分子的几何形状与价键理论
看清键角、杂化与空间构型的成因与边界
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分子的几何形状与价键理论
看清键角、杂化与空间构型的成因与边界
分子真的有形状吗？
上一页我们画出了分子骨架——直线、平面三角、四面体。但分子不是钢球模型：原子在振动，键在伸缩。我们说的'形状'到底指什么时刻、什么状态？
小球不是钉死的，会绕平衡位置抖动；分子形状正是这种抖动的平均
孤电子对如何扭曲分子
上一页我们看到分子确实有形状。但 H₂O 是弯的（104.5°），CO₂ 却是直的——同样是三个原子，差别从何而来？答案藏在一对看不见的电子上。
拴两点的气球=成键对；鼓得最大且无固定对象的那只=孤对，它把其他气球挤得更近
VSEPR模型：预测分子形状
从中心原子出发，沿箭头追踪 VSEPR 推理全过程。
四步法预测分子形状
从写路易斯结构到判断空间构型
什么是极性键与非极性键
上一页我们预测了分子形状。但形状一样的分子，键的'内部'可能完全不同——CO₂ 里的 C=O 与 H₂O 里的 O-H，电子分布天差地远。这一页我们钻到键里看。
绳子中心代表电子云重心；双方力气相等→中心不动（非极性），一方更强→中心偏向强者（极性键）
分子的极性由什么决定
CO₂ 和 H₂O 都含极性键，前者是非极性分子，后者是极性分子——差别就在键的排列。
两边力气相等绳子不动——非极性；一边力气更大则绳子偏向那边——极性。
极性键 ≠ 极性分子
都是含极性键的分子，凭什么一个极性、一个非极性？
- 键的极性：两条 C=O 键都是极性键
- 分子形状：直线型（O=C=O，180°）
- 偶极方向：两键极性对称、大小相等
- 分子整体：非极性分子（极性完全抵消）
- 键的极性：两条 O-H 键都是极性键
- 分子形状：V 形（弯曲，键角约 104.5°）
- 偶极方向：两键极性方向不能对消
- 分子整体：极性分子（存在净偶极矩）
分子极性自测
在 NH₃、BF₃、CCl₄ 三个分子中，哪一个分子的键偶极矩矢量不能相互抵消？
路易斯结构：八隅体的胜利
共用电子对与八电子规则
薛定谔方程与原子轨道
路易斯结构用点和线标出了电子的位置，但电子真的能被钉在某个点上吗？在量子力学里，答案是否定的——电子更像一团弥散的'云'。
鼓皮只能以特定频率形成驻波；电子也只能以特定波函数存在
轨道杂化：为了成键的重排
为什么sp³杂化才符合甲烷四面体
sp、sp²、sp³杂化对比
杂化类型与分子几何的对应关系
从路易斯结构到杂化轨道
从路易斯结构推导中心原子杂化方式，一共五步。
苯的大π键如何解释
上页六个 sp² 碳围成正六边形，每个还剩一个垂直 p 轨道竖着。这些 p 轨道该如何成键？经典价键理论碰到了硬钉子。
凯库勒式是一对一的私聊，共振杂化是六人同群——信息不属于任何一对，而是全员共享
本单元核心知识图谱
- ✓VSEPR预测形状，杂化解释键角——二者互补不冲突
- ✓分子极性由对称性裁决：对称结构能让偶极矩完全抵消
- ✓价键理论有边界：苯的离域π键需要分子轨道理论补充
课后思考
先合上书自己想，再看下面的提示。
参考答案氧有两对孤对电子，它们占据更大空间，把两个 O—H 键挤压到约 104.5°。VSEPR 用「孤对排斥 > 键对排斥」来解释这种弯曲。
参考答案不会。VSEPR 只看中心原子周围电子对的几何排布，与原子大小关系不大。6 对电子在三维空间的最均匀分布就是八面体。
参考答案不能。VSEPR 对主族化合物很好用，但过渡金属的 d 轨道参与成键、配体场效应会扭曲理想几何，需要晶体场理论或配位场理论来预测。