分子結構(Sp雜化類型,化學鍵,共價鍵理論,價鍵理論,概念)

　　本節(jié)主要簡介雜化軌道理論，有關氫鍵的問題留在下一節(jié)討論。

　　一、化學鍵的概念

　　分子或晶體中相鄰原子間強烈的相互作用力稱為化學鍵。化學鍵的基本類型有：離子鍵（電價鍵）、共價鍵、配價鍵和金屬鍵等。

　　以陽離子和陰離子之間靜電引力形成的化學鍵 叫離子 鍵。

　　分子中原子間通過共用電子對所形成的化學鍵為共價鍵。

　　配價鍵是一種特殊的共價鍵，其共用電子對是一個原子單獨提供的。這種由一個原子單獨提供一對電子與另一個原子共用所形成的共價鍵，叫配位共價鍵，簡稱配價鍵。

　　自1916年路易斯提出經典的共價鍵理論以來，共價鍵理論有了很大的發(fā)展�，F代共價鍵理論有兩種，一是價鍵理論，二是分子軌道理論。本書不介紹軌道理論。

　　（一）價鍵理論的基本要點

　　價鍵理論，又稱電子配對法，其基本要點如下：

　　1.具有自旋相反的未成對電子的兩個原子相互接近，可以形成穩(wěn)定的共價鍵。

　　如果A、B兩個原子各有一個自旋相反的未成對的電子，那么這兩個未成對電子可以相互配對形成穩(wěn)定的共價鍵，這對電子為A、B兩原子所共有。如果A、B各有兩個或三個未成對的電子，則自旋相反的單電子可兩兩配對形成共價鍵或叁鍵。

　　如果A原子有兩個未成對電子，B原子有一個未成對電子，那么一個A原子能與兩個B原子結合形成AB2型分子。

　　2．原子中未成對的電子數等于原子所能形成的共價鍵數目。

　　共價鍵是由成鍵原子中自旋相反的未成對電子配對形成的。一個原子的一個電子和另一個原子的一個電子配對以后，不能再和第二個電子配對。因為這時其中必有兩個電子的自旋方向相同而相斥。也就是說一個原子所能形成共價鍵的數目是一定的。原子中未成對的電子數等于原子所能形成的共價鍵數目，這就是共鍵價的飽和性。例如，H原子只有一個未成對電子，它和另一個H原子的未成對電子配對后，就不能再與第二個H原子的電子配對了。

　　3.成鍵電子的電子云重疊越多，核間電子子云密度越大，形成的共價鍵越牢固。

　　共價鍵的生成是由于自旋相反的單電子相互配對，電子云重疊的結果。因此，當兩個原子形成分子時，電子云重疊的程度越大，則兩原子間的電子云密度越大，生成的共價鍵越牢固，所以，在形成共價鍵時，電子云總是盡可能達到晨大程度的重疊，這叫電子云最大重疊原理。

　　根據電子云最大重疊原理，在形成共價鍵時，原子間總是盡可能沿著電子云最大重疊方向成鍵。s電子云呈球形對稱分布，p、d、f電子云在空間都有一定的伸展方向。在形成共價鍵時，除了s電子云和s電子云可以在任何方向上都能達到最大程度的重疊外，p、d電子云的重疊，只有在一定方向上才能使電子云有最大程度的重疊。即共價鍵是有方向性的。例如，當氫原子1s電子云和氯原子的3p電子云重疊形成HCL分子時，氫原子的1s電子云總是沿著氯原子未成對電子的3p電子云對稱軸方向作最大程度的重疊（圖4-9（a））。其他方向都不能形成穩(wěn)定的分子（圖4-9（b）（c））。

圖4-9　氫原子的1s電子云與氧原子的3P_χ電子云的三種重疊情況

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