无机化学第十章省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一节 当代价键理论第二节 价层电子对互斥理论第三节 杂化轨道理论第四节 分子轨道理论第五节 离域键第六节 分子间作用力和氢键第七节 原子晶体和分子晶体第十章 共价键与分子结构第1页第一节当代价键理论一、共价键本质二、价键理论基本关键点三、共价键类型四、配位共价键五、共价键参数第2页 1916 年，美国化学家路易斯提出了早期共价键理论。路易斯认为：分子中每个原子都有达到稳定稀有气体结构倾向，在非金属原子组成分子中，原子到达稀有气体稳定结构是经过共用一对或几对电子实现。这种由共用电子对所形成化学键称为共价键。海特勒和伦敦用量子力学处理氢原子形成氢分子形成过程，得到氢分子能量与核间距之间关系曲线。一、共价键本质第3页图 10-1 氢分子形成过程中能量随 核间距离改变示意图第4页 假如两个氢原子电子自旋相反，当它们相互靠近时，伴随核间距减小，两个氢原子 1s 轨道发生重合，两个原子核间形成一个电子出现概率密度较大区域，既降低了两个原子核间正电排斥，又增加了两个原子查对核间电子出现概率密度较大区域吸引，系统能量逐步降低，当核间距减小到平衡距离时，能量降低到最低值，两个氢原子形成氢分子。第5页 假如两个氢原子电子自旋相同，伴随核间距减小，两个原子核间电子出现概率密度降低，增大了两个原子核排斥力，系统能量逐步升高，而且比两个远离氢原子能量还高，不能形成氢分子。第6页图 10-2 两个氢原子相互靠近时 原子轨道重合示意图第7页 二、价键理论基本关键点 价键理论基本关键点是：（1）两个原子靠近时，自旋相反两个未成对电子能够配对形成共价键。（2）一个原子含有几个未成对电子，就能与其它原子几个自旋相反未成对电子配对形成共价键。一个原子所形成共价键数目，受未成对电子数目标限制，这就是共价键饱和性。（3）成键原子轨道重合越多，两核间电子出现概率密度就越大，形成共价键就越牢靠。在可能情况下，共价键总是沿着原子轨道最大重合方向形成，这就是共价键方向性。第8页图 10-3 H 原子1s 轨道与 Cl 原子 3px 轨道重合示意图第9页三、共价键类型 （一）键 原子轨道沿键轴（两原子核间联线）方向以 “头碰头”方式重合所形成共价键称为键。形成键时，原子轨道重合部分对于键轴呈圆柱形对称，沿键轴方向旋转任意角度，轨道形状和符号均不改变。第10页第11页 （二）键 原子轨道垂直于键轴以“肩并肩”方式重合所形成共价化学键称为键。形成键时，原子轨道重合部分对等地分布在包含键轴在内平面上、下两侧，形状相同，符号相反，呈镜面反对称。第12页第13页 从原子轨道重合程度来看，键重合程度比键重合程度小，键键能小于键键能，所以键稳定性低于键，它是化学反应主动参加者。两个原子形成共价单键时，原子轨道总是沿键轴方向到达最大程度重合，所以单键都是键；形成共价双键时，有一个键和一个键；形成共价三键时，有一个键和两个键。第14页图 10-5 N2 中共价三键示意图第15页N2 中共价三键示意图第16页 四、配位共价键 按共用电子对提供方式不一样，共价键又可分为正常共价键和配位共价键。由一个原子单独提供共用电子对而形成共价键称为配位共价键。配位键用箭号“”表示，箭头方向由提供电子正确原子指向接收电子正确原子。形成配位键条件是：（1）电子对给予体最外层有孤对电子；（2）电子对接收体最外层有可接收孤对电 子空轨道。第17页 五、共价键参数 （一）键能 在标准状态下，使单位物质量气态分子 AB 解离成气态原子 A 和 B 所需要能量称为键解离能。对双原子分子，键能等于键解离能。对多原子分子，键能等于键解离能平均值。（二）键长 分子中两个成键原子核间平衡距离称为键长。第18页表 10-1 一些共价键键能和键长第19页 （三）键角 在多原子分子中，键与键之间夹角称为键角。（四）共价键极性 按共用电子对是否发生偏移，共价键可分为非极性共价键和极性共价键。当两个相同原子以共价键结合时，两个原子对共用电子正确吸引能力相同，共用电子对不偏向于任何一个原子。这种共价键称为非极性共价键。当两个不一样元素原子以共价键结合时，共用电子对偏向于电负性较大原子。电负性较大原子带部分负电荷，电负性较小原子带部分正电荷。这种共价键称为极性共价键。共价键极性与成键两原子电负性差相关，电负性差越大，共价键极性就越大。第20页 第二节 价层电子对互斥理论一、价层电子对互斥理论基本关键点二、价层电子对互斥理论应用实例第21页一、价层电子对互斥理论基本关键点 价层电子对互斥理论基本关键点：（1）多原子分子或多原子离子空间构型取决于中心原子价层电子对。（2）中心原子价层电子对之间尽可能远离，以使斥力最小。表 10-2 静电斥力最小价层电子正确分布方式 价层电子对数 23456电子对排布方式直线形平面三角形四面体三角双锥八面体第22页 （3）价层电子对之间斥力与价层电子正确类型相关：孤对电子-孤对电子 孤对电子-成键电子对成键电子对-成键电子对 （4）中心原子若形成共价双键或共价三键，仍按共价单键处理。但因为双键或三键中成键电子多，对应斥力也大:三键双键单键 （5）与中心原子结合配位原子电负性越大，成键电子对离中心原子越远，降低了成键电子正确斥力，键角对应减小。第23页 利用价层电子对互斥理论预测分子或离子空间构型步骤以下：（1）确定中心原子价层电子对数。（2）依据中心原子价层电子对数，找出对应电子对排布。（3）依据中心原子价层电子正确排布方式，把配位原子排布在中心原子周围，每一对电子连接一个配位原子，未结合配位原子电子对是孤对电子。若中心原子价层电子对全部是成键电子对，则分子或离子空间构型与中心原子价层电子正确分布方式相同；若价层电子对中有孤对电子，应选择静电斥力最小结构，即为分子或离子空间构型。第24页二、价层电子对互斥理论应用实例（一）CCl4 分子空间构型第25页（二）离子空间构型第26页（三）PCl5 分子空间构型第27页 (四)离子空间构型 在 中，中心原子共有 5 对价层电子对，价层电子正确分布为三角双锥形。在中心原子 5 对价层电子对中，有 2 对成键电子对和 3 对孤对电子，有以下三种可能结构：第28页 (a)中没有 90孤对电子-孤对电子排斥作用，是最稳定构型。所以，空间构型为直线形。利用价层电子对互斥理论，能够预测大多数主族元素原子形成共价分子或离子空间构型。电子对之间夹角有 90o、120o 和 180o，只需考虑夹角为 90o 静电斥力。第29页表10-3 中心原子价层电子正确排布和 ABn 型共价分子构型价层电子对数价层电子对排布 成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子正确排布方式 分子构型 实 例 直线形20AB2直线形HgCl230AB3平面正三角形BF321AB2V 形PbCl223平面正三角形第30页价层电子对数 价层电子对排布成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子正确排布方式分子构型 实 例4四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体 CH4三角锥形 NH3V 形H2O第31页价层电子对数 价层电子对排布成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子正确排布方式分子构型 实 例5三角双锥50 AB54 1 AB43 2 AB32 3 AB2三角双锥 PCl5变形四面体 SF4T 形 ClF3直线形第32页价层电子对数 价层电子对排布成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子正确排布方式分子构型 实 例6八面体60 AB651 AB542 AB4正八面体 SF6四方锥形IF5平面正方体第33页第三节 杂化轨道理论一、杂化轨道理论基本关键点二、s-p 杂化轨道及相关分子空间构型三、d-s-p 杂化轨道及相关分子空间构型第34页一、杂化轨道理论基本关键点 同一原子中能量相近原子轨道重新组合成新原子轨道，称为原子轨道杂化，得到原子轨道称为杂化轨道。轨道杂化理论基本关键点：（1）只有在形成份子过程中，中心原子能量相近原子轨道才能进行杂化。（2）杂化轨道成键能力比未杂化原子轨道成键能力强。（3）原子轨道进行杂化时，轨道数目不变，但轨道在空间伸展方向发生改变。（4）组合得到杂化轨道与其它原子形成 键或排布孤对电子，而不能以空轨道形式存在。（5）中心原子采取杂化类型决定了杂化轨道分布形状及所形成分子空间构型。第35页二、s-p 杂化轨道及相关分子空间 构型 （一）sp 杂化轨道及相关分子空间构型 由一个 n s 轨道和一个 n p 轨道参加杂化称为 sp 杂化，形成两个杂化轨道称为 sp 杂化轨道。每个 sp 杂化轨道中含有 1/2 s 轨道成份和 1/2 p 轨道成份，杂化轨道间夹角为 。图 10-6 sp 杂化示意图第36页第37页（二）sp2 杂化轨道及相关分子空间构型 由一个 ns 轨道和两个 np 轨道参加杂化称为 sp2 杂化，形成三个杂化轨道称为 sp2 杂化轨道。每个 sp2 杂化轨道中含有 1/3 s 轨道成份和 2/3 p 轨道成份，杂化轨道间夹角为120，呈平面正三角形。图 10-8 sp2 杂化轨道示意图第38页BF3 形成示意图第39页BF3 空间构型第40页（三）sp3 等性杂化轨道及相关分子空间 构型 由一个 ns 轨道和三个 np 轨道参加等性杂化称为 sp3 等性杂化，形成四个杂化轨道称为 sp3 等性杂化轨道。每个 sp3 杂化轨道中含有 1/4 s 轨道成份和 3/4 p 轨道成份，杂化轨道间夹角为 。图 10-9 sp3 等性杂化轨道第41页CH4 形成示意图第42页（四）sp3 不等性杂化轨道及相关分子 空间构型 对于价层含孤对电子中心原子，因为孤对电子要占据杂化轨道，而又不参加成键，将使形成分子能量升高。若采取 sp3 等性杂化，则因为孤对电子占据 sp3 杂化轨道中 s 成份较少，所以能量较高，分子稳定性较低。为了使分子能量尽可能低，含孤对电子中心原子最好采取 sp3 不等性杂化，在满足成键杂化轨道有尽可能大成键能力前提下，尽可能增加非键杂化轨道中 s 轨道成份和减小 p 轨道成份，并对应降低成键杂化轨道中 s 轨道成份和增大 p 轨道成份，使形成分子能量比等性杂化时有所降低。第43页 基态 N 外层电子组态为 2s22p3，在 H 影响下，N 一个 2s 轨道和三个 2p 轨道进行 sp3 不等性杂化，形成两组能量不相等 sp3 杂化轨道。其中三个 sp3 成键杂化轨道能量相等，每个杂化轨道含 0.226 s 轨道成份和 0.774 p 轨道成份；sp3 非键杂化轨道中含 0.322 s 轨道成份和 0.678 p 轨道成份。N 原子用三个各含一个未成对电子 sp3 成键杂化轨道分别与三个 H 1s 轨道重合，形成三个 NH 键，孤对电子则占据 s 轨道成份较高 sp3 非键杂化轨道。所以，NH3 空间构型为三角锥形。第44页NH3 空间构型第45页 基态 O 外层电子组态为 2s22p4，在 H 影响下，O 采取 sp3 不等性杂化，形成两组能量不一样 sp3 杂化轨道，其中两个成键 sp3 杂化轨道含 0.20 s 轨道成份和 0.80 p 轨道成份，两个 sp3 非键杂化轨道含 0.30 s 轨道成份和 0.70 p 轨道成份。O 原子用两个各含有一个未成对电子 sp3 成键杂化轨道分别与两个 H 原子 1s 轨道重合，形成两个 OH 键，两对孤对电子各占据一个 sp3 非键杂化轨道。所以，H2O 空间构型为 V 型。第46页 空间构型第47页 三、d-s-p 杂化轨道及相关分子空 间构型 为了有效组成杂化轨道，参加杂化轨道能量必须相近。对于周期表中 d 区元素，中心原子 ns 和 np 轨道与(n-1)d 轨道或 nd 轨道能量相近，它们能够组合成 d-s-p 杂化轨道，也能够组合成 s-p-d 杂化轨道。p 区元素没有(n1)d 轨道或(nl)d 轨道已填满，ns 和 np 与 nd 轨道能量比较靠近，它们只能组合成 s-p-d 杂化轨道。第48页 （一）dsp2 杂化轨道及相关分子或离子 空间构型 由一个(nl)d 轨道、一个 ns 轨道和两个 np 轨道参加杂化称为 dsp2 杂化。组合成四个轨道称为 dsp2 杂化轨道。每个 dsp2 杂化轨道均含有1/4 d 轨道成份、1/4 s 轨道成份和1/2 p 轨道成份。四个 dsp2 杂化轨道在一个平面上，指向平面正方形四个角相邻杂化轨道间夹角为 90。图 10-11 dsp2 杂化轨道，+第49页基态 Ni2+外层电子组态为 3s23p23d8，在形成Ni(CN)42配离子时，在 CN 影响下，Ni2+用一个 3d 空轨道、一个 4s 空轨道和两个 4p 空轨道进行 dsp2 杂化，组合成四个空 dsp2 成键杂化轨道，并与四个 CN中含有孤对电子 C 原子 sp 杂化轨道重合，形成四个配位键。因为 Ni2+四个空 dsp2 成键杂化轨道构型为平面正方形，所以形成 Ni(CN)42 配离子空间构型为平面正方形。第50页 （二）sp3d 不等性杂化及相关分子空间 构型 由一个 ns 轨道、三个 np 轨道和一个 nd 轨道参加不等性杂化称为 sp3d 不等性杂化，组合成五个 sp3d 杂化轨道分为能量不等两组杂化轨道，其中有三个杂化轨道位于一个平面上，能量相等，而 另外两个能量相等杂化轨道垂直于这个平面，五个杂化轨道构型为三角双锥形。两组杂化轨道成键能力不一样，有时处于一个平面上三个杂化轨道成键能力比键较强，而有时成键能力却比较弱。第51页图 10-12 sp3d 杂化轨道+第52页 基态 P 外层电子组态为 3s23p3，在形成 PF5 分子时，在 F 原子影响下，P 原子用一个 3s 轨道、三个 3p 轨道和一个 3d 轨道进行 sp3d 杂化，形成五个杂化轨道，每个杂化轨道中各有一个未成对电子。P 用五个杂化轨道分别与五个 F 原子中含有未成对电子 2p 轨道重合，形成五个键。因为 P 原子提供五个杂化轨道构型为三角双锥形，所以 PF5 分子空间构型为三角双锥形。第53页 (三)sp3d2 杂化轨道及相关分子空间构型 由一个 ns 轨道、三个 np 轨道和两个 nd 轨道参加杂化称为 sp3d2 杂化，所形成六个轨道称为 sp3d2 杂化轨道，每个杂化轨道均含有 1/6 s 轨道成份、1/2 p 轨道成份和1/3 d 轨道成份，六个杂化轨道恰好指向正八面体六个顶角，杂化轨道间夹角为 90o 或 180o。第54页图 10-13 sp3d2 杂化轨道或 d2sp3 杂化轨道+第55页 基态 S 外层电子组态为 3s2 3p4，形成 SF6 分子时，在 F 原子影响下，S 原子用一个 3 s 轨道、三个 3 p 轨道和两个 3 d 轨道进行 sp3d2 杂化，组合成六个杂化轨道，每个杂化轨道中有一个未成对电子。S 原 子用六个各有一个未成对电子 sp3d2 杂化轨道分别与六个 F 原子中含未成对电子 2 p 轨道重合，形成六个 SF 键。因为 S 原子提供六个 杂化轨道构型为正八面体，所以 SF6 空间构型为正八面体。第56页第四节分子轨道理论一、分子轨道理论基本关键点二、分子轨道形成三、同核双原子分子结构四、异核双原子分子结构第57页一、分子轨道理论基本关键点 分子轨道理论基本关键点：（1）分子中每个电子空间运动状态用波函数 来描述，每一个波函数 都有对应能量和形状，为分子中电子概率密度。分子轨道是多中心，而原子轨道是单中心。（2）分子轨道由能量相近原子轨道组合而得到。组合时，轨道数目不变，轨道能量发生改变。在分子轨道中，能量低于原子轨道称为成键分子轨道，能量高于原子轨道称为反键分子轨道，能量等于原子轨道称为非键分子轨道。第58页 （3）参加组合原子轨道必须满足三个标准:对称性匹配标准：只有对称性相同原子轨道才能组合成份子轨道。图 10-14 原子轨道对称性示意图 能量相近标准：原子轨道能量越靠近。组合效率就越高。第59页图 10-15 能量不一样两个原子轨道组合 成份子轨道能量关系第60页 轨道最大重合标准：两个原子轨道组合分子轨道时，应尽可能使原子轨道重合程度最大。（4）电子在分子轨道上排布，遵照泡利不相容原理、能量最低原理和洪德规则。（5）分子中共价键强度用键级来度量：成键电子数反键电子数键级越大，分子就越稳定。键级=2第61页二、分子轨道形成 依据对称性不一样，分子轨道分为分子轨道和分子轨道。两个原子轨道沿着连接两个原子核连线以“头碰头”方式组合成分子轨道称分子轨道。两个原子轨道垂直于连线以“肩并肩”方式组合成分子轨道称为分子轨道。当选定键轴为 x 轴时，两个原子 ns 轨道 沿连接两个原子核连线进行组合，能够得到两个分子轨道。第62页两个 ns 原子轨道组合成份子轨道示意图第63页 两个原子 npx 轨道沿连接两个原子核连线以“头碰头”方式进行组合，可得两个分子轨道。两个 npx原子轨道组合成份子轨道示意图第64页 一个原子 ns 轨道与另一个原子 npx 轨道沿连接两个原子核连线以“头碰头”方式进行组合，能够得到两个分子轨道。ns 轨道与 npx 轨道组合成份子轨道示意图第65页 两个原子 npy 轨道或两个原子 npz 轨道垂直于两个原子核连线以 “肩并肩”方式组合成两个分子轨道。两个 npy 或 npz 轨道组合成份子轨道示意图第66页 分布在分子轨道上电子称为电子，由电子成键作用组成共价键称为键。由一个成键电子组成共价键称为单电子键，由一对成键电子组成共价键称为双电子键(简称键)，由一对成键电子和一个反键电子组成共价键称为三电子键。一对成键电子和一对反键电子不能形成共价键。分布在分子轨道上电子称为电子，由电子成键作用组成共价键称为键。由一个成键电子组成共价键称为单电子键，由一对成键电子组成共价键称为双电子键（简称键），由一对成键电子和一个反键电子组成共价键称为三电子键。第67页三、同核双原子分子结构 同核双原子分子分子轨道能量高低由参加组合原子轨道能量及重合程度两个原因决定。从原子轨道能量考虑，1s 轨道能量低于 2s 轨道，多电子原子 2s 轨道能量低于 2p 轨道，所以在同核双原子分子中，能量最低分子轨道是由两个 1s 轨道组成(1s)和*(1s)，其次是由两个 2s 轨道组合成(2s)和*(2s)，再次是由 2p 轨道组合成三对分子轨道。从原子轨道重合程度考虑，形成分子轨道重合程度比形成分子轨道重合程度大。所以，反键分子轨道和成键分子轨道间能量差比反键分子轨道和成键分子轨道间能量差小。第68页 第二周期同核双原子分子分子轨道能级次序：(1s)*(1s)(2s)*(2s)(2px)(2py)=(2pz)*(2py)=*(2pz)*(2px)当 2s 能量与 2px 能量相近时，2s 轨道与 2px 轨道也能进行组合。考虑到 2s 与 2px 轨道组合，将两个 2s 轨道和两个 2px 轨道组合成对称性相同成键分子轨道(2s)和(2px)及反键分子轨道*(2s)和*(2px)再进行一次组合，形成新分子轨道。此时各个分子轨道已不是单纯 2s-2s 和 2px-2px 原子轨道组合，所以不能用(2s)、(2px)等符号表示，而改用 1、1 等符号。分子轨道能级高低次序为：gu第69页图 10-17 两个 2s 轨道与两个 2px 轨道组合示意图第70页图 10-18 第二周期元素同核双原子 分子分子轨道能级图第71页(1)结构(2)结构(3)N2 结构(4)O2 结构OO.第72页四、异核双原子分子结构 用分子轨道理论处理异核双原子分子，要注意以下几点：（1）异核双原子分子两个原子对应原子轨道含有不一样能量，只有对称性匹配且能量相近原子轨道才能有效地组合成份子轨道。（2）异核双原子分子没有对称中心，所以分子轨道没有 g 和 u 区分。（3）异核双原子分子分子轨道并不一定是由两个原子对应原子轨道组合而成，所以使用分类按能量次序编号分子轨道记号比较适宜。第73页 (一)CO 结构 CO 分子由 1 个 C 原子和 1 个 O 原子组成。因为 C 2s、2p 轨道能量分别与 O 原子 2s、2p 轨道能量相近，能够组合成份子轨道。第74页图 10-19 CO 分子轨道能级图第75页 基态 CO 分子电子组态为：(1)2(2)2(3)2(4)2(1)4(5)2 形成一个键和两个键。CO 分子价键结构为：第76页 （一）HF 结构 HF 分子由 1 个 H 原子和 1 个 F 原子组成。因为 H 原子 1s 轨道与 F 原子 2px 轨道能量相近，能够组合成份子轨道。第77页图 10-20 HF 分子轨道能级图第78页 在 HF 分子中，3为成键分子轨道，4为反键分子轨道，l、2、1为非键分子轨道。基态 HF 分子电子组态为：(1)2(2)2(3)2(1)4使能量降低是填入 3分子轨道 2 个电子，净成键电子数为 2，键级为 1，HF 分子价键结构为:HF 第79页一、离域键形成条件二、离域键类型第五节 离域键第80页一、离域键形成条件 由三个或三个以上原子所形成 键称为离域键，也称为大键。形成离城键条件是：（1）这些原子都在同一个平面上，每一个原子有一个 p 轨道相互平行；（2）电子数小于 p 轨道数 2 倍。第81页 离城键可分为正常离域键、多电子离域键和缺电子离域键三种类型。（1）正常离域键：电子数与成键原子数相等离域键称为正常离域键。比如：（2）多电子离域键：电子数大于成键原子数离域键称为多电子离城键。比如：二、离域键类型第82页 （3）缺电子离域键：电子数小于成键原子数离城键称为缺电子离域键。比如：第83页 第六节 分子间作用力和氢键一、分子极性二、分子间作用力三、氢键第84页一、分子极性 构想分子中有一个“正电荷中心”和一个“负电荷中心”，假如分子正电荷中心与负电荷中心重合，则为非极性分子；假如分子正电荷中心与负电荷中心不重合，则为极性分子。双原子分子极性决定于共价键极性，假如共价键为极性键，则分子为极性分子；假如共价键为非极性键，则分子为非极性分子。多原子分子极性不但与共价键极性相关，还与分子空间构型相关。假如分子中共价键是极性键，但分子空间构型是完全对称，则为非极性分子；假如分子中共价键为极性键，且分子空间构型不对称，则为极性分子。第85页 分子极性大小惯用分子电偶极矩衡量。分子电偶极矩等于正电荷中心和或负电荷中心电量与正电荷中心和负电荷中心间距离乘积：分子电偶极矩越大，分子极性就越大；分子电偶极矩越小，分子极性就越小；分子电偶极矩为零分子是非极性分子。第86页表 10-4 一些分子分子电偶极矩与分子空间构型H2N2CO2CS2CCl4CH4H2SH2ONH30000003.636.174.29直线形直线形直线形直线形正四面体正四面体V 形V 形三角锥形SO2CHCl3COO3HFHClHBrHIBF35.283.630.331.676.473.602.601.27 0V 形四面体直线形V 形直线形直线形直线形直线形平面正分子分子分子空间构型分子空间构型三角形第87页(一)取向力 极性分子正电荷中心与负电荷中心不重合，分子中存在永久偶极。当极性分子相互靠近时，极性分子永久偶极间同极相斥、异极相吸，在空间处于异极相邻而产生静电作用。这种因为取向而在极性分子永久偶极间产生静电作用力称为取向力。取向力本质是静电作用，极性分子分子电偶极矩越大，取向力也就越大。二、分子间作用力第88页图 10-21 极性分子相互作用示意图第89页(二)诱导力 极性分子与非极性分子相互靠近时，在极性分子永久偶极影响下，非极性分子原来重合正电荷中心与负电荷中心发生相对位移而产生诱导偶极，在极性分子永久偶极与非极性分子诱导偶极之间产生静电作用力。这种极性分子永久偶极与非极性分子诱导偶极产生作用力称为诱导力。当极性分子相互靠近时，在永久偶极影响下，每个极性分子正电荷中心与负电荷中心距离被拉大，也将产生诱导偶极，所以诱导力也存在于极性分子之间。第90页图 10-22 极性分子与非极性分子相互作用示意图第91页 在非极性分子中，因为电子运动和原子核振动，在一瞬间分子正电荷中心与负电荷中心不重合，产生瞬间偶极，瞬间偶极诱导相邻非极性分子产生对应瞬间诱导偶极。这种瞬间偶极与瞬间诱导偶极之间相互作用力称为色散力。即使瞬时偶极和瞬间诱导偶极存在时间极短，不过这种情况不停重复，所以色散力一直存在着。因为极性分子也会产生瞬间偶极和瞬间诱导偶极，所以,非极性分子与极性分子之间及极性分子之间也存在色散力。(三)色散力第92页图 10-23 非极性分子相互作用示意图第93页 总而言之，在非极性分子之间，只存在色散力；在极性分子与非极性分子之间，存在色散力和诱导力；在极性分子之间存在色散力、诱导力和取向力。对于大多数分子来说，色散力是主要；只有当分子极性很大时，取向力才比较显著；而诱导力通常很小。第94页三、氢键 当氢原子与电负性大、半径小 X 原子形成共价键后，共用电子对偏向于 X 原子，氢原子几乎变成了 “裸核”。“裸核”体积很小，又没有内层电子，不被其它原子电子所排斥，还能与另一个电负性大、半径小 Y 原子中孤对电子产生静电作用。这种产生在氢原子与电负性大元素原子孤对电子之间静电作用称为氢键。第95页 氢键含有方向性和饱和性。氢键方向性是指形成氢键 XHY 时，X、H、Y 原子尽可能在一条直线上，这么可使 X 原子与 Y 原子之间距离最远，两原子间斥力最小。氢键饱和性是指一个 XH 分子只能与一个 Y 原子形成氢键，当 XH 分子与一个 Y 原子形成氢键 XHY 后，假如再有一个 Y 原子靠近时，则这个原子受到 XHY 上 X 和 Y 原子排斥力远大于 H 原子对它吸引力，使 H 原子不可能再与第二个 Y 原子形成第二个氢键。氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两种类型。第96页 (一)分子间氢键 分子间氢键可分为同种分子间氢键和不一样种分子间氢键两大类。同种分子间氢键也可分为二聚分子中氢键和多聚分子中氢键，而多聚分子中氢键又分为链状结构、层状结构和立体结构。二聚分子中氢键一个比较经典例子是二聚甲酸(HCOOH)2 中氢键：第97页 多聚分子中氢键链状结构一个例子是固体氟化氢。图 10-24 固体氟化氢(HF)n 中氢键链状结构第98页 在硼酸（H3BO3）晶体中，存在多聚分子中氢键层状结构。图 10-25 硼酸中氢键层状结构第99页 多聚分子中氢键立体结构例子是冰。图 10-26 冰中氢键四面体立体结构第100页 （二）分子内氢键 在一些分子中，存在着分子内氢键。比如：因为受分子结构限制，形成份子内氢键三个原子不在同一直线上，键角普通约为 150。第101页 （三）氢键对化合物性质影响 1氢键对化合物沸点和熔点影响 假如生成份子间氢键，将使化合物沸点和熔点升高。因为要使液体气化，必须破坏分子间氢键，需要消耗较多能量；而要使晶体熔化，也要破坏一部分分子间氢键，也需要消耗较多能量。假如生成份子内氢键，必定使生成份子间氢键机会降低，所以与形成份子间氢键化合物相比较，其沸点和熔点就会降低。第102页 2氢键对化合物溶解度影响 假如溶质分子与溶剂分子形成份子间氢键，则溶质在溶剂中溶解度增大。假如溶质分子形成份子内氢键，则在极性溶剂中溶解度减小，而在非极性溶剂中溶解度增大。氢键在生命过程中含有非常主要意义。与生命现象亲密相关蛋白质和核酸分子中都含有氢键，氢键在决定蛋白质和核酸等分子结构和功效方面起着极为主要作用。在这些分子中，一旦氢键被破坏，分子空间结构就要改变，生物活性就会丧失。第103页第104页第七节 原子晶体和分子晶体一、原子晶体二、分子晶体第105页 一、原子晶体 原子晶体晶格结点上排列微粒是原子，微粒之间以共价键结合。在原子晶体中，不存在独立小分子。原子晶体含有很高熔点和很大硬度，普通不导电。因为共价键含有方向性和饱和性，使原子晶体不能采取密堆积方式，只能以低配位数方式排列。图 10-27 金刚石网状结构第106页 二、分子晶体 分子晶体晶格结点上排列微粒是分子，微粒间作用力是分子间作用力，有时也存在氢键。分子晶体硬度很小，熔点和沸点都很低。图 10-28 干冰晶体结构第107页