价键理论概述
发布时间：2012-11-09 来源：文档文库
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价键理论概述
摘要:
价键理论是指固体或分子中原子的价电子结构和原子与原子之间形成的键以及两者关系的理论。它是从原子和原子结构层次, 深入了解材料一种重要理论, 能帮助人们设计满足需要的新材料。根据收集到的资料, 对价键理论及其应用进行扼要地归纳与阐述。
关键词: 价键理论 共价键 键参数 金属 应用
价键理论起源于1916 年美国科学家G1 N1Lew is[1] 提出的电子配对理论。1927 年德国科学家W1 He itler与F1 L London[2] 第一个用量子力学处理H2分子, 揭示了共价键的本质。1930 年前后Pauling[3] 和S later[4] 等把这个理论发展成为一种全面的键理论, 称为价键理论。金属的价键理论实质就是用电子配对法来处理金属键。这一理论在金属材料中有着重要的指导作用, 它能帮助人们从电子结构和原子结构层次了解晶体结构, 并以此寻找需要的金属新材料。因此, 国内外科学家, 在这方面做了大量的工作, 鉴于价键理论的重要性, 对其发展与应用做扼要的归纳与阐述。
一、键价理论的基本知识 1．基本概念
价键理论是在Pauling 离子晶体电价规则基础上发展起来的, 它继承了电价规则中/原子的价分配在原子所连诸键上0的基本概念, 同时允许原子所连诸键的键价做不均匀的分配。价鍵的主要内容包括以下几个方面：
(1在价键理论或价键法则中, 将在反应中保持不变的最基本的实体称作原子。在由广义( Lewis酸(阳离子与广义碱(阴离子组成的离子性化合物中, 荷正电者为正价, 荷负电者为负价。
(2化学计量要求离子性(或酸碱化合物中的总正价与总负价的绝对值相等。即化合物整体保持电中性的原理。
(3原子以化学键与其近邻原子键合, 其键连原子数称为该原子的配位数, 此数亦为该原子参与化学键的成键数。
(4价键理论认为, 原子的价将分配在它所参与的诸键上, 使每个键均有一定的键价, 并符合价和规则。这一概念是价键理论最核心的内容。
(5价键与键长等各种键的性质密切相关。其中最重要者乃是价键与键长间的指数关系。
2．价键理论的要点
（1）两个原子的价层轨道上，为了增加体系的稳定性，不成对电子可以通过自旋反平行的方式配对成键，形成最多数目的化学键（为何自旋反平行：由泡利不相容原理，在同一体系中不可能有两个状态完全相同的电子）例如氮原子外层有3 个2p 电子分别占据2px,2py,2pz,它可以和另一个氮原子的3 个自旋相反的成单电子配对，形成共价三键而成N2 对于水分子，氧原子外层有两个成单的2p 电子而氢原子只有一个成单的1s 电子，因此，一个O 与两个H形成H2O。且在成键过程中，两单原子以自旋相反形成稳定化学键，释放能量，这是共价键形成的能量依据，也就是说符合能量最低原理。又对于CO，C 中成单的2p 电子与O 两个成单的2p 电子形成共价键，而C 中有空的2pz 轨道，2pz 中两电子可被两个2pz 共用形成共价配位键，常用→。注意正常共价键与配位键差别仅为形成过程，
之后没有任何差别。 （2） 在原子或分子中已经配对的电子，不能再与其他原子中的不成对电子成键，一个原子可能与其他原子形成的共价键数决定于该原子的不成对电子数。例如Cl 最外层有一个未成对的3p，与另一个Cl3p 上一个电子形成Cl2 后，即使再有一个Cl 也不会形成Cl3 （3）共价键的稳定性决定于原子轨道的重叠程度，两个原子轨道重叠越大，形成的键就越稳定，在原子轨道电子云密度最大方向上，两个原子轨道可能发生最大程度的重叠。原子轨道只有沿着一定方向重叠，才能保证成键原子轨道对称性的一致。例如，在形成HF 分子时，氢原子的1s 电子与氟原子的一个未成对2px 电子形成共价键。1s 轨道与2p 轨道只有沿着x轴方向发生最大限度重叠，才能保证对称性的一致，形成稳定的共价键，x 轴是两成键轨道的对称轴。1s 轨道与2px 轨道若沿着y 轴方向重叠，两轨道不再是共同的对称性。又如，形成H2S 分子时，
