三角形 V字構(gòu)型字構(gòu)型 三角錐三角錐 正四面體正四面體 V字形字形 T字形字形AlClCl

35、ClSOOONHHHHNOOFFFSHH 例例 利用價層電子對互斥理論判斷下列分子和離子的幾何構(gòu)型。利用價層電子對互斥理論判斷下列分子和離子的幾何構(gòu)型。要求寫出價層電子總數(shù)、對數(shù)、電子對構(gòu)型和分子構(gòu)型要求寫出價層電子總數(shù)、對數(shù)、電子對構(gòu)型和分子構(gòu)型 。 AlCl3 H2S SO32 - NH4 + NO2 IF3解：電子總數(shù)解：電子總數(shù) 電子對數(shù)電子對數(shù)電子對構(gòu)型電子對構(gòu)型聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系471. 下列分子中相鄰共價鍵的夾角最小的是（下列分子中相鄰共價鍵的夾角最小的是（ ）。）。 (A) BF3 (B) CCl4 (C) NH3 (D) H2O2. 下列分子或離子中

36、，鍵角最大的是（下列分子或離子中，鍵角最大的是（ ）。）。 (A) XeF2 (B) NCl3 (C) (D) 2-3CO4PCl109.28109.28， 120120， 107.18107.18， 104.5104.5聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系48 VSEPR可以預(yù)測分子的幾何構(gòu)型及鍵角，特別是可以預(yù)測分子的幾何構(gòu)型及鍵角，特別是能簡單方便的判斷第一、二、三周期元素所形成的分能簡單方便的判斷第一、二、三周期元素所形成的分子或離子的構(gòu)型。子或離子的構(gòu)型。但對過渡元素及長周期主族元素形但對過渡元素及長周期主族元素形成的分子與實驗結(jié)果有較大偏差。同時也成的分子與實驗結(jié)果有較大偏

37、差。同時也不能說明共不能說明共價鍵的形成和穩(wěn)定性價鍵的形成和穩(wěn)定性。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系496-4 雜化軌道理論（雜化軌道理論（HOT） Hybrid Obital Theory 為了解釋多原子分子或離子的立體結(jié)構(gòu)，為了解釋多原子分子或離子的立體結(jié)構(gòu)，1931年美國化學年美國化學家家Pauling以量子力學為基礎(chǔ)提出了雜化軌道理論。以量子力學為基礎(chǔ)提出了雜化軌道理論。 它實質(zhì)上仍屬于現(xiàn)代價鍵理論，它實質(zhì)上仍屬于現(xiàn)代價鍵理論， 但它在成鍵能力、分子的但它在成鍵能力、分子的空間構(gòu)型等方面豐富和發(fā)展了現(xiàn)代價鍵理論空間構(gòu)型等方面豐富和發(fā)展了現(xiàn)代價鍵理論 聊城大學東昌學院化生系聊

38、城大學東昌學院化生系50 1.無論在化合物還是單質(zhì)中，原子不可能以基態(tài)形式存在無論在化合物還是單質(zhì)中，原子不可能以基態(tài)形式存在，各種原子總是以某種各種原子總是以某種激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)和和雜化態(tài)雜化態(tài)參加化學結(jié)合，原子的基參加化學結(jié)合，原子的基態(tài)只不過是一種由理論推出的態(tài)只不過是一種由理論推出的理想狀態(tài)理想狀態(tài)。 2.所謂原子在化學結(jié)合過程中的所謂原子在化學結(jié)合過程中的激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)， 是指一種原子是指一種原子（中（中心原子）心原子）要根據(jù)與它相結(jié)合的其他原子（要根據(jù)與它相結(jié)合的其他原子（配位原子配位原子）數(shù)目和自）數(shù)目和自身身價電子層結(jié)構(gòu)價電子層結(jié)構(gòu)的特點，提供必要的的特點，提供必要的單電子成鍵，單

39、電子成鍵，價軌道中的價軌道中的成對電子也可以拆分為成對電子也可以拆分為成單電子成單電子參加成鍵。參加成鍵。一、理論要點一、理論要點 3.原子軌道雜化原子軌道雜化在在形成多原子分子的過程形成多原子分子的過程中，中心原子的若干中，中心原子的若干能量相近能量相近的原子軌的原子軌道道重新組合重新組合，形成一組新的原子軌道。這個過程叫做，形成一組新的原子軌道。這個過程叫做軌道的雜化軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫做產(chǎn)生的新軌道叫做雜化軌道雜化軌道。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系514.軌道數(shù)目守恒軌道數(shù)目守恒 參與參與“雜化雜化”的原子軌道數(shù)目的原子軌道數(shù)目= 組成的雜化軌道數(shù)組成的雜化軌道數(shù)目

40、目5.雜化軌道與其它原子成鍵時，雜化軌道與其它原子成鍵時，共用電子對間要采取排斥力最共用電子對間要采取排斥力最小的排布方式小的排布方式，以使分子體系的能量最低，分子最穩(wěn)定。，以使分子體系的能量最低，分子最穩(wěn)定。6.與原來的原子軌道相比，與原來的原子軌道相比，雜化軌道的雜化軌道的空間伸展方向發(fā)生了改空間伸展方向發(fā)生了改變變，成鍵能力更強，成鍵能力更強；不同的雜化軌道的空間分布不同不同的雜化軌道的空間分布不同，由此，由此決決定了分子的空間幾何構(gòu)型定了分子的空間幾何構(gòu)型不同。不同。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系52 成鍵時能量相近的價電子軌道相混雜，形成新的成鍵時能量相近的價電子軌道相

41、混雜，形成新的價電子軌道價電子軌道雜化軌道雜化軌道軌道成分變了軌道成分變了總之，雜化后的軌道總之，雜化后的軌道軌道的能量變了軌道的能量變了軌道的形狀變了軌道的形狀變了結(jié)果當然是成鍵能力增強！結(jié)果當然是成鍵能力增強！ 雜化后軌道伸展方向，形狀和能量發(fā)生改變雜化后軌道伸展方向，形狀和能量發(fā)生改變 雜化前后軌道數(shù)目不變雜化前后軌道數(shù)目不變注意：注意：聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系53二、二、HOT解釋分子形成過程的步驟解釋分子形成過程的步驟“四步曲四步曲”基態(tài)、基態(tài)、激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)、雜化態(tài)、雜化態(tài)、成鍵態(tài)。成鍵態(tài)。以以CH4為例為例C 2s2 2p2激發(fā)激發(fā) 2s1 2p3 基態(tài)基態(tài)雜化

42、雜化 sp3雜化雜化 雜化態(tài)雜化態(tài)成鍵成鍵 4H分子態(tài)（成鍵態(tài)分子態(tài)（成鍵態(tài)）4個（個（sp3s）鍵鍵 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系54BF3的形成的形成： B 2s2 2p1 激發(fā)激發(fā) 2s1 2p2 雜化雜化 sp 2 成鍵成鍵 3個個F 3個（個（sp2p）鍵鍵 BF3成鍵后剩余一個空的成鍵后剩余一個空的p軌道，它可以接受孤電子軌道，它可以接受孤電子對的進攻，形成配鍵對的進攻，形成配鍵 聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系55三、雜化軌道的類型三、雜化軌道的類型sp（d）型雜化型雜化sp雜化雜化 sp2雜化雜化sp3雜化雜化 sp3d雜化雜化 sp3d

43、2雜化雜化 聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系561.sp 雜化雜化nsnpnsnpspnp兩個兩個 sp 雜化軌道雜化軌道激發(fā)激發(fā)雜化雜化 _+_+=+聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系57 sp 雜化軌道雜化軌道 組成組成：s 和和 p 的成份各的成份各1/2 形狀形狀：一頭大一頭?。阂活^大一頭小 空間伸展方向空間伸展方向：兩條雜化軌道呈直線形分布互成：兩條雜化軌道呈直線形分布互成 180角角例如：例如：BeCl2 分子分子 2 條條 sp 雜化軌道呈雜化軌道呈直線形直線形分布，分別與分布，分別與 2 個個 Cl 的的 3p 軌道成鍵，故分子為直線形。軌道成鍵，故分子為

44、直線形。 Be sp 雜化雜化 2s 2 2p0 激發(fā)雜化聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系58CHCH乙炔分子乙炔分子激發(fā)雜化 C py pz sp 雜化，雜化， sp1s ， sp sp 均為均為 鍵鍵 。分子為直線形。分子為直線形 。_CHC_Hpyyp_pzpz_ C 中未雜化的中未雜化的 py 與另一與另一 C 中未雜化的中未雜化的 py 成成 鍵，沿紙鍵，沿紙面方向；而面方向；而 pz 與與 pz 沿與紙面垂沿與紙面垂直方向成直方向成鍵。鍵。 聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系59 sp 雜化雜化聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系602. sp2 雜化

45、雜化nsnp軌道軌道nsnpnsnpsp2三個三個 sp2 雜化軌道雜化軌道激發(fā)激發(fā)雜化雜化 sp2 雜化軌道雜化軌道 組成：組成：s 成份成份1/3， p成份成份2/3 形狀：形狀：一頭大一頭小一頭大一頭小空間伸展方向：空間伸展方向：三條雜化軌道呈三角形分布互成三條雜化軌道呈三角形分布互成 120角角 聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系61BCl 3 3 個個sp2雜化軌道呈三角形分布，分別與雜化軌道呈三角形分布，分別與3個個Cl的的3p成成鍵，鍵，故故BCl3分子構(gòu)型為分子構(gòu)型為平面三角形平面三角形。Bsp2雜化雜化BClClCl聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系623

46、.sp3 雜化雜化 sp3 雜化軌道雜化軌道 組成：組成：s 成份成份1/4， p成份成份3/4 形狀：形狀：一頭大一頭小一頭大一頭小 空間伸展方向：空間伸展方向：四個雜化軌道呈四面體四個雜化軌道呈四面體, 彼此夾角彼此夾角 109.5聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系63 如，如，CH4 是正四面體結(jié)構(gòu)，是正四面體結(jié)構(gòu)，C sp3 雜化，雜化，4 個軌道個軌道 呈正四呈正四面體分布，分別與面體分布，分別與 4 個個 H 的的 1s 成成 鍵。沒有未雜化的電子，鍵。沒有未雜化的電子，故故 CH4 無雙鍵。無雙鍵。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系644. sp3d雜化雜化

47、如：如：PCl5聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系65sp3d雜化雜化聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系665.sp3d2sp3d2 雜化雜化 SF6 呈正八面體形狀，呈正八面體形狀， S sp3d2 雜化。雜化。sp3d2 雜化雜化聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系67sp3d2雜化雜化聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系681.等性雜化等性雜化四、等性雜化與不等性雜化四、等性雜化與不等性雜化如如CH4中中C的的sp3雜化，雜化，4條條sp3雜化軌道能量一致。雜化軌道能量一致。含義：含義：完全等同的雜化完全等同的雜化即所有雜化軌道均形成即所有雜化軌道均形

48、成鍵，無孤對電子鍵，無孤對電子 雜化軌道中雜化軌道中s、p的成分完全相同的成分完全相同如：如：CCl4 CH4 NH4+ SO3 NO3- BF3 等性等性sp2雜化雜化 等性等性sp3雜化雜化 指雜化軌道中指雜化軌道中沒有沒有不參加成鍵的孤電子對，形成不參加成鍵的孤電子對，形成完全等同完全等同的的雜化軌道的雜化。雜化軌道的雜化。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系692.不等性雜化不等性雜化 雜化軌道中存在未成鍵的孤對電子而造成不雜化軌道中存在未成鍵的孤對電子而造成不完全等同雜化。完全等同雜化。 雜化軌道中雜化軌道中s、p的成分不完全相同。的成分不完全相同。含義含義 指雜化軌道中有不

49、參加成鍵的指雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對孤電子對，形成，形成不不完全等同完全等同的雜化軌道的雜化。的雜化軌道的雜化。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系70H2O 有單電子的有單電子的 sp3 雜化軌道與雜化軌道與 H 的的 1s 成成鍵，有成對電子的鍵，有成對電子的 sp3 軌道不成鍵，為孤對電子，故軌道不成鍵，為孤對電子，故 H2O 分子呈分子呈 V 字字形結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu) 。 HOH 鍵角本應(yīng)鍵角本應(yīng) 10928 ，但由，但由于孤對電子的斥力，該角變小，為于孤對電子的斥力，該角變小，為 10445。 sp3 不等性雜化不等性雜化HOH104 45聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學

50、院化生系713NH雜化3sp2ps2其它如，其它如， OHNFNCl333, 這三條單電子的這三條單電子的 sp3 雜化軌道分別與雜化軌道分別與H 的的 1s 成成鍵。由于孤鍵。由于孤對電子的影響，對電子的影響，HNH 角小于角小于 109 28 ，為，為 10718 。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系72 例例 ：判斷下列分子和離子的幾何構(gòu)型，并指出中心原子的軌：判斷下列分子和離子的幾何構(gòu)型，并指出中心原子的軌道雜化方式。道雜化方式。( 總數(shù)，對數(shù)，電子對構(gòu)型總數(shù)，對數(shù)，電子對構(gòu)型 ，分子構(gòu)型，雜化方式，分子構(gòu)型，雜化方式 ) I3 CS2 SO42 XeF4 解：解： 總數(shù)總數(shù)

51、 10 4 8 12 對數(shù)對數(shù) 5 2 4 6 電子對構(gòu)型電子對構(gòu)型 三角雙錐三角雙錐 直線形直線形 正四面體正四面體 正八面體正八面體 分子構(gòu)型分子構(gòu)型 直線形直線形 直線形直線形 正四面體正四面體 正方形正方形雜化方式雜化方式 sp3d sp sp3 sp3d2聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系73 1932年年Mulliken和和Hund提出分子軌道理論，這提出分子軌道理論，這個理論的核心是個理論的核心是分子中的電子再不屬于某一個原子分子中的電子再不屬于某一個原子所有，而是在整個分子范圍內(nèi)運動，這些電子的運所有，而是在整個分子范圍內(nèi)運動，這些電子的運動狀態(tài)的描述不能再用原子軌道

52、來說明，只能用分動狀態(tài)的描述不能再用原子軌道來說明，只能用分子軌道來說明。子軌道來說明。 (Molecular Orbital Theory)6-5 分子軌道理論（分子軌道理論（MOT）聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系74共價鍵共價鍵 理理 論論路易斯理論路易斯理論現(xiàn)代共價鍵現(xiàn)代共價鍵 理理 論論現(xiàn)代價鍵現(xiàn)代價鍵 理論理論 價鍵理論價鍵理論價層電子對價層電子對 互斥理論互斥理論雜化軌道理論雜化軌道理論分子軌道理論分子軌道理論（量子力學）（量子力學） （1927年）年）分子軌道理論在共價鍵理論中的位置：分子軌道理論在共價鍵理論中的位置：(成鍵軌道成鍵軌道)聊城大學東昌學院化生系聊城大

53、學東昌學院化生系751.分子中，電子不屬于某些特定的原子分子中，電子不屬于某些特定的原子，而是在遍及整個分子內(nèi)而是在遍及整個分子內(nèi)運動，每個電子的運動狀態(tài)可用運動，每個電子的運動狀態(tài)可用分子軌道（分子軌道（MO）來描述。來描述。分子分子中電子的運動狀態(tài)稱為分子軌道中電子的運動狀態(tài)稱為分子軌道一、理論要點一、理論要點2.分子軌道由原子軌道線性組合而成。分子軌道由原子軌道線性組合而成。分子軌道的數(shù)目與參與組合的原子軌道數(shù)目相等分子軌道的數(shù)目與參與組合的原子軌道數(shù)目相等。H2 中的兩個中的兩個H ，有兩個，有兩個 1s ，可組合成兩個分子軌道：，可組合成兩個分子軌道： MO， *MO聊城大學東昌學院

54、化生系聊城大學東昌學院化生系76 AO AO MO *MO反鍵反鍵* E MO成鍵成鍵+重重疊疊+ 兩個兩個s軌道只能軌道只能 “頭對頭頭對頭” 組合成組合成分子軌道分子軌道 MO和和 *MO。 組合成的組合成的 MO和和 *MO的的能量總和與原來能量總和與原來 2個原子軌道個原子軌道 AO（2個個 s 道）的能量總和相等。道）的能量總和相等。 的能量比原子軌道（的能量比原子軌道（AO ）低，稱為）低，稱為成鍵軌道成鍵軌道， *比比 AO高，稱為高，稱為反鍵軌道。反鍵軌道。 聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系77 成鍵軌道在核間無節(jié)面，反鍵軌道在核間有節(jié)面。成鍵軌道在核間無節(jié)面，反鍵

55、軌道在核間有節(jié)面。 當原子沿當原子沿 x 軸接近時，軸接近時，px 與與 px 頭對頭組合成頭對頭組合成 和和 * 。xpxp*+xpxp聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系78*p 反鍵反鍵核間有節(jié)面核間有節(jié)面p 成鍵成鍵 軌道有通過兩核連線的節(jié)面軌道有通過兩核連線的節(jié)面 ， 軌道沒有。軌道沒有。 同時同時 py 和和 py ， pz 和和 pz 分別肩并肩組合成分別肩并肩組合成 * ， 和和 * ， 分子軌道。分子軌道。 ypzpypzp聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系793.每個分子軌道有相應(yīng)的能量每個分子軌道有相應(yīng)的能量和和圖象圖象分子的能量分子的能量=分子中電子能

56、量的總和分子中電子能量的總和按按MO的對稱性分為的對稱性分為 軌道和軌道和 軌道軌道4.MO中電子的排布也遵循中電子的排布也遵循AO軌道中電子排布的三原軌道中電子排布的三原則。則。 能量最低原理能量最低原理 泡里不相容原理泡里不相容原理 洪特規(guī)則洪特規(guī)則聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系805.5.原子軌道線性組合的類型：原子軌道線性組合的類型：成鍵成鍵MO：同號波函數(shù)疊加，兩核間幾率密度：同號波函數(shù)疊加，兩核間幾率密度， E(MO) E(AO)反鍵反鍵MO：異號波函數(shù)疊加，兩核間幾率密度：異號波函數(shù)疊加，兩核間幾率密度， E(MO) E(AO)聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院

57、化生系81反鍵分子軌道反鍵分子軌道成鍵分子軌道成鍵分子軌道 原子軌道原子軌道 原子軌道原子軌道 1s 1s*1s1ss-s 重疊重疊原子軌道與分子原子軌道與分子軌道的軌道的能量圖能量圖。節(jié)面原子軌道與原子軌道與分子軌道的分子軌道的形狀形狀。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系82原子軌道與分子軌道的原子軌道與分子軌道的形狀形狀。2px,A2px,A2px,B2px,B原子軌道原子軌道分子軌道分子軌道xp2反鍵反鍵p-p 重疊重疊“頭碰頭頭碰頭”聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系832pZ,A2pZ,B原子軌道原子軌道分分子子軌軌道道zp2反鍵反鍵zp2成鍵成鍵原子軌道與分子軌

58、道的原子軌道與分子軌道的形狀形狀?！凹绮⒓缂绮⒓纭绷某谴髮W東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系846.原子軌道線性組合成分子原子軌道線性組合成分子軌道的軌道的線性組合的原則線性組合的原則(成鍵三原則成鍵三原則)能量相近原則能量相近原則只有能量相近的只有能量相近的AO才能組合才能組合成有效的成有效的MO。軌道最大重疊原則軌道最大重疊原則兩兩AO重疊程度越大，成鍵重疊程度越大，成鍵軌道能量較軌道能量較AO降低愈多，成鍵效應(yīng)愈強。降低愈多，成鍵效應(yīng)愈強。對稱性匹配原則對稱性匹配原則只有對稱性相同的只有對稱性相同的AO才能組才能組成成MO。對稱性相同對稱性相同 指原子軌道組合指原子軌道組合成分子軌道時

59、，原子軌道波函數(shù)成分子軌道時，原子軌道波函數(shù)的符號要相同的符號要相同 。聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系857.第二周期同核雙原子分子的分子軌道能級圖第二周期同核雙原子分子的分子軌道能級圖 同核雙原子分子的分子軌道能級圖分為同核雙原子分子的分子軌道能級圖分為 A 圖圖和和 B 圖圖兩種。兩種。必須注意必須注意 A 圖和圖和 B 圖之間的差別。圖之間的差別。A 圖適用于圖適用于 O2 ，F(xiàn)2分子；分子；B 圖適用于圖適用于 B2，C2，N2 等分子。等分子。分子軌道能級圖分子軌道能級圖聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系862p2p2s 2s 2s *2s 1s *1s MO

60、 1s 1sAOAOA圖適用于圖適用于O2，F(xiàn)2分子。分子。 *2xp *2zp *2yp 2 yp 2 zp 2xp1s1s 1s *1s2s 2s 2s *2sAO2p2p B圖適用于圖適用于B2，C2，N2 等分子。等分子。 MO AO *2xp *2zp *2yp 2 yp 2 zp 2xp聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學院化生系87 必須注意必須注意 A 圖和圖和 B 圖之間的差別圖之間的差別 。 B 圖圖2p2pA 圖圖 *2xp *2zp *2yp 2 yp 2 zp 2xp2p2p *2xp *2zp *2yp 2 yp 2 zp 2xp聊城大學東昌學院化生系聊城大學東昌學