高中化学：分子的立体结构ppt课件01
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分子的立体结构 课件
NH3
CH4
VSEPR模型要点：
1、价层电子对数 = 键合原子数 + 孤对电子对数
2、由于价层电子对互相排斥，分子尽
可能呈现“对称” 构型。
6
VSEPR模型预测分子构型：
中心原子孤对电 子对数
价层电子对数
VSEPR模型
四面体形
立体结构
0 1 2
（正）四面体形
4
三角锥形 V形
平面（正）三角形
平面三角形 3
19ห้องสมุดไป่ตู้
常见的等电子体
类型 N2 CO2 SO2 物质举例 CO 、C22- 、CN- 、NO+ CS2、N2O、N3O3、NO2CO32-、NO3-、BF3 SO42-、PO43分子构型
直线形
直线形 V形 平面三角形 正四面体形
20
SO3
CCl4
反馈练习 1. 下列结构图中，●代表原子序数从1到10的元素 的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的 部分），小黑点代表孤对电子，短线代表共价键。
14
简单分子或离子中心原子杂化方式：
中心原子 杂化方式 杂化轨道的 空间取向
杂化轨道数
实例
sp sp2
sp3
……
2
直线形 平面（正） 三角形 （正）四面 体形
……
CH≡CH
3
4 ……
CH2=CH2
CH3—CH3 ……
15
思考与交流
5、杂化轨道理论可用来解释分子的立体
结构问题，尤其有助于《有机化学基础》模块 的学习。请指出下列分子中标有“*”的原子 所采取的杂化轨道类型：
H H
①
O
②
C
*
〔人教课标版〕高中化学分子的空间构型教学PPT1
价层 电子 对数
价层
电子
对排 布
成键 电子 对数
孤对 电子 对数
分子 电子对的排 分子构型 类型 布方式
实例
5
0 AB5
三角双锥 PCl5
4 三角 5 双锥
3
1 AB4 2 AB3
变形四面 体
SF4
T形
ClF3
2
3 AB2
直线形
I
3
价层 价层电 成键 孤对 分子 电子对的排 分子构型 实 例
பைடு நூலகம்
电子 子对排 电子 电子 类型 布方式
利用价层电子对互斥理论，可以预测大多 数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或 离子的空间构型。
中心原子的价层电子对的排布和 ABn 型共价分子的构型
价 价层 成 孤 分子 电子对的排 分子构型 实 例
层 电子 键 对 类型 布方式
电 对排 电 电
子 布 子子
对
对对
数
数数
直线 2 形 2 0 AB2
BeCl2分子形成
2p 2s
2p
2s 激发
杂化 直线形
Be基态
180
Cl Be
激发态
Cl
键合
sp杂化态 直线形
化合态
碳的sp杂化轨道
sp 杂 化 ： 夹 角 为 180° 的 直 线 形 杂 化轨道。
NH3 的空间构型
H 2 O 的空间构型
几种常见的杂化轨道类型
杂化类型 sp sp2
sp3
20、赚钱之道很多，但是找不到赚钱 的种子 ，便成 不了事 业家。 21、追求让人充实，分享让人快乐。
22、世界上那些最容易的事情中，拖 延时间 最不费 力。 23、上帝助自助者。
第二章 立体化学
(Z)-1，2-二氯-1-溴乙烯 反-1，2-二氯-1-溴乙烯
(E)-1，2-二氯-1-溴乙烯 顺-1，2-二氯-1-溴乙烯
(E)-3, 4-二甲基-2-戊烯 顺-3, 4-二甲基-2-戊烯
(Z)-3, 4-二甲基-2-戊烯 反-3, 4-二甲基-2-戊烯
二、顺反异构体的性质
▪ห้องสมุดไป่ตู้物理性质不同 ▪ 化学性质：基本相同，与空间构型有关的有差别。
次互换，使最不优先的基团位于顶部，剩下3个原子或基团按照从优先到不优
先的顺序，顺时针方向排列为R-构型，逆时针方向排列为S-构型。
（二）对称中心
如果有机分子中存在一个假想的点，从分子中任一原子或基团向该点作一直 线，再从该点将直线延长，在等距离处遇到相同的原子或原子团，则该点即 为该分子的对称中心。
四、判断对映体的方法
➢ 比较一个分子和它的镜像，如果两者不能重合，则为对映体。 ➢ 有对称面或对称中心的分子为非手性分子（没有对映体）。 ➢ 仅有一个手性碳原子(或手性中心)的分子为手性分子（有对映体）。
第三节
手性、手性分子和对映体
一、手性
镜像与实物不能重合的现象称为手性（chirality）。
二、手性分子和对映体
手性分子：与镜像不能重合的分子。 手性碳（不对称中心）：连接4个不同原子或基团的碳。
手性碳
与镜像不能重合的分子彼此互为对映异构体（手性异构体）
三、分子中常见对称因素
（一）对称面
对称面：能将分子切分为具有实物与镜像关系的假想平面。有对称面的化合 物不是手性分子。
第二章
立体化学
立体化学：研究有机分子的立体结构、反应的立体选择性 及其相关规律和应用。
碳链异构
位置异构 构造异构
2.2分子的立体构型幻灯片
1
所谓“分子的立体构型”指多原子构成 的共价分子中的原子的空间关系问题。
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在 分子的立体结构问题。
O2
HCl
2
一、形形色色的分子
1、三原子分子立体结构
CO2
直线形
180°
H2O
V形
105°
3
一、形形色色的分子
2、四原子分子立体结构
HCHO
平面三角形 120°
NH3
子
子对数 子对数
目
CO2
2
2
CO32-
3
3
孤电 子对 数
0
0
VSEPR模 分子的立体 型及名称 构型及名称
直线形
O
C
O
直线形
O
平面三角形
OC
平面三角形
O
SO2
3
21
平面三角形
OS
V形O14
应用反馈
化学式
H2S BF3 NH2-
中心原子
孤对电子 数
σ键电子 对数
VSEPR模型
2
2
四面体
0
3 平面三角形
2、根据价键理论，甲烷形成四个C-H键都 应该是σ键，然而C原子最外层的四个电子分别2 个在球形2S轨道、2个在相互垂直2P轨道上， 用它们跟4个氢原子的1S原子轨道重叠，不可能 形成四面体构型的甲烷分子
如何解决上列一对矛盾？
25
值得注意的是价层电子对互斥模 型只能解释化合物分子的空间构形， 却无法解释许多深层次的问题。
3、价层电子对数：4 正四面体
CH4 分子类型 AB4
NH3 AB3
H2O AB2
成键电 子对数
所谓“分子的立体构型”指多原子构成 的共价分子中的原子的空间关系问题。
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在 分子的立体结构问题。
O2
HCl
2
一、形形色色的分子
1、三原子分子立体结构
CO2
直线形
180°
H2O
V形
105°
3
一、形形色色的分子
2、四原子分子立体结构
HCHO
平面三角形 120°
NH3
子
子对数 子对数
目
CO2
2
2
CO32-
3
3
孤电 子对 数
0
0
VSEPR模 分子的立体 型及名称 构型及名称
直线形
O
C
O
直线形
O
平面三角形
OC
平面三角形
O
SO2
3
21
平面三角形
OS
V形O14
应用反馈
化学式
H2S BF3 NH2-
中心原子
孤对电子 数
σ键电子 对数
VSEPR模型
2
2
四面体
0
3 平面三角形
2、根据价键理论，甲烷形成四个C-H键都 应该是σ键，然而C原子最外层的四个电子分别2 个在球形2S轨道、2个在相互垂直2P轨道上， 用它们跟4个氢原子的1S原子轨道重叠，不可能 形成四面体构型的甲烷分子
如何解决上列一对矛盾？
25
值得注意的是价层电子对互斥模 型只能解释化合物分子的空间构形， 却无法解释许多深层次的问题。
3、价层电子对数：4 正四面体
CH4 分子类型 AB4
NH3 AB3
H2O AB2
成键电 子对数
化学 分子的立体结构
在形成多原子分子的过程中，中心原子的假设干能量相近 的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做 轨道的杂化。杂化以后的轨道称为杂化轨道。
杂化轨道与形成它的原子轨道形状不同，但成键能力强。
杂化轨道与形成它的原子轨道的总数一样。
由1个s轨道和3个p轨道杂化成的轨道称为sp3杂化轨道。 共4个轨道。 由1个s轨道和2个p轨道杂化成的轨道称为sp2杂化轨道。 共3个轨道。 由1个s轨道和1个p轨道杂化成的轨道称为sp杂化轨道。 共2 个轨道。
杂化类型与价层电子对数相关。
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化 电子对 电子对 电子对 模型名称 名称 轨道类型
BO2-
2
0
NO2- 2
1
ClO2- 2
2
NO3- 3
0
SO32-
3
1
NH4+ 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化
3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝Cu(NH3)42+＋2OH-＋4H2O
析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+
Cu(NH3)42+的构造如下：
↓NH3
2+
H3N→C↑u←NH3
NH3
实验2-3
向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾〔KSCN〕 溶液，观察并记录现象。
σ键电子对＝中心原子所连原子数
孤电子对＝
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；
杂化轨道与形成它的原子轨道形状不同，但成键能力强。
杂化轨道与形成它的原子轨道的总数一样。
由1个s轨道和3个p轨道杂化成的轨道称为sp3杂化轨道。 共4个轨道。 由1个s轨道和2个p轨道杂化成的轨道称为sp2杂化轨道。 共3个轨道。 由1个s轨道和1个p轨道杂化成的轨道称为sp杂化轨道。 共2 个轨道。
杂化类型与价层电子对数相关。
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化 电子对 电子对 电子对 模型名称 名称 轨道类型
BO2-
2
0
NO2- 2
1
ClO2- 2
2
NO3- 3
0
SO32-
3
1
NH4+ 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化
3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝Cu(NH3)42+＋2OH-＋4H2O
析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+
Cu(NH3)42+的构造如下：
↓NH3
2+
H3N→C↑u←NH3
NH3
实验2-3
向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾〔KSCN〕 溶液，观察并记录现象。
σ键电子对＝中心原子所连原子数
孤电子对＝
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；
分子的立体构型(VSEPR)
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
共价键
复习回顾
σ键 成键方式 “头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
键参数
键能
衡量化学键稳定性
键长 键角 描述分子的立体结构的重要因素
一、形形色色的分子
思考:在O2、HCl这样 的双原子分子中存在
分子的立体结构问题
吗？何谓“分子的立
三原子分子
分子 的立 四原子分子 体结
构
直线 形，如CO2 V 形，如H20
平面三角 形，如HCHO、BF3
三角锥 形，如NH3
五原子分子——— 最常见的是正四面体形，如CH4
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
直线形 V形
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
体结构”？
O2
HCl
H2O
CO2
所谓“分子的立体结 构”指多原子构成的 共价分子中的原子的 空间关系问题。
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
分子的立体结构是怎样测定的？
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
型
分子的立体结 构模型
分子 的空
间构 型
CO2
20
2
直线形
直线形
SO2
21
3
SO3
30
3
PCl3
31
4
H2S
22
4
第二节 分子的立体结构
共价键
复习回顾
σ键 成键方式 “头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
键参数
键能
衡量化学键稳定性
键长 键角 描述分子的立体结构的重要因素
一、形形色色的分子
思考:在O2、HCl这样 的双原子分子中存在
分子的立体结构问题
吗？何谓“分子的立
三原子分子
分子 的立 四原子分子 体结
构
直线 形，如CO2 V 形，如H20
平面三角 形，如HCHO、BF3
三角锥 形，如NH3
五原子分子——— 最常见的是正四面体形，如CH4
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
直线形 V形
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
体结构”？
O2
HCl
H2O
CO2
所谓“分子的立体结 构”指多原子构成的 共价分子中的原子的 空间关系问题。
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
分子的立体结构是怎样测定的？
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
型
分子的立体结 构模型
分子 的空
间构 型
CO2
20
2
直线形
直线形
SO2
21
3
SO3
30
3
PCl3
31
4
H2S
22
4
《分子立体结构》课件
3
动力学与热力学关系
动力学参数可以推算热力学参数，反之亦然。
THANKS
感谢观看
生物大分子研究
分子光谱技术可以用于研究生物大 分子的结构和功能，对于药物研发 和生命科学等领域的发展具有推动 作用。
05
CATALOGUE
分子的电子结构与性质
分子轨道理论
分子轨道理论的基本概念
分子轨道理论是一种描述分子中电子行为的量子力学理论。它认为分子中的电子是在一系列的分子轨道上运动，这些 轨道是分子所有电子的能量状态。
在特定的方向上进行排列。因此，不同的取代基排列方式会导致分子具
有不同的立体结构。
对映异构
对映异构
由于手性碳原子的存在，使得分子具有手性，从而产生对映异构体。
总结词
对映异构是由于手性碳原子的存在，导致分子具有手性，从而产生对映异构体。
详细描述
在分子中，如果存在手性碳原子，则该分子具有手性。手性碳原子是指连接了四个不同基 团的碳原子。由于手性碳原子的存在，使得分子可以存在两种不同的立体结构，即对映异 构体。
共价键合特点
具有方向性和饱和性，能 够形成稳定的分子结构。
共价键合类型
包括单键、双键和三键等 类型，不同类型的共价键 合具有不同的性质和稳定 性。
分子几何构型
分子几何构型定义
分子中原子或基团的空间排列方式。
分子几何构型分类
包括直线型、平面三角形、四面体等类型，不同类型的分子几何构 型具有不同的性质和稳定性。
构象异构
要点一
构象异构
由于单键的旋转，使得分子中的原子 或基团在空间上产生不同的排列方式 ，从而产生不同的立体结构。
要点二
总结词
构象异构是由于单键的旋转，导致分 子中的原子或基团在空间上产生不同 的排列方式，从而产生不同的立体结 构。
【有机化学】第三章立体结构化学【课件PPT】
H
D
(2) 构型的确定 一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个 为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确 定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记 标记——根据分子中各基团的空间排列 按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油 醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？ 是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。 含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子． 不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能 自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时， 就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会 产生对映异构体。
D
(2) 构型的确定 一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个 为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确 定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记 标记——根据分子中各基团的空间排列 按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油 醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？ 是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。 含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子． 不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能 自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时， 就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会 产生对映异构体。
高等有机化学课件3-第三章 立体化学
联苯类化合物
NO2 CO2H
NO2 CO2H
有对称面（能同镜影分子重选），非手性。
NO2 CO2H
CO2H NO2
CO2H NO2
NO2 CO2H
手性分子
6
Br Br 6'
Br
Br
2' 2 Cl Cl
Cl
Cl
(R)-2,2’-二氯-6,6’-二溴联苯
(R)-2,2’-dibromo-6,6’-dichlorobiphenyl
构型异构： 顺反异构： H
Cl CH3 Cl H
COOH H OH CH3 HO
CH3 H
COOH H CH3
H
对映异构：
D-(-)-乳酸 mp: 52.8° 非对映异构： H
H COOH OH OH CH3
L-(＋)-乳酸
COOH H HO OH H CH3
构象异构：
H H
CH3 H H CH3
V U X
R R
V W Z W Z
S S
V
V W X W X
S R
U X
U Z
R S
U Z
Y (A)
Y ( B)
Y (C)
Y ( D)
A和B（C和D）为对映异构体，A和C或者D（B和 C或者D）为非对映异构体。
• 对映异构体之间有相同的性质（除了对偏 振光和手性环境），然而非对映异构体具 有不同的熔点、沸点、溶解度、反应性等 物理、化学及光谱性质。 • 多手性中心的分子最多具有2n个异构体（n ＝分子中手性中心数），但有时分子内存 在着对称面，这时异构体数减少。
今有两试管分别置入（－）乳酸和（＋）乳酸，我 们如何知道它们的构型？
NO2 CO2H
NO2 CO2H
有对称面（能同镜影分子重选），非手性。
NO2 CO2H
CO2H NO2
CO2H NO2
NO2 CO2H
手性分子
6
Br Br 6'
Br
Br
2' 2 Cl Cl
Cl
Cl
(R)-2,2’-二氯-6,6’-二溴联苯
(R)-2,2’-dibromo-6,6’-dichlorobiphenyl
构型异构： 顺反异构： H
Cl CH3 Cl H
COOH H OH CH3 HO
CH3 H
COOH H CH3
H
对映异构：
D-(-)-乳酸 mp: 52.8° 非对映异构： H
H COOH OH OH CH3
L-(＋)-乳酸
COOH H HO OH H CH3
构象异构：
H H
CH3 H H CH3
V U X
R R
V W Z W Z
S S
V
V W X W X
S R
U X
U Z
R S
U Z
Y (A)
Y ( B)
Y (C)
Y ( D)
A和B（C和D）为对映异构体，A和C或者D（B和 C或者D）为非对映异构体。
• 对映异构体之间有相同的性质（除了对偏 振光和手性环境），然而非对映异构体具 有不同的熔点、沸点、溶解度、反应性等 物理、化学及光谱性质。 • 多手性中心的分子最多具有2n个异构体（n ＝分子中手性中心数），但有时分子内存 在着对称面，这时异构体数减少。
今有两试管分别置入（－）乳酸和（＋）乳酸，我 们如何知道它们的构型？
分子的空间结构_课件
价层电子对数=6，正八面体 ：
求分子的立体构型
然后，略去孤电子对，便可得到分子的立体构型 。比如，H2O和NH3的中心原子各有_2__对和_1__对孤电子对，价 层电子对都是_4__对，这些价层电子对形成的是_四__面__体____形的 VSEPR模型。
求分子的立体构型
略去孤电子对，便得到H2O的立体构型为_V__形____，NH3的立体 构型为__三__角__锥__形___。如下所示：
常见分子的立体结构
下列分子根据其分子立体构型连线
。
分子
A：H2O
B：CO2C
：NH3
D：CH2O
E：CH4
分子的立体构型 ①直线形 ②V形 ③平面三角形 ④三角锥形 ⑤正四面体形
答案 A—② B—① C—④ D—③ E— ⑤
VSEPR理论的含义
CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2呈直线形而H2O 呈V形？CH2O和NH3都是四原子分子，为什么CH2O呈 平面三角形而NH3呈三角锥形？
为了探究其原因，发展了许多结构理论。这节课我们来学 习其中一种较简单的理论——价层电子对互斥理论 (VSEPR theory) 。
VSEPR：Valence Shell Electron Pair Repulsion的缩写 。
VSEPR理论的含义
价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是_价__层__电__子___对___相 互排斥的结果。
求分子的立体构型 应用VSEPR理论对几种分子或离子立体构型的推测 ：
0
2
ห้องสมุดไป่ตู้
0
3
1
3
直线形 平面三角形
V形
求分子的立体构型
0
4
1
4
求分子的立体构型
然后，略去孤电子对，便可得到分子的立体构型 。比如，H2O和NH3的中心原子各有_2__对和_1__对孤电子对，价 层电子对都是_4__对，这些价层电子对形成的是_四__面__体____形的 VSEPR模型。
求分子的立体构型
略去孤电子对，便得到H2O的立体构型为_V__形____，NH3的立体 构型为__三__角__锥__形___。如下所示：
常见分子的立体结构
下列分子根据其分子立体构型连线
。
分子
A：H2O
B：CO2C
：NH3
D：CH2O
E：CH4
分子的立体构型 ①直线形 ②V形 ③平面三角形 ④三角锥形 ⑤正四面体形
答案 A—② B—① C—④ D—③ E— ⑤
VSEPR理论的含义
CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2呈直线形而H2O 呈V形？CH2O和NH3都是四原子分子，为什么CH2O呈 平面三角形而NH3呈三角锥形？
为了探究其原因，发展了许多结构理论。这节课我们来学 习其中一种较简单的理论——价层电子对互斥理论 (VSEPR theory) 。
VSEPR：Valence Shell Electron Pair Repulsion的缩写 。
VSEPR理论的含义
价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是_价__层__电__子___对___相 互排斥的结果。
求分子的立体构型 应用VSEPR理论对几种分子或离子立体构型的推测 ：
0
2
ห้องสมุดไป่ตู้
0
3
1
3
直线形 平面三角形
V形
求分子的立体构型
0
4
1
4
第二节 分子的立体结构
SO2 O
S O
S
V形 O
O
思考与交流
化学式
结构式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVSEPR
分子或离子 的立体结构
BF3
F B
F F
F B F 平面 三角形
F
小结： NH3 H H3O＋ H O H
＋
孤对电子
+ O
H
H
三角锥形
H
中心原子周围的原子与孤对电子的对 数加起来为4，它们形成四面体结构，一 对孤对电子占据一个顶点。 在共价分子中，如果中心原子化合价的绝 对值等于其最外层电子数，则一般无孤对电子。
CH4 CCl4 SiH4
价层电子对互斥理论
电子 成键 对数 对数 2 2 3 孤对电 电子对空 子数 间构型 0 直线 0 1 0 1 2 四面体 三角形 分子空间 构型 直线 三角形 V形 四面体 三角锥 V形 实例 BeCl2
BF3
SnCl2 CH4 NH3 H2O
3
2 4
4
3 2
（2） 中心原子周围的原子与孤对电子的 对数加起来为4，它们形成四面体结构，一 对孤对电子占据一个顶点。 2、杂化轨道的基本要点
NH3
N H H H
107°
3、五原子分子的可能立体结构更多，
最常见的是正四面体形
化学式 结构式 键角 分子立体 结构模型
CH4
109°28′
4、形形色色的分子
这种立体结构，是由 二、价层电子对互斥模型（VSEPR） 于分子中的价电子对 这种模型把分子分成以下两大类： 互相排斥的结果。
（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键，它 们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测
ABn
分子的立体结构
2、用价层电子对互斥理论推测下列分子的空 间构型： （1）BeCl2 (2)NH3 (3)H2O (4)PCl3 (1)直线形（2）三角锥形（3）V形（4）三角形
3、在BF3、BeF3分子中B、Be原子各用哪几个 原子轨道杂化？形成什么类型的杂化轨道？
B原子参与杂化的原子轨道是一个2s和两个2p, 形成三个sp2杂化轨道；Be原子参与杂化的原子 轨道是一个2s和一个2p，形成两个sp杂化轨道。
sp杂化
sp2杂化
sp杂化和sp2杂化
sp3杂化
5、几种常见分子的中心原子的杂化轨道 类型 sp杂化： BeCl2、CO2 sp2杂化： CH2O、SO2 sp3杂化： NH3、NH4-、H2O
6、杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与 成键的孤对电子，未参与杂化的p轨道，可用于 形成键。
1、配位键：
在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键 是由水分子提供孤对电子对给予铜离子，铜离子接 受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予与 接受键”被称为配位键。
2、配位化合物： 金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为 配位体）以配位键结合形成的化合物。
向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水， 首先形成难溶物，继续添加氨水难溶物 溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入 极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深 蓝色晶体。
2、鲍林的“杂化轨道”理论的主要内容是：
当原子形成分子时，它的电子轨道因为受到 其它原子的影响会有所改变，可以把原来的 不同轨道混合起来，组成新的轨道，使其成 键能力增强，从而使所形成的分子更稳定。
3、杂化轨道的过程
杂化轨道认为在形成分子时，通常在激发、杂化和 轨道重叠等过程。如CH4分子的形成过程：碳原子 2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，这 个过程称为激发，但此时各个轨道的能量并不完全 相同，于是1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来， 形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，然后 4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个杂化 轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳 原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形 成4个相同的键，从而形成CH4分子。由于C－H键 完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体形，键 角是109°28’。
《分子的立体结构》
分子的是
（BC ）
• A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4
整理课件
22
课堂练习
• 3.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模
型，下列说法正确的（C ）
• A.若n=2，则分子的立体构型为V形 • B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形 • C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形 • D.以上说法都不正确
碳原子:
为了解决这一矛盾，鲍整林理课提件 出了杂化轨道理论25 ，
杂化轨道理论
• 杂化：原子内部能量相近的原子轨道， 在外界条件影响下重新组合的过程叫 原子轨道的杂化
• 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成 的一组新轨道
• 杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、sp3d2
• 杂化结果：重新分配能量和空间方向， 组成数目相等成键能力更强的原子轨 道
第二章 分子结构与性质 第二节分子的立体结构
整理课件
1
共价键
复习回顾
σ键 成键方式 “头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
键参数
键能
衡量化学键稳定性
键长
键角 描述分子的立体结构的重要因素
整理课件
2
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线型）
O2
HCl
2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
整理课件
11
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
整理课件
12
思考:
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
整理课件
直线形 V形
13
思考:
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
高中化学 第二章 分子结构与性质 2.2 分子的立体构型(
促敦市安顿阳光实验学校第二章分子结构与性质第二节分子的立体构型第1课时分子的立体构型（1）知识归纳一、形形色色的分子单原子分子(稀有气体)、双原子分子不存在立体构型，多原子分子中，由于空间的位置关系，会有不同类型的立体异构。
1．子分子——直线形和V形化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CO2直线形______H 2O V形105°2．四原子分子——平面三角形和三角锥形化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CH2O 平面三角形120°NH3三角锥形107°3．子分子化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型CH4________ 109°28'4．其他多原子分子的立体构型多原子分子的立体构型形形色色，异彩纷呈。
如白磷(P4，正四面体)、PCl5(三角双锥)、SF6(正八面体)、P4O6、P4O10、C60(“足球”状分子，由平面正五边形和正六边形组成)、C6H12(环己烷)、C10H16(烷)、S8、B12(硼单质)的立体构型如图所示。
P4(正四面体) PCl5(三角双锥)SF6(正八面体)P4O6P4O10 C60椅式C6H12船式C6H12C10H16S8B12二、价层电子对互斥理论1．价层电子对互斥理论的含义价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是价层电子对_____________的结果，价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括______________和中心原子上的_____________（未形成共价键的电子对）。
分子中的价层电子对由于_________作用而趋向于尽可能远离以减小排斥力，分子尽可能采取对称的立体构型。
电子对之间的夹角越大，排斥力_______。
2．价层电子对互斥模型电子对数成键电子对数孤电子对数价层电子对立体构型分子的立体构型典例2 2 0 直线形直线形BeCl23 3 0三角形三角形BF3 2 1 V形SnBr24 4 0四面体___________ CH4 3 1 三角锥形NH3 2 2 V形H2O3．价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。
分子的空间构型 PPT
BeCl2分子形成
2p 2s
2p
2s 激发
杂化 直线形
Be基态
180
Cl Be
激发态
Cl
键合
sp杂化态 直线形
化合态
根据以下事实总结：如何判断一个化合物 的中心原子的杂化类型？
sp3
C－C
sp2
C＝C
sp
C≡C
2、判断中心原子的杂化类型一般方法
（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。
思考:CH4、H2O、NH3分子中的中心原 子均采用SP3杂化，但为何键角存在差异？
等电子体原理
具有相同的通式——ABm，而且价电子总数相等的分子 或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。 这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括 化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180或90 等特定的角度。
2s
2p
激发 2s
2p
杂化 正四面体形
C的基态
H
C
H
H
H
激发态
109°28’
sp3 杂化态
sp3 杂化
原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。
SP2
思考题：为了满足生成BF3和BeCl2的 要求，B和Be原子的价电子排布应如何改 变？用轨道式表示B和Be原子的价电子结 构的改变。
CO2 和 N2O 。
Li Be B C N O F Ne
化学分子的立体结构
BF3
第15页，此课件共28页哦
O =S =O
F
B
F
F
疑问？
1、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？
2、H2O分子中O－H键的键角为什么是104.5°(
实验测得)?
第16页，此课件共28页哦
三、杂化轨道理论 －解释分子的立体结构
Pauling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：
（二）杂化类型
2、sp杂化：同一原子中1个s轨道与1个p轨道杂 化形成2个sp杂化轨道。
例： 4Be
2p 2s
第21页，此课件共28页哦
sp杂化
2p sp
两个SP杂化轨道
第22页，此课件共28页哦
BeCl2分子的形成：
Cl
-
+
Be
+ -- +
Cl
+
-
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-
+ -- +
-
BeCl2
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P40，思考与交流
用杂化轨道理论探究HCN分子和甲醛分子的结构
及分子中的共价键。 1.写出HCN分子和CH2O分子的路易斯结构式.
2.用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结
构进行预测
3.写出HCN分子和CH2O分子中心原子的杂化类型 4.分析HCN分子和CH2O分子中的∏键
第27页，此课件共28页哦
小 结
1、认识形形色色的分子。
2、用VSEPR模型对简单分子的道理论对简单分子的立体结 构进行解释，并能分析简单分子中的共价键 类型。
第28页，此课件共28页哦
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O =S =O
F
B
F
F
疑问？
1、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？
2、H2O分子中O－H键的键角为什么是104.5°(
实验测得)?
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三、杂化轨道理论 －解释分子的立体结构
Pauling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：
（二）杂化类型
2、sp杂化：同一原子中1个s轨道与1个p轨道杂 化形成2个sp杂化轨道。
例： 4Be
2p 2s
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sp杂化
2p sp
两个SP杂化轨道
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BeCl2分子的形成：
Cl
-
+
Be
+ -- +
Cl
+
-
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-
+ -- +
-
BeCl2
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P40，思考与交流
用杂化轨道理论探究HCN分子和甲醛分子的结构
及分子中的共价键。 1.写出HCN分子和CH2O分子的路易斯结构式.
2.用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结
构进行预测
3.写出HCN分子和CH2O分子中心原子的杂化类型 4.分析HCN分子和CH2O分子中的∏键
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小 结
1、认识形形色色的分子。
2、用VSEPR模型对简单分子的道理论对简单分子的立体结 构进行解释，并能分析简单分子中的共价键 类型。
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2018/7/3 该资料由764723079友情提供
分子或离子
结构式
VSEPR模型
分子或离子的立体结构
HCN
H
C H
N +
NH4 +
H N H H H +
H3O+
H
SO2
O
H
O =S =O
F
BF3
2018/7/3
F
B
F
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值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空 间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中 四个 C H的键长、键能相同及H—C —H的键角为109 28′。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H 单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个 相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子 的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。
2018/7/3 该资料由764723079友情提供
Cu OH2 H2O
★配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子） 与配位体(某些分子或阴离子) 以配位键的形式结合而成的复 杂离子或分子。 实验2-2 已知氢氧化铜与足量氨水反应 NH3 2+ 后溶解是因为生成了[Cu(NH3) 4] ，其 H3N Cu NH3 结构简式为： NH3 试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？ Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O
提示：C：1S22S 2P 激发 C：1S22S 2P
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是： 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个 2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同 的sp3杂化轨道，夹角109 28 ′ ，表示这4个轨道是由1个s轨道 和3个p轨道杂化形成的如下图所示：
思考题：根据以下事实总结：如何判断一个
化合物的中心原子的杂化类型？
2018/7/3
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已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 ★杂化轨道数 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
结合上述信息完成下表： 代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3
2018/7/3
【选修3《物质结构与性质》】
第 二 章《分子结构与性质》
第二节 分子的立体结构
2018/7/3
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阅读课本P37-38，思考并填写下列表格：
代表物 电子式 .. .. CO2 O .. C O .. H CH2O .. H C CH4 .. . . .. . . .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. O .. 结构式 中心原子结 中心原子孤 空间构型 合的原子数 对电子对数
配合物理论简介： 实验2-1 CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 固体颜色 白色 溶液颜色 天蓝色 绿色 天蓝色 NaCl K2SO4 白色 无色 KBr 白色 无色 深褐色 白色 天蓝色 无色
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+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之 间的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），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。 2+ H2O H2O
O =C =O
H H C= O H H C H H O H H
2
3 4
0
0 0 2
直线形
平面三角形 正四面体形
H .. H C .. H H
.. H2O H O H .. .. NH3 H N .. H 2018/7/ 该资料由764723079
1
三角锥形
★价层电子对互斥模型(VSEPR模型)是一种可以用来预 测分子立体结构的理论模型，总的原则是分子的中心原 子上孤对电子对与成键电子对之间的排斥力最小（注意： 分子中的双键、叁键等多重键要作为一对电子看待）。 这种理论把分子分为两类：一类是中心原子上的价电子 都用于形成共价键，这种分子中，中心原子周围的原子 数决定着分子的立体结构。 如HCN的空间结构为直线形； 另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电 子)的分子，由于中心原子上的孤对电子也要占据中心原 子周围的空间，并参与互相排斥。所以H2O的空间结构 为V形。 结合上述信息完成课本P40的思考与交流
蓝色沉淀
2+
Cu（OH）2
+2 NH4 +
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O
深蓝色溶液
2018/7/3
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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。
杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 0+2=2 0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4 2+2=4 SP SP2 SP3 SP2 SP3 SP3 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 V形
H2O
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练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上 描述化合物中每个化学键是怎样形成的？ SP杂化 1．CO2 激发 C：1S22S 2P 提示：C：1S22S 2P σ σ 22S 2P O ： 1S O C O π π C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子 的一个P轨道形成两个σ键； C原子剩余的两个P轨道分 别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个π键。 2 ．H2O O原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道，其 中的两个分别与两个H原子的S轨道形成两个σ键； O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电 2018/7/3 子占据。 该资料由764723079友情提供
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2018/7/3
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除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化 轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道由1个s轨 道和2个p轨道杂化而得，如图所示。
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分子或离子
结构式
VSEPR模型
分子或离子的立体结构
HCN
H
C H
N +
NH4 +
H N H H H +
H3O+
H
SO2
O
H
O =S =O
F
BF3
2018/7/3
F
B
F
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值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空 间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中 四个 C H的键长、键能相同及H—C —H的键角为109 28′。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H 单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个 相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子 的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。
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Cu OH2 H2O
★配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子） 与配位体(某些分子或阴离子) 以配位键的形式结合而成的复 杂离子或分子。 实验2-2 已知氢氧化铜与足量氨水反应 NH3 2+ 后溶解是因为生成了[Cu(NH3) 4] ，其 H3N Cu NH3 结构简式为： NH3 试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？ Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O
提示：C：1S22S 2P 激发 C：1S22S 2P
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是： 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个 2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同 的sp3杂化轨道，夹角109 28 ′ ，表示这4个轨道是由1个s轨道 和3个p轨道杂化形成的如下图所示：
思考题：根据以下事实总结：如何判断一个
化合物的中心原子的杂化类型？
2018/7/3
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已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 ★杂化轨道数 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
结合上述信息完成下表： 代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3
2018/7/3
【选修3《物质结构与性质》】
第 二 章《分子结构与性质》
第二节 分子的立体结构
2018/7/3
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阅读课本P37-38，思考并填写下列表格：
代表物 电子式 .. .. CO2 O .. C O .. H CH2O .. H C CH4 .. . . .. . . .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. O .. 结构式 中心原子结 中心原子孤 空间构型 合的原子数 对电子对数
配合物理论简介： 实验2-1 CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 固体颜色 白色 溶液颜色 天蓝色 绿色 天蓝色 NaCl K2SO4 白色 无色 KBr 白色 无色 深褐色 白色 天蓝色 无色
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+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之 间的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），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。 2+ H2O H2O
O =C =O
H H C= O H H C H H O H H
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直线形
平面三角形 正四面体形
H .. H C .. H H
.. H2O H O H .. .. NH3 H N .. H 2018/7/ 该资料由764723079
1
三角锥形
★价层电子对互斥模型(VSEPR模型)是一种可以用来预 测分子立体结构的理论模型，总的原则是分子的中心原 子上孤对电子对与成键电子对之间的排斥力最小（注意： 分子中的双键、叁键等多重键要作为一对电子看待）。 这种理论把分子分为两类：一类是中心原子上的价电子 都用于形成共价键，这种分子中，中心原子周围的原子 数决定着分子的立体结构。 如HCN的空间结构为直线形； 另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电 子)的分子，由于中心原子上的孤对电子也要占据中心原 子周围的空间，并参与互相排斥。所以H2O的空间结构 为V形。 结合上述信息完成课本P40的思考与交流
蓝色沉淀
2+
Cu（OH）2
+2 NH4 +
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O
深蓝色溶液
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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。
杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 0+2=2 0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4 2+2=4 SP SP2 SP3 SP2 SP3 SP3 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 V形
H2O
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练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上 描述化合物中每个化学键是怎样形成的？ SP杂化 1．CO2 激发 C：1S22S 2P 提示：C：1S22S 2P σ σ 22S 2P O ： 1S O C O π π C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子 的一个P轨道形成两个σ键； C原子剩余的两个P轨道分 别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个π键。 2 ．H2O O原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道，其 中的两个分别与两个H原子的S轨道形成两个σ键； O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电 2018/7/3 子占据。 该资料由764723079友情提供
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除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化 轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道由1个s轨 道和2个p轨道杂化而得，如图所示。
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