1、1 分子结构 2 根据氢原子的薛定谔方程 两个自旋相反的电子互相靠近 能量最低 氢分子的形成 斥态 电子自旋相同的原子轨道重叠时 形成斥态 核间的电子密度低 故能量较高 电子自旋相反的两个原子轨道重叠 形成基态 核间的电子密度大增 能量最低 基态 3 基态氢原子的核间距为84pm 两原子的距离小于它们的半径之和说明原子轨道发生了重叠 两个氢原子的未成对电子靠近时 系统能量的变化图 4 原子轨道重叠的几种方式 5 共价键的类型根据原子轨道重叠方式的不同 共价键可分为 键和 键两种主要类型 键 成键的两个原子轨道沿键轴方向 以 头碰头 的方式发生重叠 其重叠部分集中在键轴周围 对键轴呈圆柱形对称性
2、分布 即沿键轴旋转任何角度 形状和符号都不会改变 这种共价键键称为 键 6 键 成键的原子轨道沿键轴方向 以 肩并肩 的方式发生重叠 其重叠部分对通过键轴的某一特定平面 如xOy平面或xOz平面 呈镜面反对称性 即重叠部分的形状在镜面的两侧是对称的 但镜面两边的符号正好相反 这种重叠方式得到的重叠区域对称地分布在镜面两侧 而镜面平面为其节面 即在键轴上轨道重叠为零 这种共价键键称为 键 7 杂化轨道的类型由于成键原子所具有的价层轨道的类型和数目不同 成键情况也不同 杂化轨道具有不同的类型 现着重介绍s轨道与p轨道间杂化的几种类型 sp杂化 sp杂化是指由一个ns轨道和一个np轨道组合形成两个相
3、同的sp杂化轨道 每个sp杂化轨道含有和的成分 sp杂化轨道间的夹角为180 8 Be原子轨道sp杂化及BeCl2分子的空间结构 9 每个sp杂化轨道含有1 2S轨道成分和1 2P轨道成分 sp杂化轨道间的夹角为180 呈直线型结构 10 sp2杂化 sp2杂化是由一个ns轨道和两个np轨道组合形成三个完全相同的sp2杂化轨道 每个sp2杂化轨道含有和的成分 杂化轨道间的夹角为120 B原子轨道sp2杂化及BF3分子的空间结构 11 BF3中 B电子构型 2s22p1 BF3 sp2杂化 三角形分子 每个SP2杂化轨道含有1 3S轨道成分和2 3P轨道成分 SP2杂化轨道间的夹角为120 呈平
4、面三角形结构 12 sp3杂化 sp3杂化是由一个ns轨道和三个np轨道组合形成四个完全相同的sp3杂化轨道 每个sp3杂化轨道含有s 4和3p 4的成分 sp3杂化轨道间的夹角为109 5 C原子轨道sp3杂化及CH4分子的空间结构 13 CCl4中 C电子构型 2s22p2 CCl4 sp3杂化 四面体分子 每个SP3杂化轨道含有1 4S轨道成分和3 4P轨道成分 SP3杂化轨道间的夹角为109 28 呈正四面体构型 14 由s轨道和p轨道形成的杂化轨道和分子的空间构型列于下表中 15 N原子的不等性sp3杂化和NH3分子的空间结构 16 H2O分子中 O原子电子构型 2s22p4 17 同样 氨分子中 有一个孤电子对和三对成键电子 其具有角锥型分子构型 NH3分子中 N原子电子构型 2s22p3 18 两个C原子发生sp2杂化 各留有一个p电子未参与杂化 乙烯 H2C CH2 两个C原子的P电子垂直与sp2三角形平面 肩并肩重叠形成 键 每个C原子的三个sp2杂化轨道 一个与另一C原子 两个与H原子形成 键 19 每个C原子的两个sp杂化轨道 一个与另一C原子 另一个与H原子形成 键 两个C原子的剩余两个P电子均垂直于 键 肩并肩重叠形成两个 键 乙炔 HC CH 两个C原子发生sp杂化 每个C原子各留有两个未参与杂化的相互垂直的p电子
