《医用化学》课程电子教案（PPT教学课件）第六章 化学键和分子结构

第六章化学键和分子结构 本章知识点与考核要求 离子键 •共价键 价层电子对互斥理论 杂化轨道理论 •分子间的作用力

第六章 化学键和分子结构 本章知识点与考核要求 •离子键 •共价键 •价层电子对互斥理论 •杂化轨道理论 •分子间的作用力

什么是化学键 Pauling L在《The Nature of The Chemical Bond》 中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原 子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够 稳定的、可被化学家看作独立分子物种的聚集体 ，它们之间就存在化学键。简单地说，化学键是 指分子内部原子之间的强相互作用力

什么是化学键 Pauling L在《The Nature of The Chemical Bond》 中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原 子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够 稳定的、可被化学家看作独立分子物种的聚集体 ，它们之间就存在化学键。简单地说，化学键是 指分子内部原子之间的强相互作用力

第一节 离子健 一、离子键的形成 以NaCI为例： 第一步 电子转移形成离子： Na -e Na+ C1 eC1- 相应的电子构型变化： 2s22p63s12s22p6,3s23p53s23p6 形成Ne和Ar的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。 第二步靠静电吸引，形成化学键。 形成条件：一般电负性相差1.7以上

第一节 离子键 一、离子键的形成 第一步 电子转移形成离子： Na － e Na+ ， Cl + e Cl- 相应的电子构型变化： 2s 2 2p 6 3s 1 2s 2 2p 6 ， 3s 2 3p 5 3s 2 3p 6 形成Ne和Ar的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。 以 NaCl 为例 : 第二步 靠静电吸引，形成化学键。 形成条件：一般电负性相差1.7以上

二、离子键的特征 ●本质是静电引力（库仑引力） ●没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定) NaCI CsCI

二、离子键的特征 ● 本质是静电引力（库仑引力） ● 没有方向性和饱和性（库仑引力的性质所决定） NaCl CsCl

三、离子的特征 (一)离子电荷(charge) 0 正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中性原 子失去电子数目。 ·负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于中性 原子获得电子的数目；出现在离子晶体中的负离子还 可以是多原子离子(S042)。 (二)离子的电子构型 稀有气体组态(8电子和2电子组态) 拟稀有气体组态(18电子组态)Ag+、Zn2+ 含惰性电子对的组态(18+2电子组态)S2+、B3+ 不规则组态9~17电子组态)Fe3+、Cr3+

三、离子的特征 (一) 离子电荷 (charge) • 正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中性原 子失去电子数目。 • 负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于中性 原子获得电子的数目;出现在离子晶体中的负离子还 可以是多原子离子(SO4 2- )。 （二）离子的电子构型 稀有气体组态(8电子和2电子组态) 拟稀有气体组态(18电子组态) Ag+ 、Zn2+ 含惰性电子对的组态(18＋2电子组态)Sn2+ 、Bi3+ 不规则组态(9～17电子组态) Fe3+ 、 Cr3+

(三)离子半径(radius) (1)同一元素的阴离子半径大于原子半径；而阳离子 半径小于原子半径；同一元素正离子而言，半径随 离子电荷升高而减小。 例如：Fe3+F>Na+>Mg2+>A3+ (3)对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上 而下增大。例如： Lit<Nat<K+<Rbt<Cst; F<CI<Br<I

(三)离子半径 (radius) （1）同一元素的阴离子半径大于原子半径；而阳离子 半径小于原子半径；同一元素正离子而言, 半径随 离子电荷升高而减小。 例如: Fe3+＜Fe2+ （2）对等电子离子而言，半径随负电荷的降低和正电 荷的升高而减小。 例如： O2-＞F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+ （3）对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上 而下增大。例如： Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+； F-＜Cl-＜Br-＜I -

第二节共价键的价键理论 1916年，美国科学家Lewis提出共价键理论。 认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋 势，求得本身的稳定。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，还可以通过共 用电子对来实现。 以HC的形成为例： H*+.CI: 这种以共有电子对的方式结合的化学键， 称为共价键

第二节 共价键的价键理论 以HCl的形成为例： H* + Cl: * . . H Cl . . : 这种以共有电子对的方式结合的化学键， 称为共价键。 1916 年，美国科学家Lewis 提出共价键理论。 认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋 势，求得本身的稳定。 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，还可以通过共 用电子对来实现

Lewis的贡献，在于提出了一种不同于离 子键的新的键型，解释了电负性差值比较小的 元素之间原子的成键事实。 但Lewis没有说明这种键的实质，所以适 应性不强。在解释BCI3,PCIs等其中的 原子未全部达到稀有气体结构的分子时，遇到 困难。 CI CI:P:CI CI:B:CI ●●】 ci 'cl CI

Lewis 的贡献，在于提出了一种不同于离 子键的新的键型，解释了电负性差值比较小的 元素之间原子的成键事实。 但 Lewis 没有说明这种键的实质，所以适 应性不强 。 在解释 BCl 3 ， PCl 5 等其中的 原子未全部达到稀有气体结构的分子时，遇到 困难。 Cl B Cl Cl Cl P Cl Cl Cl Cl

一、共价键的本质 1927年，Heitler和London用量子力学处理氢 气分子H2,解决了两个氢原子之间的化学键的本质 问题，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。 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。 H2中化学键本质，可以认为是电子自旋相反 成对，造成体系的能量降低

一、共价键的本质 1927年，Heitler 和 London 用量子力学处理氢 气分子 H2 ，解决了两个氢原子之间的化学键的本质 问题，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。 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。 H2 中化学键本质，可以认为是电子自旋相反 成对，造成体系的能量降低

从电子云的观点考虑，可认为H的1s轨道在两核间重 叠，使电子在两核间出现的几率大，形成负电区。两核吸 引核间负电区，使2个H结合在一起。 H H 将对H,的处理结果推广到其它分子中，形成了以量 子力学为基础的价键理论。 ·A、B两原子各有一个成单电子，当A、B相互接近时， 若两个电子所在的原子轨道能量相近，对称性相同， 则可以相互重叠，两电子以自旋相反的方式结成电子 对。于是体系能量降低，形成共价键。 共价键的本质是电性的

从电子云的观点考虑，可认为H 的 1s 轨道在两核间重 叠，使电子在两核间出现的几率大，形成负电区。两核吸 引核间负电区，使 2 个 H 结合在一起。 • 将对 H2 的处理结果推广到其它分子中，形成了以量 子力学为基础的价键理论。 • A、B 两原子各有一个成单电子，当 A、B 相互接近时， 若两个电子所在的原子轨道能量相近，对称性相同， 则可以相互重叠，两电子以自旋相反的方式结成电子 对。于是体系能量降低，形成共价键。 • 共价键的本质是电性的