无机化学——吉林大学（全集）
分子结构和共价键理论
科赛尔提出离子键理论:
电负性差的两种元素的原子之间发生了电子转移，形成具有稀有气体电子构型的正负离子，正负离子之间凭借静电引力形成离子键
1、对称性
这个图形凭借几个几何元素进行某种操作后可以复原
第一种
对称操作：旋转
对称元素：对称轴
第二种
对称操作：反映
对称元素：对称面
第三种
对称操作：反演
对称元素：对称中心
除正八面体都没有
正八面体和正六面体的对称元素完全相同
s轨道
p轨道
波函数角度分布
反对称：操作后图形复原符号相反
d轨道
f轨道
2、路易斯理论
共价键理论：认为分子中的原子都有形成稀有气体原子的电子结构的趋势，求得自身的稳定
但达到这种结构，可以不通过转移离子形成离子键来实现，而是通过共用电子形成共价键
解释了电负性差比较小的原子之间成共价键的事实（电负性差很大形成离子键）
解释BCL3，PCL5等非常困难
3、价键理论
现代共价键理论
氢分子中的化学键
自旋相反的电子形成电子对，体系的能量降低
热力学讨论原因
相反过程
破坏化学键需要吸收能量
相同自旋方式靠近，此时能量不降低（红线）
结论
H2中的化学键可以认为是电子自旋反向相反成对，使体系的能量降低
从电子云角度来考虑
可以认为H的1s电子云再两核之间重叠
电子再两核之间出现的概率大，形成负电区
两核吸引核间负电区，使两个原子结合在一起
共价键的形成
条件：
①两个电子所在的原子轨道能量接近，对称性相同
②于是体系能量减低，形成化学键
③一对电子形成一个共价键。
④形成的共价键越多，则体系的能量越低，形成的越稳定，尽可能多的形成共价键
N2的例子，三个共价键
CO的例子，三个共价键，但有特殊性
共价键称为共价配位键
形成条件：
①一个原子中有孤对电子，
②另一个原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道
在形成共价键，单电子亦可以由对电子分开而得到
激发
需要吸收能量，从能量角度来说不利
成键放出的能量补偿了激发吸收的能量
同时也可以解释PCL5的成键
共价键的饱和性和方向性
共价键的数目由单电子数目决定，包括原有的和激发的，所以共价键具有饱和性
共价键的数目，决定共价化合物中元素的化合价，即单电子数目
化合价的正与负取决于元素的电负性的大小
微观概念，需要和分子的结构相结合
各原子轨道在空间的分布方向固定，为使成键轨道在对称性一致基础上最大程度的重叠，需要具有方向性
分子轨道理论中对称性一致不用考虑正负对不对上
价键理论一般写成正对正
不能形成共价键
4、共价键的键型
“头碰头”
反对称
”肩并肩“
以N2为例
5、键参数
化学键简单表述的物理量
键能
多原子分子求键能
NH3为例
为什么D1>D2>D3？
键长
分子中成键两原子核之间的距离叫键长
键长越小，化学键越强
键角
键角是分子中键轴和键轴之间的夹角
在多原子分子中才涉及键角
键角是决定分子几何构型的重要因素
6、杂化轨道理论（已知构型去解释为什么有这种构型）
经过激发，原子轨道不一致
在成键过程中，轨道之间的夹角是怎样形成的？
价键理论难以解释
杂化轨道理论则可以解释
杂化概念
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，形成一组新的原子轨道
过程：轨道的杂化
新的轨道：原子轨道
独立
杂化轨道的数目、形状、成分和能量
①数目等于参加杂化的轨道的数量
实质就是波函数的线性组合，得到新的波函数——杂化轨道的波函数
②轨道角度分布
sp轨道 1/2s 1/2p
sp2轨道 1/3s 2/3p
s和p之间形成的杂化轨道，其能量高于s，低于p
其中p的成分越多能量越高
③空间分布
sp杂化 两条轨道 直线型分布
sp2杂化 三条轨道 正三角形
sp3杂化 四条轨道 正四面体
sp3d杂化 5条轨道 三角双锥
sp3d2杂化 6条轨道 正八面体
用杂化轨道理论解释构型
sp杂化
①sp杂化
BeCl2
CH3
乙炔 一个1键，2个2键
CO2 直线型
结论
①分子构型由1键决定
②2键在1键基础上形成
②sp2杂化
BCl3 正三角形
乙烯
有一个1键，有一个2键，所以是双键
苯 平面正六边形
这与实验不同
离域Π键
③sp3杂化
CH4 正四面体
1键决定了构型，2和3都是在1的基础上形成的
spd杂化
①sp3d 杂化
PCl5 三角双锥型
②sp3d2杂化
SeF6 八面体
等性杂化 杂化轨道能量相等
不等性杂化 杂化轨道能量不相等
不看没参加杂化的轨道
与中心成键的配体不同，也将影响键角，从而导致各条杂化轨道的成分和能量不相等。
H2O
孤电子对的作用，负电比较集中，迫使成键键角变小
NH3
7、价层电子对互斥理论（面对化合物判断几何构型）
应用范围：
①ABn型分子及离子
②可以归为ABn型的分子及离子
A称为中心
B称为配体
n为配体的个数
配体B均与A由键联关系
A和B一般为主族元素的原子
