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1、 5-6 5-6 共价键理论共价键理论 分子中原子间通过分子中原子间通过共享电子对共享电子对结合而形成的化学键。结合而形成的化学键。一、一、价键理论价键理论1 共价键的本质共价键的本质 由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过叠加），原子间通过共用共用自旋相反的电子对自旋相反的电子对使能量降低而成键。使能量降低而成键。a 电子配对原理;b 能量最低原理;c 原子轨道最大重叠原理。2 2 共价键形成的原理共价键形成的原理 19271927年，年，德国化学家德国化学家HeitlerHeitler 和和London VBLondon VB法法3 3
2、共价键的主要特点共价键的主要特点 a 共价键的形成是核对共用电子对的吸引力;b 电子对在两核周围的空间运动在两核间空 间出现的几率最大;c 共价键数与原子的成单电子数相同；d 饱和性;e 方向性。4 4 共价键的类型共价键的类型划分标准：划分标准：原子轨道重叠方式（1）键键 “头碰头头碰头”方式重叠方式重叠 原子核连线为对称轴原子核连线为对称轴（2）键键 “肩并肩肩并肩”方式重叠方式重叠穿过原子核连线有一节面穿过原子核连线有一节面（3）两种键的比较 键的键能小于 键键能，键活泼；在化学反应中易断裂，键电子容易参加化学反应；在形成共价键时，原子轨道的重叠必须是同号区域重叠；相邻两原子间形成单键时
3、，往往是键；形成双键或参键时，其中一个是键，其余的都是键。共用电子对由成键原子中的一方单独提供形成的化学键。(4)配位键：配位键：配位 键配位 键其中一个原子的价电子层有孤电子对（即未共用的电子对）；另一个原子的价电子层有可接受孤电子对的空轨道。配位键形成条件：价价键键理理论论可阐明共价键的形成过程和本质，并成功解释了共价键的方向性、饱和性等特点；为了解释多原子分子的空间结构为了解释多原子分子的空间结构，鲍林于1931年在价键理论的基础上，提出杂化轨杂化轨道理论道理论，从而补充和发展了价键理论。二、轨道杂化理论二、轨道杂化理论价键理论缺陷：价键理论缺陷：在解释分子空间结构方面却遇到困难。杂化轨
4、道理论认为中心原子在形成多原子分子物质时，为了使得中心原子的成键数目最多，并且成键后分子的构型最稳定，其原子轨道采取“杂化”的形式。1 1 杂化轨道理论要点杂化轨道理论要点（1）在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型、能量相近的原子轨道混混合合起来，重新组组合合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫杂化杂化。所形成的新轨道叫杂化轨道杂化轨道。2s2pC原子基态sp3杂化杂化态2s2pC原子激发态sp3-s成键激发激发杂化杂化轨道重叠轨道重叠（4）不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不同。（2）形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目；（3）杂化轨道空间伸展方向发生改变，轨道有更强
5、的方向性和更强的成键能力；由此杂化轨道的由此杂化轨道的类型决定类型决定了分子的了分子的空间几何构型空间几何构型。sp 直线型直线型 键角180 CO2,C2H2sp2 平面三角形平面三角形 键角120 BF3,NO3-,C6H6,C2H4sp3 正四面体形正四面体形 键角109 28 CH4,H2O,NH3dsp2 平面四方形平面四方形 键角90 Ni(CN)42-dsp3(sp3d)三角双锥三角双锥 120和90 PCl5d2sp3(sp3d2)正八面体正八面体 90 SF62 2 杂化轨道的类型及分子的空间构型杂化轨道的类型及分子的空间构型(1)sp(1)sp杂化杂化激激发发杂杂化化2s2
6、pB原子基态2p2s激发态sp2杂化杂化态sp2-p (2)sp(2)sp2 2杂化杂化2s2pC原子基态2p2s激发态sp3杂化杂化态sp3-s (3)sp(3)sp3 3杂化杂化甲烷甲烷(4)不等性杂化及有关分子结构杂化均均由具有未成对电子的轨道参加，称为等性杂化，各杂化轨道所含s、p轨道成分相等；若具有孤孤对对电电子子的的原原子子轨轨道道参与杂化，形成的杂化轨道所含s和p轨道的成分不同，称为不等性杂化。2s2pN原子基态sp3杂化杂化态HNH=10718在四条杂化轨道中，由孤对电子所占轨道只参加杂化不参加成键，故含s成份大于 ，含p成份小于 ；而成键的三条轨道含s成份小于 ，含p成份大于
7、 。14s14s34p34p2s2pO原子基态sp3杂化杂化态HOH=104.5在四条杂化轨道中，由孤对电子所占轨道只参加杂化不参加成键，故含s成份大于 ，含p成份小于 ；而成键的三条轨道含s成份小于 ，含p成份大于 。14s14s34p34p(1)在形成多原子分子时，能量相近能量相近的原子轨 道发生混合，重新形成能量相同的杂化轨道；(2)杂化轨道数目与参与杂化的原子轨道数目原子轨道数目 相等相等，杂化轨道有确定的伸展方向伸展方向；(3)杂化分等性杂化等性杂化和不等性杂化不等性杂化；(4)杂化轨道成键能力增强成键能力增强 p sp3 sp2 sp s成分越多，成键能力越强；3 3 杂化轨道理论小结杂化轨道理论小结