共价键以共有电子对的方式结合的化学键称为共价键

,计量单位和术语,1.1.3物质的量浓度cB：,物质的量浓度cB：为物质B的物质的量nB除以混合物的体积V，即cB = nB /V，单位为mol/L。,1.1.4质量摩尔浓度bB：,质量摩尔浓度bB：溶液中溶质B的物质的量nB除以溶剂的质量m，即bB = nB /m，单位为mol/kg。,1.1.5 摩尔分数和摩尔比,物质B的摩尔分数xB：物质B的物质的量与混合物的物质的量之比。,溶质B的摩尔比rB：溶质B的物质的量与溶剂的物质的量之比。,1.1.6质量分数,物质B的质量分数wB：物质B的质量与混合物的质量之比。,1.1.7体积分数,物质B的体积分数B：纯物质B与混合物在相同温度和压力下的体积之比。,B = xB,共价键：以共有电子对的方式结合的化学键称为共价键。,以HCl的形成为例,7.1 共价键,7.1.1 价键理论（VB理论，电子配对理论）,即：当两个原子靠近时，两个原子的核外空间发生重叠，空间的概率波就会叠加，即原子轨道进行重叠，叠加的效果如果可以使得这两个原子构成的系统的能量降低，两个原子就可能形成分子。,为使系统的能量降低，对于原子轨道的重叠有如下要求：,A 只有同号原子轨道重叠，才能使系统能量降低，且同号原子轨道重叠越多，共价键越牢固；（方向性）。,7.1 共价键,各原子轨道在空间分布是固定的, 为了满足轨道的最大重叠, 原子间成共价键时, 当然要具有方向性. 例: HCl,B 原子轨道重叠区域出现的电子必须是自旋方向相反的电子，即原子间共有自旋方向相反的电子对才能使系统的能量降低；（饱和性）。,键的两个原子间的连线称为键轴. 按成键与键轴之间的关系, 共价键的键型主要为两种:,a)键,键特点: 将成键轨道, 沿着键轴旋转任意角度, 图形及符号均保持不变. 即键轨道对键轴呈圆柱型对称, 或键轴是 n 重轴.,7.1 共价键,b)键,键特点: 成键轨道围绕键轴旋转180时, 图形重合, 但符号相反. 如: 两个2P,z,沿 z 轴方向重叠:,YOZ 平面是成键轨道的节面, 通过键轴. 则键的对称性为:通过键轴的节面呈现反对称 (图形相同, 符号相反). 为“肩并肩”重叠.,共价单键是 键；共价双键或叁键中，除 键外，还有 键存在。,7.1 共价键,7.1.2 共价键的键参数,用来表征化学键性质的物理量，如键长，键角，键能，键级键矩等称为键参数。,A 键长（l）：分子中两个原子核间的（平均）距离称为键长。,相同原子，单键双键叁键。,另外, 相同的键, 在不同化合物中, 键长和键能不相等. 例如, CH,3,OH中和C,2,H,6,中均有C-H键, 而它们的键长和键能不同。,B 键能（EB）：在298.15K和101.3Pa下，拆开1mol键所需的能量，表示键强弱的物理量。,键能越大，表明其键越牢固，由该化学键构成的分子也就越稳定。,C 键角（ ）：分子中键与键之间的夹角。(在多原子分子中才涉及键角)。,如H,2,S 分子, H-S-H 的键角为 92，决定了H,2,S 分子的构型为“V”字形；又如 CO,2,中, O-C-O的键角为180, 则CO,2,分子为直线形。因而键角是决定分子几何构型的重要因素.,7.2 杂化轨道与分子的几何构型,杂化轨道的概念是从电子具有波动性及波的叠加原理引出的。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。,7.2.1 sp杂化轨道,sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道通过杂化形成。一个s轨道与1个p轨道形成二个sp杂化轨道，所以每个sp杂化轨道含1/2s，1/2p成分。这两个杂化轨道的夹角为180,。,如：BeCl,2,分子为直线形，用杂化轨道理论分析其成键情况，说明直线形的原因。 Be: sp 杂化: 2 条sp杂化轨道是直线形分布，分别与 2 个 Cl 的3p轨道成键，故分子为直线形。,7.2 杂化轨道与分子的几何构型,7.2.2 sp,2,杂化轨道,sp2杂化轨道是由一个s轨道和二个p轨道杂化而形成，形成的三个sp,2,杂化轨道，互成120,。,如：BCl,3,平面三角形构型， B的 3 个sp,2,杂化轨道呈三角形分布，分别与 3个Cl 的3p成键，分子构型为三角形。属于 sp,2,杂化。其形成过程如下：,7.2 杂化轨道与分子的几何构型,7.2.3 sp3杂化轨道,sp3杂化轨道是由一个s轨道和三个p轨道杂化而形成，形成的四个sp3杂化轨道，轨道之间的夹角均为109.28,。,sp、sp2、sp3杂化轨道的各轨道能量均相同，所含的s及p的成分相同，成键能力也相等，这样的杂化轨道称为等性杂化轨道，与其相对应的杂化称为等性杂化。,7.3 分子间力,分子间力：分子与分子之间还存在着一种较弱的相互作用，大约只有几个到几十个KJmol,-1,，比化学键小一、二个数量级，这种分子间的作用力称为分子间力。,它是决定物质熔点、沸点、溶解度等物理化学性质的一个重要因素。分子间力又分为范德华力和分子间氢键，范德华力又包括取向力、诱导力、色散力。,7.3.1 分子的极性,非极性分子：分子中正、负电荷中心是重合的分子为非极性分子。,极性分子：分子中正、负电荷中心不重合的分子为极性分子。,极性分子本身存在的正、负极称固有偶极；分子极性的强弱由偶极矩衡量。偶极矩是矢量，方向由正电荷中心指向负电荷中心。,分子的偶极矩(,)：用于定量地表示极性分子的极性大小。,式中,q,为极上所带电量，,l,为偶极长度。,极性分子,0 非极性分子,=0,7.3 分子间力,7.3.2 范德华力,1取向力（定向力）,这是指极性分子与极性分子之间的作用力。极性分子具有永久偶极，它们具有正、负两极。当两极接近，同极相斥，异极相吸，一个分子带负电的一端和另一个分子带正电的一端接近，使分子氨一定的方向排列。已取向的极性分子，由静电引力而相互吸引，称为取向力，仅存在于极性分子之间。,2诱导力,这是发生在极性分子和非极性分子之间以及极性分子与极性分子之间的作用力。非极性分子与极性分子相遇时，非极性分子受到极性分子偶极电场的影响，电子云变形，产生了诱导偶极。诱导偶极同极性分子的永久偶极间的作用力叫诱导力。,同样极性分子与极性分子之间除了取向力外，由于极性分子的电场互相影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极，从而也产生诱导力。,7.3 分子间力,3色散力,任何一个分子，由于电子的不断运动和原子核的不断振动，都有可能在某一瞬间产生的与核的相对位移，造成正负电荷重心分离，从而产生瞬时偶极，这种瞬时偶极可能使它相邻的另一个非极性分子产生瞬时诱导偶极，于是两个偶极外在异极相邻的状态，从而产生会分子间的相互吸引力，这种由于分子不断产生瞬时偶极而形成的作用力称为色散力。色散力必须根据近代量子力学原理才能正确解释它的来源和本质，从量子力学导出的这种力的理论公式与光色散公式相似，因此把这种力称为色散力。,非极性分子之间只有色散力的作用；极性分子与非极性分子之间有诱导力和色散力的作用，在极性分子之间有取向力、诱导力和色散力的作用。,7.3 分子间力,7.3.3 氢键,氢键是一种存在于分子之间也存在分子内部的作用力，它比化学键弱，又比范德华力强。,1、两个条件:,A分子中有H ；,B电负性大、半径小且有孤对电子的元素(F，O，N),形成过程以 HF 为例： F 的电负性相当大, 电子对偏向 F, 而 H 几乎成了质子, 这种 H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力 ，即氢键. 表示为,如: FH -FH,2、氢键的特点：,A氢键具有方向性,它是指Y原子与XY形成氢键时，尽可能使氢键的方向与XH键轴在同一条直线上，这样可使X与Y的距离最远，两原子电子云间的斥力最小，因此形成的氢键愈强，体系愈稳定。,7.3 分子间力,B氢键具有饱和性,它是指每一个XH只能与一个Y原子形成氢键。这是因为氢原子的半径比X和Y的原子半径小很多，当XH与一个Y原子形成氢键,XH-Y之后，如有另一个极性分子Y原子接近时，则这个原子受到X、Y强烈排斥，其排斥力比受正电荷的H的吸引力大，故这个H原子未能形成第二个氢键。,3、氢键的键长和键能,氢键不同于化学键，其键能小，键长较长。氢键的键能主要与X、Y的电负性有关，还与存在于不同化合物有关。一般，电负性越大，氢键越强；氢键的键能还与Y的原子半径有关，半径越小，键能越大。如FH-F为最强的氢键，OH-O，OH-N，NH-N的强度依次减弱，Cl的电负性与N相同，但半径比N大，只能形成很弱的氢键OH-Cl，Br、I不能形成氢键。,4氢键对物质性质的影响,分子间形成氢键使物质的熔、沸点升高。这是由于要使液体气化或使固体液化都需要能量去破坏分子间氢键的缘故。,分子内形成氢键，常使其熔、沸点低于同类化合物的熔、沸点。,在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间形成氢键，则溶质的溶解度增大。如HF、NH,3,极易溶于水。如果溶质分子形成分子内氢键，在极性溶剂中溶解度减小，而在非极性溶剂中溶解度增大。,7.3 分子间力,