1、杂化轨道理论(图解）一、原子轨道角度分布图二、共价键理论和分子结构、共价键理论简介、经典的化学键电子理论：1916年德国化学家柯塞尔(Kossel)和1919年美国化学家路易斯(Lewis)等提出了化学键的电子理论。他们根据稀有气体原子的电子层结构特别稳定这一事实，提出各元素原子总是力图（通过得失电子或共用电子对）使其最外层具有电子的稳定结构。柯塞尔用电子的得失解释正负离子的结合。路易斯提出，原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键(covalentkuveilentbondbnd)。用黑点代表价电子（即最外层s，p轨道上的电子），可以表示原子形成分子时共用一对或若干对电子以满足稀有气体
2、原子的电子结构。为了方便，常用短线代替黑点，用“”表示共用对电子形成的共价单键，用“”表示对电子形成的共价双键，“”表示对电子形成的共价叁键。原子单独拥有的未成键的电子对叫做孤对电子(lonelunpairpelectronilektrn)。Lewis结构式的书写规则又称八隅规则（即电子结构）。评价贡献：Lewis共价概念初步解释了一些简单非金属原子间形成共价分子的过程及其与离子键的区别。局限性：、未能阐明共价键的本质和特性；、八隅规则的例外很多。PCl5SF6BeCl2BF3NO，NO2中心原子周围价电子数101246含奇数价电子的分子、不能解释某些分子的性质。含有未成对电子的分子通常是顺磁
3、性的（即它们在磁场中表现出磁性）例如O2。、1927年德国的海特勒Heitler和美籍德国人的伦敦London两位化学家建立了现代价键理论，简称VB理论（电子配对法）。1931年，鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念，获1954年诺贝尔化学奖。、1928年1932年，德国的洪特(F.Hund)和美国的马利肯(R.S.Mulliken)两位化学家提出分子轨道理论，简称MO理论。马利肯(R.S.Mulliken)由于建立和发展分子轨道理论荣获得1966年诺贝尔化学奖。MO法和VB法是两种根本不同的物理方法；都是电子运动状态的近似描述；在一定条件下它们具有等价性。lO2：2O原子电子
5、、价键法（VB法）价键理论一：、要点：、共价键的形成条件：、先决条件：原子具有未成对电子；、配对电子参与成键的原子轨道要满足对称匹配、能量相近以及最大重叠的原则；、两原子具有成单的自旋相反的电子配对，服从保里不相容原理。、共价键的本质：是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子使能量降低而成键。、共价键的特征：、饱和性，一个原子有几个未成对电子（包括激发后形成的未成对电子），便和几个自旋相反的电子配对成键；而未成对电子数是有限的，故形成化学键的数目是有限的。、根据原子轨道最大重叠原理，原子轨道沿其角度分布最大值方向重叠，即共价键具有一定的方向性。、共价键的类型：单键、双键和叁键
6、。、键和键。重叠方式重叠方向重叠部分重叠程度键能电子能量键的强度化学活泼性键“头碰头”沿键轴方向重叠圆柱形对称，集中在两核之间沿键轴分布，可绕键轴旋转大小较低较大不活泼，比键稳定键“肩并肩”原子轨道的对称轴互相平行分布在通过键轴的一个平面上下方，键轴处为零，不可绕轴旋转，“上下”形状对称（像“两块冬瓜”），垂直于键轴。小大较高较小活泼，易发生化学反应、键：沿键轴方向重叠，呈圆柱形对称，称为轨道，生成的键称为键是希腊字母，相当于英文的s，是对称Symmetrysimitri这个字的第一个字母）。键形成的方式：、键：两个p轨道彼此平行地重叠起来，轨道的对称面是通过键轴的平面，这个对称面就叫节面，这
10、才能进行杂化，孤立的原子不可能发生杂化。、只有能量相近的轨道才能互相杂化。常见的有：nsnpnd，(n-1)dnsnp；、杂化前后，总能量不变。但杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠，即杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力增强，形成的化学键的键能大。这是由于杂化后轨道的形状发生了变化，电子云分布集中在某一方向上，成键时轨道重叠程度增大，成键能力增强。、杂化所形成的杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道的数目，亦即杂化前后，原子轨道的总数不变。、杂化轨道的空间构型取决于中心原子的杂化类型。不同类型的杂化，杂化轨道的空间取向不同，即一定数目和一定类型的原子轨道间杂化所得到的杂化轨道
11、具有确定的空间几何构型，由此形成的共价键和共价分子相应地具有确定的几何构型。什么叫杂化？同一原子的能量相近的原有的原子轨道“混杂”起来，重新组合形成新轨道的过程，叫做杂化。什么叫杂化轨道？新组合的原子轨道叫做杂化轨道。为什么要杂化？杂化轨道形成的化学键的强度更大，体系的能量更低。杂化的动力：受周围原子的影响。为什么杂化后成键，体系的能量降低？杂化轨道在一个方向上更集中，便于轨道最大重叠。杂化轨道的构型决定了分子的几何构型：杂化轨道有利于形成键，但不能形成键。由于分子的空间几何构型是以键为骨架，故杂化轨道的构型就决定了其分子的几何构型。l杂化的规律l杂化前后轨道数目不变，空间取向改变；l
12、杂化轨道能与周围原子形成更强的键，或安排孤对电子，而不会以空的杂化轨道存在。l杂化后轨道伸展方向、形状发生改变，成键能力增强，成键能力大小顺序（s成分越多成键能力越强）sp 14、角双锥形四方锥形杂化轨道数目455杂化轨道类型d2sp3,sp3d2dz2,d(x2-y2)sp3d3空间几何构型正八面体形五角双锥形杂化轨道数目67杂化轨道类型dpsddp2，d2sd3s空间几何构型直线型弯曲型，平面三角形正四面体形杂化轨道数目2234杂化轨道类型d4s,d2sp2d3p3d4spd4sp3空间几何构型四方锥形反三角双锥形三棱柱型十二面体形杂化轨道数目5668MX2spMX3sp2MX4sp3MX5dsp3MX6d2sp3dsp2d2sp2sp3d2sp杂化轨道：是1个ns轨道与1个np轨道杂化形成2个sp杂化轨道。BeCl2的成键过程，Be原子的杂化。两个sp杂 16、BeCl2，在1273K完全离解。固态BeCl2具有无限长链结构。在BeCl2(g)中Be为sp杂化，直线型。在双聚体(BeCl2)2(g)中Be为SP2杂化。在固态BeCl2中Be为SP3杂化。直线型：CO2，BeCl2，Ag(NH3)2+，HgCl2，ZnCl2，HCCH（C原子sp杂化）；平面三角形：BF3，SO3(g)，NO-3，CO2-3，H2C=CH2（C原子sp2杂化）；正四面体形：CH4，SO2-4，SiF4，NH4+，Zn(NH3)42+；ClO4-，MnO-4，MnO2-4(Mn原子d3s杂化）；平面正方形：Cu(NH3)42+，Zn(CN)42-，PdCl42 17、-；三角双锥形：PCl5，Fe(CO)5；四方锥形：Sb(C6H5)5；正八面体形：SF6，Fe(CN)63-，FeF3-6，AlF3-6；五角双锥形：IF7；、等性杂化与s-p型不等性杂化、等性杂化：由不同类型的原子轨道“混合”起来，重新组合成一组完全等同的杂化轨道的过程称为等性杂化，形成的轨道为等性杂化轨道。各个杂化轨道的形状和能量完全相同。条件：当成键原子中参与杂化的原子轨道上的电子数目等于杂化轨道数目，且与之成键的原子也完全相同，其杂化就是等性杂化。例如，CH4和CCl4与中心原子键合的是同一种原子，分子呈高度对称的正四面体构型，其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别，这种杂化类型叫 18、做等性杂化。、不等性杂化：由不同类型的原子轨道“混合”起来，重新组合成一组不完全等同的杂化轨道（形成的杂化轨道的能量不完全相等，所含的成分也不完全相同）的过程称为不等性杂化，形成的轨道为不等性杂化轨道。参与杂化的原子轨道中存在孤对电子，则形成的杂化轨道的形状和能量不完全相同。条件：、当成键原子中参与杂化的原子轨道上的电子数目等于杂化轨道数目，但是与之成键的原子不完全相同，其杂化就是不等性杂化。例如，CHCl3和CH2Cl2(另一种看法是：等性杂化并不表示形成的共价键等同。例如，CHCl3为变形四面体，分子中三个CCl键与CH键并不等同，但C采取的杂化方式仍是sp3等性杂化。)、当成键原