分子结构和共价键理论课件.ppt

人教版小学数学一年级上册数学全套课件.pptx（494页）

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1、20 世纪 30 年代前后，量子力学理论的建立及其在化学领域的应用，使得化学键理论及分子结构的研究工作得到飞速发展。,第 6 章 分子结构和 共价键理论,20 世纪 30 年代前后，量子力第 6,化学键的键能一般在一百到几百千焦每摩尔。,多原子分子或离子内部原子之间的结合力一般是共价键。,化学键的键能一般在一百到几 多,本章主要介绍经典共价键理论和现代共价键理论以及共价键与分子或离子几何构型的关系。,本章主要介绍经典共价键,6.1 路易斯理论,1916 年，美国科学家路易斯（Lewis）提出共价键理论。,6.1 路易斯理论,理论认为同种元素的原子之间以及电负性相近的元素的原子之间可以通过共用电

2、子对形成分子,理论认为同种元素的原子之间,通过共用电子对形成的化学键称为共价键。,形成的分子称为共价分子。,通过共用电子对形成的化学键,在分子中，每个原子均应具有稳定的稀有气体原子的 8 电子外层电子构型（He 为 2 电子），习惯上称为“八隅体规则”。,在分子中，每个原子均应具有,但达到这种结构，可以不通过电子转移形成离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。,但达到这种结构，可以不,每一个共价分子都有一种稳定的符合“八隅体规则”的电子结构形式，称为路易斯结构式。,每一个共价分子都有一种,通过共用一对电子，每个 H 均成为 He 的电子构型，形成一个共价键。,例如 H+H=,又如ClHH

3、+Cl,分子结构和共价键理论课件,也可以用“”代表一对共用电子或一个共价键。如,HC=OHHCHON O,路易斯的共价键概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子或离子的过程，并明确地表现出其与离子键的区别。,路易斯的共价键概念初步解释了,但 Lewis 没 有说明共价键的实质，所以理论适应性不强。,在解释 BCl3，PCl 5 等分子的成键时，遇到困难。,但 Lewis 没 有说明共价键的实,BCl3,因为其中的原子未全部达到稀有气体的电子构型,PCl 5,BCl3 因为其中的原子未全部达到稀PCl 5,1927 年，Heitler 和 London 用量子力学处理氢气分子 H2，揭示了

4、两个氢原子之间的化学键的本质。,6.2 价键理论,使共价键理论从经典的 Lewis 理论发展到今天的现代共价键理论。,1927 年，Heitler 和 L,6.2.1 共价键的本质,量子力学计算表明，两个具有 1s1 电子构型的 H 彼此靠近时，,两个 1s 电子以自旋相反的方式形成电子对，使体系的能量降低。,6.2.1 共价键的本质,横坐标 H 原子间的距离,纵坐标 体系的势能 V,rV0Dro 横坐标 H 原子,且以 r 时的势能值为纵坐标的零点。,且以 r 时的势能值rV0,从图中可以看出，r=r0 时，V 值最小。,从图中可以看出，r=r0 时，rV,r=r0 时，V=D（D 0，D

5、0）,r=r0 时，V=D rV0,这表明 r=r0 时，时两个 H 原子之间形成了化学键。,这表明 r=r0 时，时两个 H,这种状态称为氢分子的基态。,这种状态称为氢分子的基态。rV0Dro,计算还表明，若两个 1s 电子以相同自旋的方式靠近，则 r 越小，V 越大。,计算还表明，若两个 1s 电子以相同rV0,两个 1s 电子以相同自旋的方式靠时，不形成化学键。,两个 1s 电子以相同自旋的rV0Dro,两个 1s 电子以相同自旋的方式靠近。此时，能量不降低。见红线。,两个 1s 电子以相同自旋的方式rV0Dr,这种不稳定的状态称为氢分子的推斥态。,这种不稳定的状态称为氢分子rV0Dro

6、,量子力学计算结果表明，基态分子中两核之间的电子概率密度 2 远远大于推斥态分子中核间的电子概率密度。,2 r2 r 量子力学计算结果表明,由于自旋相反的两个电子的电子云密集在两个原子核之间，降低了两核之间的正电排斥，使系统能量降低，从而能形成稳定的共价键,由于自旋相反的两个电子的电子云,推斥态的两个电子的电子云在核间稀疏，几率密度几乎为零，体系的能量升高，所以不能成键。,推斥态的两个电子的电子云在,从共价键形成来看，共价键的本质是电性的。,从共价键形成来看，共价,共价键的结合力是两个原子核对共用电子对形成负电区域的吸引力，而不是正负离子之间的库仑作用力。,共价键的结合力是两个原子,6.2.2 价键理论要点,1930 年鲍林等人发展了量子力学对氢分子成键的处理结果，建立了现代价键理论。,6.2.2 价键理论要点,若 A，B 两原子各有一个成单电子，,当 A，B 相互接近时，两电子以自旋相反的方式结成电子对。,1.共价键的形成,若 A，B 两原子各有一个成,条件是：两个电子所在的原子轨道能量相近，对称性相同。,于是体系能量降低，即形成化学键。,一对电子形成一个共价键。,条件是：两个电子所