分子的立体构型课件

[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O
实验2-3
Fe 3+ +SCN—
硫氰酸根
[Fe (SCN) ]2+ 由于该离子的颜色极似 血液，常被用于电影特 血红色 技和魔术表演。
例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) B A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
• 例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道 的类型相同的是 ( B ) • A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 • C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
例题二：对SO2与CO2说法正确的是( A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道
D
)
C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
第二节 分子的立体构型
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线形）
O2
HCl
2、三原子分子立体构型
直线形 键角180°
CO2
V形 键角104.5°
H2O
３、四原子分子立体构型（直线形、 正四面体、 平面三角形、三角锥形）
C2H2 键角180°
P4 键角60°
NH3
CH2O
COCl2
平面三角形
三角锥形 键角 107°18′
C原子基态原子电子排布图
2P 2S
三、杂化轨道理论 －解释分子的立体结构
Pauling（鲍林）在价键理论基础上提出了“杂化” 假设，补充了价键理论的不足。 （一）杂化理论要点： 1.在形成分子时，每一原子中能量相近的 “轨道”会发生重组，形成新的原子轨道，这个 过程称“杂化”，新的原子轨道称“杂化轨道”。
0.120nm
H
C
180°
C
H
0.106nm
两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成C—C 键， 另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两 个C—H 键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重 叠，形成两个相互垂直的键。
3、sp2杂化： 平面三角形（120°）
例：BF3中B的电子排布式:1s22s22p1
溶液颜色 天蓝色
思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？ 结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四 水合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在 H2O 四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的 H2O Cu OH2 化学键是由水分子中的O原子提供孤对电 子对给予铜离子（铜离子提供空轨道）， H2O 铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这 类“电子对给予—接受键”被称为配位键。
求水、氨气、二氧化碳、二氧化硫的孤电子对数
3.价层电子对的求法
价层电子数=孤电子对数 + σ键电子对数 对于阳离子a为中心原子价电子减去离子 的电荷数。 对于阴离子a为中心原子价电子数加上离 子电荷的绝对值
• 计算下列分子或离子的价层电子对数 • 水、二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氨气、 三氟化硼、碳酸根离子、硫酸根离子、硝酸根 离子、甲烷、铵根离子、五氯化磷、六氟化硫
单齿配体：NH3、Cl－ 双齿配体：en 四齿配体：为螯合物
3．配位数 与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。 例：[AlF6]3- 配位数6 、 [Cu(NH3)4]SO4 配位数4 、 [Co(NH3)2(en)2](NO3)3 配位数6
键
H C C H H H = H C H CH H
H C O = H
键
H C O H
BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3、烯烃
（>C=C<）、苯等结构中的中心原子都是
sp2杂化的。
（三）杂化轨道的应用范围: 杂化轨道只用于形成σ键或者用来 容纳未参加成键的孤电子对。
（未参与杂化的p轨道可形成键）
课堂练习
• 1.下列物质中，分子的立体结构与水分子 相似的是 （B ） • A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4 • 2.下列分子的立体结构，其中属于直线型 分子的是 （ BC ） • A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4
实验2-1 CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 固体颜色 白色 绿色 天蓝色 深褐色 白色 天蓝色 无色 白色 无色 KBr 白色 无色
利用中心原子杂化轨道类型可判断分子的立体构 型
一般方法：
1、看中心原子有没有形成双键或叁键， 如果有1个叁键，则其中有2个π键，用 去了2个P轨道，形成的是SP杂化；如 果有1个双键则其中有1个π键，形成的 是SP2杂化；如果全部是单键，则形成 的是SP3杂化。 2、没有填充电子的空轨道一般不参与 杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。
分子或离 价层电子对数 子
VSEPR模型
分子或离子的立体结构
HCN
2 4 4 3
NH4+
H3 O+
SO2
小结:
价层电子对互斥模型
中心原子 结合原子数 价层电子 对数 VSEPR模 型 分子立体构 型
中心原子 代表物
CO2
无 孤对电子
BF3 CH4
2 3 4 2 3
2 3 4 4
直线形
直线形
平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形
sp2杂化 激发
+
sp2杂化轨道的形成过程
120°
z z z z
y x x
y x
y x
y
乙烯H2C=CH2、甲醛H2C=O中心原子C是sp2杂化：
C原子基态电子排布图
乙烯中的Ｃ在轨道杂化时，有一个Ｐ轨道未参 与杂化，只是Ｃ的２s与两个２p轨道发生杂化， 形成三个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨 道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p 轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面形成键。杂 化轨道间夹角为120°。
4.价层电子对互斥模型（VSEPR模型）
基本要点 分子（或离子）的中心原子周围的价 电子对的几何构型，主要取决于价电 子对数，价电子对尽量远离，使它们 之间斥力最小。
价层电子对数
2 3 4
VSEPR模型
直线形 平面三角形 四面体形
5 6
三角双锥形 正八面体形
n
2
直线 180
0
3
4
价 电 子 对
2+
1、配位键：共用电子对由一个原子单方面提供给另 一个原子共用所形成的共价键叫配位键。是一种特殊 的共价键。 ①可用A→B表示 A表示提供孤对电子的原子，叫电 2+ 子给予体或配体，常为N、O、P、 H2O S、卤素的原子或离子 B表示接受电子的原子，叫接受体， H2O Cu OH2 一般为过渡金属 H2O ②形成配位键的条件：一个原子提 供孤对电子，另一原子提供空轨道 2、配位化合物：中心离子（或原子） 与配位体(某些 分子或离子) 以配位键的形式结合而成的化合物。
有 孤对电子
H2O
四面体形
V形
NH3
4
四面体形 三角锥形
疑问？
C的价电子中只有两个未成对电子，为什么 CH4分子中C形成四个共价键？3个相互垂 直的2p和一个球形的2s与氢原子4个1s原子 轨道重叠不可能得到正四面体构型的甲烷
三、杂化轨道理论 －解释分子的立体结构
Pauling（鲍林）在价键理论基础上提出了“杂化” 假设，补充了价键理论的不足。 例CH4
要点：
基态 原子
激发态 原子 1个S轨 道和3个 P轨道
混杂
4个相同的 SP3杂化轨道
2. sp杂化： 直线形（180°）
例：BeCl2
2p 激发 2p 2s 2p sp 两个sp杂化轨道
2s
sp杂化
sp杂化轨道的形成过程
z
z
180°
z
z
y x x
y x
y x
y
乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线形。
例题二：下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( B )
A．NH3、H2O B．NH4 + 、H3O+
C．N2、HClO D． [Cu(NH3) 4]2+ 、PCI3
配合物理论简介
• 一、配合物的组成
配离子：[Cu(NH3)4]2+
配合物： 配盐：[Cu(NH3)4]SO4 [Cu(H2O)4]SO4.H2O 配酸：H2[PtCl6] 配碱：[Cu(NH3)4](OH)2 配合分子：Ni(CO)4 [Co(NH3)3Cl3]
1、理论要点：原子的价层电子对之间存在着 排斥力，它们倾向于相互远离以减少这种斥力，
从而使分子达到稳定结构。
价层电子对：中心原子上的电子对
价层电子对数= σ键电子对+孤电子对数
2.孤电子对数的求法 中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb) a为中心原子的价电子数， x为中心原子结合的原子数， b为与中心原子结合的原子最多能接 受的电子数
[Ag(CN)2]-
1. 中心离子或原子(也称形成体)

有空轨道
主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、 银、金、铂等金 属元素的离子； 或是具有高氧化数的非金属元素，硼，硅、磷 等，如Na[BF4] 中的B(Ⅲ)、K2[SiF6]中的Si(Ⅳ) 和NH4[PF6]中的P(Ⅴ)；

或是不带电荷的中性原子，如[Ni(CO)4], [Fe(CO)5 中的Ni, Fe都是中性原子，
杂化轨道个数 = 价层电子对数
互斥模型（VSEPR）与杂化轨道类型
价层电子对数 杂化类型 VSEPR模型
2 sp杂化 直线形 3 sp2杂化 平面三角形 4 sp3杂化 四面体形 了解 5 sp3d(或dsp3)杂化 三角双锥形 6 sp3d2(或d2sp3)杂化 正八面体