文档介绍：第1章化学键与分子结构
化学键：分子中原子间的相互作用力。
分类：离子键、共价键（90%以上的化合物）、金属键。
一、共价键
共价键概念是首先由美国化学家路易斯于1916年提出的，直到现在，关于化合物结构的描述还是以路易斯的结构式为基础的。直到1927年海特勒（Heitler）和伦敦（London）利用薛定谔（Schrodinger）方程处理氢分子，才为价键理论的发展建立了量子力学基础，标志着价键理论的诞生。价键理论和分子轨道理论都是建立在量子力学的基础上的，都是量子力学的不同的近似处理，它们相辅相成，是当前阐明共价键和分子结构应用最普遍的两种方法。
化学键与分子结构化学键
第1章化学键与分子结构
一、价键理论
价键理论也叫电子配对法，简称VB法，即化学键的形成是由于原子间电子对共用的结果，这样的化学键称为共价键。
1. 理论的基本观点：成键原子的原子轨道相互作用的结果。称为轨道交盖或电子云重叠。
价键理论是量子力学近似处理氢分子结果的推广，所以把价键理论也叫电子配对法。成键原子彼此接近到一定距离时，各自的反平行自旋的未成对电子不仅围绕自身原子轨道运转，而且受对方原子核的吸引并绕其原子轨道运转，这样相互作用的结果，体系能量下降而键合。这是以薛定谔方程近似处理氢分子得到的结论。共价键具有饱和性和方向性。
化学键与分子结构化学键
价键理论的局限性
把成键电子描述成定域在两个原子之间，是一种定域的观点。配合轨道杂化，是用于处理基态分子的性质，如分子的几何构型和键的离解能。
在定量计算分子性质时，价键法现大部分已被分子轨道法所代替
以价键法形成的分子有一定的空间构型，为说明化学键的方向性和分子构型的问题，1931年，鲍林（）提出了杂化轨道（hybrid orbitals）的概念。
化学键与分子结构化学键
2．轨道杂化
价键理论在应用于具体问题时还存在一些矛盾。
轨道的杂化：将原来不同的原子轨道通过线性组合，重新组合为新的原子轨道，这样的过程称为轨道的杂化，而经杂化后的原子轨道称为杂化轨道。如甲烷中的碳原子在成键时，一个2s电子激发到2pz轨道上，而后线性组合为四个相等的轨道，称为sp3杂化轨道。
sp3杂化轨道和甲烷的四面体构型
化学键与分子结构化学键
杂化对化学键参数的影响
键长：随S成分的增加，键长缩短。
键角：随S成分的增加，键角增加。
对于含相同成分的杂化轨道之间的夹角，
公式： Cos θ= - α / (1-α)
θ ：键角
α：S成份的百分含量。
例：SP 杂化： θ=1800
键能：随S成分的增加，键能增加。
键的极性：随S成分的增加，，电负性增加，键能增加增加
化学键与分子结构化学键
化学键与分子结构化学键
3 共振论: 是价键理论的延伸和发展，用来解释共轭体系时使用
共振论的基本概念
共振论是鲍林()于20世纪30年代提出的。
共振论认为：不能用经典结构式圆满表示的分子，其真实结构是由多种可能的经典极限式叠加(共振杂化)而成的。
化学键与分子结构化学键
例如：CO32-中的三个碳氧是等同的，。但是价键式却只能表示为：
而共振论将CO32-的真实结构表示为：
上式的意思是：CO32-的真实结构是上述三个共振结构式(基本式、极限式、参与结构式等)的共振杂化体。
化学键与分子结构化学键
必须十分明确地指出：真正的杂化体或中介体是一个单一的物质，决不是几个极限式的混合物。共振论一再强调在任何时候，共振杂化体都是一个单独的物质，只能有一个结构。
根据共振论，烯丙基正离子可表示为：
化学键与分子结构化学键
共振极限结构式能量标准
① 两个或两个以上能量最低而结构又相同或接近相同的式子，它们参与共振最多，对共振杂化体的贡献最大，真实分子的能量也更低，更稳定。例：
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