分子结构和化学键理论

无机化学第六章思维导图，涵盖价键理论，价层电子对互斥理论等无机化学知识点，内容详实，知识点全面。平时背诵、查看很方便。都是根据个人对教材的理解整理所得，大家可以根据自己的复习情况进行增减。希望能帮助大家理清知识脉络、提高学习效率，祝大家考试顺利~

分子结构和共价键理论

• 路易斯理论
  • 分子中的原子都有形成稀有气体原子的电子结构的 趋势，求得本身的稳定，通过共用电子对来实现
• 价键理论
  • 氢分子中的化学键
    • H2 中的化学键，可以认为是电子自旋相反成对，结果使 体系的能量降低
  • 共价键的形成
    • 若 A，B 两原子各有一个成单电子，当 A，B 相互接近时，两电 子以自旋相反的方式结成电子对。
    • 条件是：两个电子所在的原子轨道能量相近，对称性相同。
    • 共价配位键
      • 一个原子中有孤电子对，而另一原子中有可与孤电子对 所在轨道相互重叠的空轨道。
    • 共价键的饱和性和方向性
      • 共价键的数目由原子中单电子数目决定。单电子数目包括原有的和激发而形成的
      • 原子中单电子数决定了共价键的数目，所以共价键具有饱和性，共价键的数目，决定共价化合物中元素的化合价。
      • 化合价的正与负取决于元素的电负性大小。
    • 共价键的键型
      • σ 键
        • 成键轨道的“头碰头”重叠
      • Π键
        • 成键轨道的 “肩并肩” 重叠
    • 键参数
      • 键能
        • 对于双原子分子，键能 EAB 等于解离能 DAB
      • 键长
        • 子中成键两原子核之间的距离叫键长
        • 一般键长越小，说明化学键越强
        • 在不同化合物中，相同的键，键长、键能并不相等
      • 键角
        • 键角是决定分子几何构型的重要因素
• 价层电子对互斥理论与杂化理论的关系
  • 电子对构型直接与杂化方式相关联
  • 等性杂化体现在价层电子对互斥理论中，属于价层电子 对数 m 和配体数 n 相等类型。
  • 杂化轨道中的单电子成σ 键，形成价层电子对互斥理论 中的成键电对。
• 分子轨道理论
  • 分子轨道 —— 原子轨道的线性组合
    • 分子轨道由原子轨道线性组合而成，分子轨道的数目与参与组 合的原子轨道数目相等
    • 
  • 线性组合三原则
    • 对称性一致原则
    • 能量相近原则
    • 最大重叠原理
  • 分子轨道中的电子排布
    • 同核双原子分子
      • 分子轨道能级图
        • 适用于 O2 ，F2 分子
        • 适用于 B2，C2，N2 等分子
      • 电子在分子轨道中的排布
      • 分子的磁学性质
        • 分子中有单电子时，物质呈顺磁性
    • 异核双原子分子
• 价层电子对互斥理论
  • 中心价层电子的总数和对数
    • 价层电子总数等于中心 A 的价电子数（s 电子数 + p 电子数）加上 配体 B 在成键过程中提供的电子数
    • 氧族元素的原子做中心时，价电子数为 6。氧族元素做配体时，提供 电子数为 0
    • 处理离子时，要加减与离子电荷数相当的电子
    • 电子对的对数等于电子的总数除以2。总数为奇数时，商一般进位。
  • 电子对数和电子对空间构型的关系
  • 分子构型与电子对空间构型的关系
    • 若配体的个数 n 和价层电子对数 m 相一致，则分子构型和电子对空间构型 一致。这时各电子对均为成键电对
    • 当配体数 n 小于电子对数 m 时，一部分电子对属于成键电对，其数 目等于 n，另一部分电子对成为孤电子对，其数目等于 m － n。
    • 配体数不可能大于电子对数
    • 孤对电子的位置，若有两种或两种以上的选择可供考虑时，则要选择斥力易于平衡的位置。
    • 首先要尽量避免具有最大斥力的 “ 孤电子对 — 孤电子对“ 分布在互成 90°的方向上。次要避免“ 孤电子对 — 成键电对 ”分布在互成 90°的方向上。
  • 多重键的处理
    • 某配体（非 VI A 族）与中心之间有双键或三键时，价层电子对数减 1 或减 2。
  • 影响键角的因素
    • 孤电子对的影响
      • 孤电子对的负电集中，将排斥其余成键电对，使键角变小
    • 重键的影响
      • 键角本应该为 120°，由于双键的电子云密度大，斥力大，故 H－C－H 键角小于120°，而 H－C－O 键角大于 120°
    • 中心电负性的影响
      • 配体一致，中心电负性大，使成键电对距中心近。
    • 配体电负性的影响
      • 中心相同，配体电负性大时，成键电对距离中心远，于是相互间 距离大，键角可以小些。
• 杂化轨道理论
  • 杂化概念
    • 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，形成一组新的原子轨道。这个过程叫做轨道的杂化，产生 的新轨道叫做杂化轨道。
    • 杂化轨道有自己的波函数、能量、形状和空间取向
  • 杂化轨道的数目
    • 杂化过程中形成的杂化轨道的数目，等于参加杂化的轨道的数
  • 杂化轨道的实质
    • 杂化过程的实质是波函数的线性组合，得到新的波函数—— 杂化轨道的波函数
  • 各种杂化轨道在空间的分布
    • sp 杂化
      • 两条杂化轨道呈直线形分布。互成 180°角
    • sp2 杂化
      • 3 条杂化轨道指向正三角形的三个顶点，交角 120°
    • sp3 杂化
      • 4 条杂化轨道，正四面体，交角 109°28′
    • sp3d 杂化
      • 5 条杂化轨道，三角双锥，三种交角 90°，120°和 180°
    • sp3d2 杂化
      • 6 条杂化轨道，正八面体，两种交角 90°和 180°
    • 结论
      • 分子构型由 σ 键确定
      • Π 键在σ 键基础上形成
  • 大Π 键，离域 Π键
    • 6 个电子不再属于哪个原子，而是在 6 个碳的原子轨道中运动。
  • 不等性杂化