价键理论(一) 路易斯结构式中的单键、双键和叁键一直到量子 力学建立后才得到合理解释。有一种叫做“价键理 论”(B法)的量子化学模型认为,共价键是由不同原 子的电子云重叠形成的。如果只讨论s电子和p电子, 可以有两种基本的成键方式: 第一种重叠方式,电子云顺着原子核的连线重叠, 得到轴对称的电子云图象,这种共价键叫做σ键: s电子云与s电子云重叠 O+-0X s电子云与p电子云重叠 CXO→CX○→COX p电子云与p电子云重叠
路易斯结构式中的单键、双键和叁键一直到量子 力学建立后才得到合理解释。有一种叫做“价键理 论”(VB法)的量子化学模型认为,共价键是由不同原 子的电子云重叠形成的。如果只讨论s电子和p电子, 可以有两种基本的成键方式: 第一种重叠方式,电子云顺着原子核的连线重叠, 得到轴对称的电子云图象,这种共价键叫做s键: 价键理论(一) s电子云与s电子云重叠 s电子云与p电子云重叠 p电子云与p电子云重叠
价键理论(一) 第二种的重叠方式,电子云重叠后得到的电子 云图象呈镜像对称,这种共价键叫π键: 88-8-3 通常,如果原子之间只有1对电子,形成的共价键 是单键,通常总是σ键,如果原子间的共价键是双键, 由一个σ键一个元键组成,如果是叁键,则由一个σ键和 两个π键组成。 后来的大量化学事实表明,上述σ键和π键只是共 价键中最简单的模型,此外还存在十分多样的共价键类 型,如苯环的p-p大Π键等
第二种的重叠方式,电子云重叠后得到的电子 云图象呈镜像对称,这种共价键叫p键: 价键理论(一) 通常,如果原子之间只有1对电子,形成的共价键 是单键,通常总是s键,如果原子间的共价键是双键, 由一个s键一个p键组成,如果是叁键,则由一个s键和 两个p键组成。 后来的大量化学事实表明,上述s键和p键只是共 价键中最简单的模型,此外还存在十分多样的共价键类 型,如苯环的p-p大键等
杂化轨道理论 价键理论(二) 一、 杂化轨道理论要点 为了解释分子或离子的立体结构,泡林以量子力学 为基础提出了杂化轨道理论。 上+ 口a八又+时4 H 四0P8→是人 sp杂化 夹角),而2s轨道是球形的。 泡林假设,甲烷的中心原子一碳原子一在形成化学 键时,4个价电子层原子轨道并不维持原来的形状,而是 发生所谓“杂化”,得到4个等同的轨道,总称sp3杂化 轨道
一、杂化轨道理论要点 为了解释分子或离子的立体结构,泡林以量子力学 为基础提出了杂化轨道理论。 如:甲烷分子实测的和VSEPR模型预测的立体结 构都是正四面体。若认为CH4分子里的中心原子碳的4 个价电子层原子轨道––2s和2px ,2py ,2pz分别跟4个氢原 子的1s原子轨道重叠形成σ键,无法解释甲烷的4个C-H 键是等同的,因为碳原子的3个2p轨道是相互正交的(90 夹角),而2s轨道是球形的。 泡林假设,甲烷的中心原子—碳原子—在形成化学 键时,4个价电子层原子轨道并不维持原来的形状,而是 发生所谓“杂化”,得到4个等同的轨道,总称sp3杂化 轨道。 杂化轨道理论——价键理论(二)
杂化轨道理论 价键理论(二) 除sp3杂化,还有两种由s轨道和p轨道杂化的类 型,一种是1个s轨道和2个p轨道杂化,杂化后得到 平面三角形分布的3个轨道,总称sp?杂化轨道;另 一种是1个s轨道和1个p轨道杂化,杂化后得到呈直 线分布的2个轨道,总称sp杂化轨道。 0∞+8→呙人 bP∞→界人 sp杂化
杂化轨道理论——价键理论(二) 除sp3杂化,还有两种由s轨道和p轨道杂化的类 型,一种是1个s轨道和2个p轨道杂化,杂化后得到 平面三角形分布的3个轨道,总称sp2杂化轨道;另 一种是1个s轨道和1个p轨道杂化,杂化后得到呈直 线分布的2个轨道,总称sp杂化轨道
杂化轨道理论 价键理论(二) 讨论分子中的中心原子的杂化轨道类型的基础是 预先知道它的立体结构。如果没有实验数据,可以借助 VSEPR模型对分子的立体结构作出预言。 特别要注意的是,如果分子的中心原子上有采取 σ-轨道的孤对电子存在,确定中心原子的杂化轨道类 型必须考虑包括孤对电子在内的整个分子的σ-轨道骨架。 杂化轨道类型与VSEPR模型的关系如下表所示: 杂化类型sp3 sp2 spsp3d或dsp3sp3d2或 d2sp3 立体构型正四面体正三角形直线形三角双锥体 正八面体 InDD梢刑AV
讨论分子中的中心原子的杂化轨道类型的基础是 预先知道它的立体结构。如果没有实验数据,可以借助 VSEPR模型对分子的立体结构作出预言。 特别要注意的是,如果分子的中心原子上有采取 s-轨道的孤对电子存在,确定中心原子的杂化轨道类 型必须考虑包括孤对电子在内的整个分子的s-轨道骨架。 杂化轨道类型与VSEPR模型的关系如下表所示: 杂化类型 sp3 sp2 sp sp3d或dsp3 sp3d 2或 d 2 sp3 立体构型 正四面体 正三角形 直线形 三角双锥体 正八面体 VSEPR模型AY4 AY3 AY2 AY5 AY6 杂化轨道理论——价键理论(二)