化學鍵分子間力高分子材料★

化學鍵——分子或晶體中相鄰原子或離子間的強烈吸引作用力★化學鍵的基本類型：

離子建、共價鍵、金屬鍵1.離子鍵與離子結構1）離子鍵的形成與特性一、化學鍵2)離子鍵的特征:★離子鍵的本質是靜電作用力，只有電負性相差較大的元素之間才能形成離子鍵。

★離子鍵是極性鍵。

★離子鍵無方向性，無飽和性。2）離子的電子層結構2.共價鍵與離子結構1）概述共價鍵形成的根本動力是：原子中電子能級(體系能量)在形成分子后，會進一步降低：ABB原子A原子B分子AEH2Cl2N2HClH2O--------1.Lewis共價鍵概念——共用電子對例Cl2:17Cl1s22s22p63s23p5C2H2：

6C1s22s22p2BF3：

9F1s22s22p55B1s22s22p1

Cl─ClH-C≡C-H

F│B

╱╲FF（價鍵理論）電子配對分子軌道雜化理論（指原子軌道雜化）研究原子結合形成分子的理論方法,目前主要有兩種：價鍵(ValenceBondTheory，

VB)理論

和

分子軌道(MoleculeOrbitalTheory,MO)理論MO的數學處理較容易,因此在理論化學界更受重視但MO物理圖象不如VB理論清晰,一般的化學工作者,從定性的角度，更易接受VB理論的描述和結論不過,VB理論尚不如MO理論完善(MO不是本課程的要求)這里只概略介紹VB理論的基本思想和主要結論2）價鍵理論：海特勒和倫敦二人提出原子的排斥態和基態的概念。隨著量子力學的發展，進一步發展成為雜化軌道理論。兩個氫原子的1s電子自旋方向相同(推斥態)兩個氫原子的1s電子自旋方向相反（基態）（1）氫分子共價鍵的形成——共價鍵的本質E/kj.molEA

ES★

共價鍵——原子之間由于成鍵電子的原子軌道發生重疊而形成的化學鍵r=74pm(a0=53pm)Es=-458kj·mol-1能量曲線

R/pm排斥態基態4、原子軌道重疊程度越大，共價鍵越牢固。

——原子軌道最大重疊原理（2）理論要點1、自旋相反的單電子配對成鍵，有單電子的原子靠近時，e以自旋相反的方式配對成鍵——電子配對原理

表明:有多少單電子,能形成多少個鍵

化學鍵的飽和性2、原子形成分子時，按電子云重疊最大的方向成鍵

化學鍵的方向性3、原子軌道同號重疊;價軌道能量接近原則(都容易滿足)++yxy-+-yxy--++yxy++--二者都滿足:

最大重疊、同號重疊。

鍵(頭對頭)e云在核連線軸線上密度最大

鍵(肩并肩)e云在與核連線垂直的平面上密度最大ψ=-ψ,∵|ψ|2=|-ψ|2yx++-yx++-如上圖等等，則不允許：

異號非最大重疊（3）共價鍵的特征飽和性——一個電子與另一個自旋反向的電子配對后，不能再與第三個電子配對成

方向性——沿軌道的伸展方向重疊,同號重疊

例H2S16S：3s23p4

H：1s1

↑↓↑↑

↑↓3px3py3pz

3s

共價鍵的極性

極性共價鍵——成鍵原子的電負性不同共價鍵HClH2

非極性共價鍵——成鍵原子的電負性相同

H2Cl2（4）共價鍵的類型1）σ鍵

2）π鍵兩種共價鍵的區別

119.3o180o120o104.5o107.3o109.47o如:SO2CO2C6H6H2ONH3CH43）雜化軌道理論

既然在路易斯的基礎上，結合軌道雜化理論采用量子力學的計算方法進一步發展為VB（電子配對法）法，其實，電子配對過程就是原子軌道雜化的過程，前者引起了后者，因此，必要對原子軌道的雜化過程作一了解。

1932年美國化學家鮑林提出了雜化軌道理論。

如s與p亞層的能量就接近，因此可雜化s+px電子云

定義:

(原子在相互結合成鍵過程中,原來能量接近)的原子軌道要重新混合,形成新的原子軌道,稱為雜化軌道

雜化

雜化軌道理論要點sp雜化sp2雜化雜化的類型有：雜化軌道的形狀如何判斷分子中原子是否雜化和采用何種雜化？原則是:

1、有機分子中C原子都雜化,因為C總是4價而不是2價2、化學鍵數目超過中心原子的單電子數，也都雜化3、實測幾何構型與VB理論預期不符合時,如H2O、NH3；記住這2個特例,推斷其它,舉一反三

4、雜化軌道都形成

鍵

因為：VB要求最大重疊，而除s外，p只能頭對頭[1個]和肩并肩。肩并肩要求軌道平行，而1條雜化軌道一旦形成

鍵，其余并不具備相互平行的條件又因為兩個原子之間只能有一個

鍵，所以中心原子與多少個其它原子相連接，必定有多少個

鍵，這便是雜化軌道的數目

我們已經十分清楚：對于等性雜化，sp、sp2、sp3分別有2、3、4條雜化軌道；反之，有2、3、4條雜化軌道，必然對應sp、sp2、sp3雜化解：

由于分子中C1和C2分別連接4個和3個其它原子，因此雜化軌道數分別是4和3,從而C1采取sp3和C2sp2雜化，由此可以確定C1周圍的鍵角接近109o28’;C2周圍的鍵角接近120o分子形狀如圖所示:

H

H||H

C1

C2

O|H

~120o~109.5o

例：判斷CH3CHO的結構式、各鍵角的近似值,畫出分子形狀示意圖二、分子間力和氫鍵

1.分子間作用力：色散力、誘導力、取向力特點：（1）本質——弱的靜電引力（2）分子間作用力較弱分子間力＜10kj·mol-1

共價鍵鍵能：102

kj·mol-1

離子鍵晶格能：102~103

kj·mol-1（3）分子間力作用范圍5×10-10pm非極性分子之間極性和非極性分子之間極性分子之間色散力誘導力三、高分子材料作業：P112練習題之1（1.2.3）、2、3題

本章小結知識要點：?

測不準原理，原子核外電子運動的不確定性；?電子運動的特征：波粒二象性；?波函數表達的意義，原子軌道（指核外電子可能出現的空間范圍而不是軌跡）；?四個量子數的符號和表示的意義，電子組態表示的意義；?多電子原子能級次序和能級交錯，核外電子排布原則及方法，原子核外電子排布式及原子和離子的外層電子排布式，未成對電子數；?核外電子排布和元素周期律間的關系，屏蔽效應和有效核電荷的確定方法，周期表的劃分，理解元素金屬性、非金屬性的變化規律；?一些金屬化合物合金（混合物合金、固溶體合金）的性質并了解其原因和應用；?原子的基態、激發態和能級躍遷，光譜分析，可見、紫