第二章物质结构基础 1
1
2.1原子结构与化学键理 论 2.1.1不同历史时期的原子结构模型 2.1.2化学徒、离子键与共价键 2.1.3价层电子对互斥理论 2.1.4杂化轨道理论-价健理论的改进 2.1.5分子轨道理论 2.1.6金属键理论
2 2.1 原子结构与化学键理 论 2.1.1 不同历史时期的原子结构模型 2.1.2 化学键、离子键与共价键 2.1.3 价层电子对互斥理论 2.1.4 杂化轨道理论-价键理论的改进 2.1.5 分子轨道理论 2.1.6 金属键理论
2.1.4 杂化轨道理论 价键理论对多原子分子的分子构型以及键角的解释很困难。不能解释H2O、NH3、 CH4等的分子结构和键角 CH4形成的过程中，C原子的电子曾有过如下的激发步骤，以得到 4个单电子。 电子激发 个 2p 2p 2s 2s 显然，这4个单电子所在原子轨道不一致。利用这些原子轨道与4 个H原子形成的化学键，应该不完全相同，也不应该指向正四面体 的四个顶点。CH,为什么是正四面体结构？ AICl3键角120°，NH4+键角109°28'。在成键过程中，轨道之间 的夹角是怎样形成的？ 3
CH4 形成的过程中， C 原子的电子曾有过如下的激发步骤，以得到 4 个单电子。 电子激发 2p 2s 2p 2s 显然，这 4 个单电子所在原子轨道不一致。利用这些原子轨道与 4 个 H 原子形成的化学键，应该不完全相同，也不应该指向正四面体 的四个顶点。CH4 为什么是正四面体结构 ？ AlCl 3 键角 120° ， NH4 + 键角 109°28 ′ 。在成键过程中，轨道之间 的夹角是怎样形成的 ？ 3 价键理论对多原子分子的分子构型以及键角的解释很困难。不能解释H2O、NH3、 CH4 等的分子结构和键角
>价层电子对互斥理论，可以用来判断分子和离子的几 何构型。但是这一理论说明不了分子和离子的几何构型 的形成原因。 >这些问题用一般价键理论难以解释。Pauling1931 年提出杂化轨道理论，非常成功地解释了构型方面的这 类问题。 >杂化轨道理论发展了价键理论，可以对已知的构型进行 解释
Ø 这些问题用一般价键理论难以解释。 Pauling 1931 年提出杂化轨道理论，非常成功地解释了构型方面的这 类问题 。 Ø 价层电子对互斥理论，可以用来判断分子和离子的几 何构型。但是这一理论说明不了分子和离子的几何构型 的形成原因。 Ø 杂化轨道理论发展了价键理论，可以对已知的构型进行 解释。 4
1.杂化与杂化轨道的概念 在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的 原子轨道重新组合，形成一组新的原子轨道。这个过程叫做轨 道的杂化，产生的新轨道叫做杂化轨道。 形成CH4分子时，中心碳原子的2s和2px、2py、2Pz等四条原子轨道 发生杂化，形成一组（四条)新的杂化轨道，即4条5p3杂化轨道，这 些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。杂化轨道有自己的 波函数、能量、形状和空间取向。 5
。这个过程叫做 ，产生的新轨道叫做杂化轨道。 形成 CH4分子时，中心碳原子的 2s 和 2px、2py、2pz 等四条原子轨道 发生杂化，形成一组（四条）新的杂化轨道，即 4 条sp3 杂化轨道，这 些 sp3 杂化轨道不同于 s 轨道，也不同于 p 轨道。杂化轨道有自己的 波函数、能量、形状和空间取向。 5