2、共价键与分子的立体构型
化学结构知识点总结归纳
化学结构知识点总结归纳结构化学是化学中非常重要的一个分支，它涉及到分子和原子之间的结构、键合情况和空间构型等方面。
结构化学的研究对于理解化学反应、理论计算和新材料设计等方面都具有重要的意义。
在这篇文章中，我将对结构化学的一些重要知识点进行总结归纳，希望能够对读者有所帮助。
1. 分子结构分子是由原子通过共价键连接而成的化合物，它们具有固定的结构和空间构型。
分子的结构包括分子式、键长、键角、二面角和立体构型等方面。
分子式是用来表示分子中原子种类和数量的化学式，例如H2O表示水分子，CH4表示甲烷分子。
而键长和键角则是描述分子内原子之间的相对位置关系，它们对分子的性质和反应活性都有很大影响。
此外，二面角和立体构型也是分子结构中重要的参数，它们描述了分子中的空间构型及其对分子性质和反应活性的影响。
2. 共价键共价键是原子之间通过共享电子而形成的化学键，它是最常见的一种化学键类型。
共价键的形成和特性对于分子结构和化学性质有着重要影响。
共价键可以分为σ键和π键两种类型，其中σ键是由原子轴向的轨道重叠形成的键，而π键则是由平行轨道的重叠形成的键。
另外，共价键的长度和强度也与原子的电负性和分子的结构有很大关系。
共价键的性质和特性是结构化学研究的一个重要内容。
3. 杂化轨道杂化轨道是描述分子中原子轨道混成现象的概念，它对于分子结构的解释和分析具有重要意义。
杂化轨道的形成是由于原子在形成共价键时，其原子轨道发生重叠和混合的现象。
根据杂化轨道理论，sp、sp2、sp3和sp3d等不同种类的杂化轨道可以解释分子中的不同键型和分子构型。
杂化轨道对于理解分子的稳定性、反应活性和构型优劣有着重要的帮助。
4. 共振结构共振结构是由于某些分子存在多种等价的共振式结构而导致的一种描述方式。
通过引入共振结构，可以更好地解释分子中原子位置和键型的不确定性。
共振结构对于分子结构和稳定性的理解非常重要，它可以直观地反映分子中的电子分布情况和电荷分布情况，有助于预测分子的性质和反应活性。
结构化学基础
结构化学基础在化学中，人们常使用分子图来代表化学物质。
分子图是一种结构化学的基本工具，能够清晰地表示化学物质的结构和性质。
结构化学是分子图的基础。
它研究分子、离子和它们之间的化学键所构成的化合物的结构、性质和反应。
本文将介绍结构化学的基础知识。
一、化学键的类型化学键是互相链接原子的力。
它们决定了分子的结构和性质。
化学键的类型有以下几种。
1. 静电键静电键是正负电荷之间的吸引力。
它们在离子化合物中非常普遍，比如氯化钠。
在分子化合物中，静电键是非常弱的，因为它们只有在极性分子中才存在。
有时候，静电键出现在共价键中，此时可以称之为极性共价键。
氟气和水分子中就存在这样的极性共价键。
2. 共价键共价键是原子间由共用一对电子而形成的化学键。
共价键分为极性共价键和非极性共价键。
非极性共价键指的是两个非极性原子间的化学键，例如氢气。
而极性共价键指的则是两个原子间，如果原子的电负性存在明显差异，就会形成极性共价键。
极性共价键在分子的化学性质中扮演着重要角色。
3. 金属键金属键是由离子化合物中金属离子与自由电子构成的一种键。
金属键在金属中的性质中起着重要的作用，它使得金属成为了良好的导体和热传导介质。
二、分子几何与习惯表示法分子的几何形状对于分子的化学性质有很大的影响。
在结构化学中，常用杜瓦尔-布拉格方案表示分子几何和结构。
这个方案中，每个原子都用一个符号表示，而它们之间的化学键用线来表示。
在所有的分子几何类型中，最重要的是以下几种。
1. 线性线性分子的共价键通常都是直线分布的。
氧气和碳二氧化分子都是线性分子。
2. 三角形锥形三角形锥形分子中，原子最多有四个邻居。
水分子和氨分子都是三角锥形分子。
3. 四面体四面体分子的原子通常有五个邻居。
一些复杂的离子也属于这一类分子。
三、立体异构体分子的立体异构体是指它们在空间构型方面存在不同的结构形态。
化学家使用手性符号或矢量来表示这些立体异构体。
异构体在化学和医学上都有很多应用。
化学 分子的立体结构
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；
化学键和分子结构
化学键和分子结构化学键和分子结构是化学中非常重要的概念。
化学键是指原子之间的相互作用力，它决定了分子的性质和化学反应的进行。
而分子结构则是由化学键的连接方式所决定的，不同的分子结构会导致不同的化学性质和物理性质。
一、离子键离子键是一种化学键，它是由正负电荷之间的相互吸引力所形成的。
通常情况下，金属元素会失去电子成为正离子，非金属元素会获得电子成为负离子，然后通过电荷之间的吸引力形成离子键。
离子键通常比较稳定，具有高熔点和高沸点。
二、共价键共价键是一种化学键，它是由两个非金属原子之间电子的共享所形成的。
在共价键中，原子之间的电子云相互重叠，形成共享电子对，从而形成共价键。
共价键通常比较稳定，具有较低的熔点和沸点。
共价键可以分为单键、双键和三键。
单键是由一个电子对共享而成，双键是由两个电子对共享而成，三键是由三个电子对共享而成。
双键和三键比单键更强，因此分子中的双键和三键通常比较容易发生化学反应。
三、金属键金属键是一种化学键，它是由金属原子之间的电子云形成的。
金属原子通常具有较低的电负性，因此它们会失去外层电子形成正离子，并形成一个电子云，这个电子云中的电子可以自由移动。
金属键通常比较稳定，具有高熔点和高电导率。
四、分子结构分子结构是由化学键的连接方式所决定的。
分子可以是线性的，也可以是非线性的。
线性分子通常由两个原子组成，原子之间通过共价键连接在一起。
非线性分子通常由三个或更多原子组成，原子之间通过共价键连接在一起。
分子结构的不同会导致分子的性质和化学反应的进行。
例如，线性分子通常比较极性，因此它们在溶液中会很容易溶解。
而非线性分子通常比较非极性，因此它们在溶液中不容易溶解。
此外，分子结构还可以影响分子的立体构型。
立体构型是指分子中原子的空间排列方式。
分子的立体构型决定了分子的手性性质，也会影响分子的反应性和生物活性。
总结起来，化学键和分子结构是化学中非常重要的概念。
化学键决定了分子的性质和化学反应的进行，而分子结构则是由化学键的连接方式所决定的。
共价键及分子结构知识梳理
共价键及分⼦结构知识梳理共价键及分⼦结构知识梳理】⼀、共价键1-1共价键的实质、特征和存在实质：原⼦间形成共⽤电⼦对特征：a．共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分⼦的。
b．共价键的⽅向性，共价键的⽅向性决定分⼦的。
1-2共价键的类型σ键：s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键，特征：轴对称。
π键：p-pπ键，特征：镜像对称【⽅法引领】σ键和π键的存在规律σ键成单键；π键成双键、三键。
共价单键为σ键；共价双键中有1个σ键、1个π键；共价三键中有1个σ键、2个π键。
对于开链有机分⼦：σ键数＝原⼦总数－1；π键数＝各原⼦成键数之和－σ键数（环状有机分⼦，σ键数要根据环的数⽬确定）原⼦形成共价分⼦时，⾸先形成σ键，两原⼦之间必有且只有1个σ键；σ键⼀般⽐π键牢固，π键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的π键要求原⼦半径⽐较⼩，所以多数情况是在第⼆周期元素原⼦间形成。
如CO2分⼦中碳、氧原⼦之间以p-pσ键和p-pπ键相连，⽽SiO2的硅、氧原⼦之间就没有p-p π键。
【课堂练习1】（1）下列说法不正确的是A．⼄烷分⼦中的6个C－H和1个C－C键都为σ键，不存在π键B．⽓体单质中，⼀定有σ键，可能有π键C．两个原⼦间共价键时，最多有⼀个σ键D．σ键与π键重叠程度不同，形成的共价键强度不同（2）有机物CH2＝CH－CH2－C≡CH分⼦中，C－Hσ键与C－Cσ键的数⽬之⽐为；σ键与π键的数⽬之⽐为。
⼆、键参数——键能、键长与键⾓2-1键能的意义和应⽤a．判断共价键的强弱b．判断分⼦的稳定性c．判断物质的反应活性d．通过键能⼤⼩⽐较，判断化学反应中的能量变化【思考】⽐较C－C和C＝C的键能，分析为什么⼄烯的化学性质⽐⼄烷活跃，容易发⽣加成反应？2-2键长的意义和应⽤键长越短，往往键能越⼤，表明共价越稳定。
（键长的长短可以通过成键原⼦半径⼤⼩来判断）2个原⼦间的叁键键长＜双键键长＜单键键长2-3键⾓的意义键⾓决定分⼦的空间构型，是共价键具有⽅向性的具体表现。
共价键与分子的立体构型
IF − 的几何构型 2 − 在 IF 2 中，中心原子共有 5 个价层电子对， 价层电子对的分布为三角双锥形。在中心原子的 5 对价层电子对中，有 2 对成键电子对和 3 对孤 对电子，有以下三种可能的结构：
(四)
电子对间的夹角有 90 、 120 和 180 。电子对间 o 的夹角越小，静电斥力就越大，只需考虑夹角为 90 的静电斥力。
原子为中心的正八面体 以A原子为中心的正八面体 原子为中心的
（2）中心原子 上带有孤对电子时共价分 ）中心原子A上带有孤对电子时共价分 子的基本形状。 子的基本形状。
A上有一对孤对电子的 2型分子： 上有一对孤对电子的AB 型分子： 上有一对孤对电子的 AB2E，E代表孤对电子， 代表孤对电子， ， 代表孤对电子 理想构型： 角等于1200的角形 2分子。 的角形AB 分子。 理想构型：为BAB角等于 角等于 基本构型：角形，键角小于 基本构型：角形，键角小于1200。
o
o
o
(a) 中没有 90°的孤对电子-孤对电子的排斥作用， 是最稳定的构型。因此， 2的几何构型为直线形。 IF − 利用价层电子对互斥理论，可以预测大多数主族 元素的原子形成的共价分子或离子的几何构型。
物质 SiF4 NH4+ H2S ClF3
BP
LP
VP
分子几何构型
物质 SiF4 NH4+ H2S ClF3
实 例
5 4 5 三角 双锥 3
0 1
AB5 AB4
三角双锥 变形四面 体
PCl5 SF4
2
AB3
T形 直线形
ClF3
− I3
2
3
AB2
价层 价层电 成键 孤对 电子 子对排 电子 电子 对数 布 对数 对数 6 0
选修3第2章第2节第1课时 一些典型分子的空间构型
碳原子的其他杂化类型sp2杂化
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↓
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Hale Waihona Puke 目导航杂化轨道只能形成σ键 或容纳未成键的孤电 子对，不能形成π键
栏目导航
苯分子的空间构型
栏目导航
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苯分子的空间构型 根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子的价电子原子轨道发生 _s_p_2杂化(如 s、px、py)，由此形成的三个 sp2 杂化轨道在同一平面内。这样， 每个碳原子的两个 sp2 杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的 sp2 杂化轨道上的电子配对形成 σ 键，于是六个碳原子组成一个正六边形 的 碳环；每个碳原子的另一个 sp2 杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的 1s 电子配对形成 σ 键。与此同时，每个碳原子的一个与碳环平面垂直的未参
一不变：轨道数目不变 3、只有原子形成分子时才会发生轨道杂化，单个原子是不会杂化的 4、只有能量相近的轨道才会相互杂化
栏目导航
如何确定某原子成键时的杂化类型？
ABn型分子或离子
杂化轨道数=中心原子 的价层电子对数
杂化类型
sp 1
sp 2
sp 3
中心原子的价层电
？
？
？
子对中数心原子采取s_p__2_杂化,形成的__分__子一定是平面__三__角形吗？
杂化轨道的数目
__2__
杂化轨道间的夹角 __1_8__0__°__
_3___ __1_2__0_°___
4____ 10__9_._5__°___
空间构型
__直__线__型___ 平_面__三___角__形___ 正四__面__体__型_____
实例
C O 2、C 2H 2
高中化学 第二章 化学键与分子间作用力 2.2 共价键与分子的空间构型(第2课时)价电子对互斥理论
第2课时价电子对互斥理论等电子原理课标解读重点难点1.了解杂化轨道的三种类型(sp3、sp2、sp)。
2.初步认识分子的空间构型。
3.能运用杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断分子的空间构型。
4.结合实例说明“等电子原理”的应用。
1.判断分子中心原子的杂化轨道类型。
(重点)2.用价层电子对互斥理论及杂化轨道理论推断分子的空间构型。
(难点)课前自主导学一、杂化轨道理论与分子空间构型1.sp3杂化与CH4分子的空间构型(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道， 2s轨道和 2p轨道“混合”，形成的4个sp3杂化轨道。
图示为：(2)sp3杂化轨道的空间指向碳原子的4个sp3杂化轨道指向，每个轨道上都有一个未成对电子。
(3)共价键的形成碳原子的4个轨道分别与4个H原子的轨道重叠形成4个相同的σ键。
(4)CH4分子的空间构型CH4分子为空间结构，分子中C—H键之间的夹角都是。
2．sp2杂化与BF3分子的空间构型(1)sp2杂化轨道的形成硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。
1个2s轨道和 2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的 sp2杂化轨道。
图示为：(2)sp2杂化轨道的空间指向硼原子的3个sp2杂化轨道指向，3个sp2杂化轨道间的夹角为。
(3)共价键的形成硼原子的3个轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。
(4)BF3分子的空间构型BF3分子的空间构型为，键角为。
3．sp杂化与BeCl2分子的空间构型(1)杂化轨道的形成Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的个sp杂化轨道。
图示为：(2)sp杂化轨道的空间指向两个sp杂化轨道呈，其夹角为。
(3)共价键的形成Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个轨道重叠形成相同的σ键。
思考交流：1．任意不同的原子轨道都可以杂化吗？二、价层电子对互斥模型1.理论分子中的价电子对(包括电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取的空间构型。
共价键与分子构型
共价键与分子构型共价键是指由两个原子之间的电子共享而形成的化学键。
在分子构型的确定中，共价键的形成起着重要的作用。
本文将介绍共价键的基本概念、共价键的形成、共价键的性质以及共价键对分子构型的影响。
一、共价键的概念和形成共价键是由两个非金属原子通过共享电子而形成的化学键。
在共价键形成时，原子之间的价电子云相互重叠，使得每个原子都能够达到稳定的电子排布。
这种电子共享的方式使得化合物具有更强的化学稳定性。
共价键的形成需要满足以下几个条件：1. 原子的外层电子数需要满足八个原则（除了氢和硼等例外情况）；2. 原子的外层电子数不足八个的情况下，通过共享电子与其他原子形成共价键以达到稳定状态；3. 共价键一般形成于相邻元素之间，即靠近的原子之间形成共价键。
二、共价键的性质1. 共价键的方向性：共价键在空间中具有一定的方向性，这是由于成键原子之间的电子云重叠导致的。
具体来说，共价键的电子云形成一个云团，该云团倾向于靠近成键原子中电负性较高的那一侧，使得成键原子之间存在部分正负电荷分离的情况。
2. 共价键的键能：共价键的强度可以通过键能来衡量，键能越大则共价键越稳定。
共价键的键能与键长呈反比关系，即键长越短，键能越大。
3. 共价键的特殊性：共价键还可以根据键的性质分为单键、双键和三键。
在这些类型的键中，双键和三键由于电子云重叠程度更高，键能更大，因此更加稳定。
三、共价键对分子构型的影响共价键的性质和形成方式对分子的构型具有重要影响。
以下是共价键对分子构型的几个影响因素：1. 共价键的键角：在共价键形成时，晶体中的原子会围绕着共价键的电子云排列成一定的空间角度。
这个角度在实验测量中可以通过X射线晶体衍射等方法确定，并且可以用来推断化合物的结构和性质。
2. 共价键的键长：共价键的键长由共价键强度决定，而共价键的强度又取决于成键原子之间的电子云重叠程度。
因此，共价键的键长可以用于判断化合物中原子之间的距离。
3. 共价键的键能：共价键的键能与键长呈反比关系，因此键能越大，键越短。
高考化学讲义 分子结构与性质(含解析)3
目夺市安危阳光实验学校第二节分子结构与性质1.了解共价键的形式，能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。
(中频)2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp 2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
(高频)3.了解化学键和分子间作用力的区别。
4.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。
(中频)共价键和配位键1．共价键(1)共价键的本质与特征共价键的本质是原子之间形成共用电子对；共价键具有方向性和饱和性的基本特征。
(2)共价键种类根据形成共价键的原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。
σ键强度比π键强度大。
(3)键参数①键参数对分子性质的影响②键参数与分子稳定性的关系键能越大，键长越短，分子越稳定。
2．配位键及配合物(1)配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。
(2)配位键的表示方法如A→B：A表示提供孤电子对的原子，B表示接受共用电子对的原子。
(3)配位化合物①组成：②形成条件：⎩⎪⎨⎪⎧配位体有孤电子对⎩⎪⎨⎪⎧中性分子：如H2O、NH3和CO等。
离子：如F－、Cl－、CN－等。
中心原子有空轨道：如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
分子的立体结构1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。
a为中心原子的价电子数，x为与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。
(2)价层电子对互斥理论与分子构型：电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例2 2 0 直线形直线形CO233 0三角形三角形BF32 1 角形SO244 0四面体形正四面体形CH43 1 三角锥形NH32 2 V形H2O2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 空间构型 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl 2 sp 23 120° 三角形 BF 3 sp 34109°28′四面体形CH 43.等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N 2与CO ，O 3与SO 2，N 2O 与CO 2、CH 4与NH ＋4等。
有机化学基础知识点整理有机分子的共价键的键角和键的旋转
有机化学基础知识点整理有机分子的共价键的键角和键的旋转有机化学基础知识点整理：有机分子的共价键的键角和键的旋转共价键是有机化学中最常见的键类型，它由原子之间共享电子而形成。
共价键的键角和键的旋转是有机分子结构的重要性质，对于了解分子形状、键的强度和化学反应具有重要的意义。
本文将对有机分子的共价键的键角和键的旋转进行整理。
1. 共价键的键角键角是指由三个相邻原子组成的，两个键之间的角度。
共价键的键角决定了分子的立体构型和性质。
常见的键角包括：(1) 碳氢键角在饱和烃中，碳氢键角通常为109.5°，这是由于碳原子采取sp3杂化形成四个等价的sp3杂化轨道，每个sp3杂化轨道与一个氢原子形成共价键，四个共价键的键角均为109.5°。
(2) 单键键角烷烃中的单键键角为109.5°，但在环状化合物中，键角可能会发生变化。
例如，环戊烷的键角为120°，这是由于杂化轨道的角度变化。
(3) 双键键角烯烃中的双键键角通常为120°，这是由于碳碳π键的电子云相互排斥。
当双键不在同一平面上时，键角可以更大。
(4) 三键键角炔烃中的三键键角通常为180°，原因是碳碳σ键轴上的π键电子云处于最低能量状态。
(5) 异烷键角在含有不同原子的化合物中，键角可能会有所变化。
例如，碳氧键角通常为120°，碳氮键角通常在109°到120°之间。
2. 键的旋转键的旋转是指沿着键轴进行的旋转运动，可使原子或官能团在不改变键的性质的同时改变立体构型。
键的旋转是有机反应中很常见的过程，它能够改变分子的构象和空间取向。
(1) 单键旋转在烷烃和环状化合物中，由于单键的自由旋转，其立体构型可以无限制地改变。
这种旋转使分子具有平面结构，也被称为反式构象。
(2) 双键旋转在烯烃中，双键的旋转可以改变立体构型。
当双键中的π电子云发生旋转时，分子的构象将发生变化。
(3) 三键旋转炔烃中的三键可以发生自由旋转，但由于π电子云的限制，它的旋转受到一定的限制。
共价键的杂化与分子几何构型
共价键的杂化与分子几何构型共价键是化学中最常见的键，它是由两个原子间的电子共享形成的。
在共价键形成的过程中，原子的电子轨道会发生杂化，从而形成一定的分子几何构型。
本文将探讨共价键的杂化与分子几何构型之间的关系。
1. 杂化概述杂化是指原子的轨道重排，使其形成新的杂化轨道，以适应共价键的形成。
杂化的目的是使原子的轨道能够重叠，从而实现电子的共享。
最常见的杂化有sp、sp2和sp3杂化。
2. sp杂化与线性分子sp杂化是指一个s轨道和一个p轨道混合形成的两个新的杂化轨道。
这种杂化通常发生在碳原子中，例如乙烯分子中的碳原子。
由于sp杂化轨道的形成，乙烯分子的碳原子之间的键角为180度，呈线性分子构型。
3. sp2杂化与平面分子sp2杂化是指一个s轨道和两个p轨道混合形成的三个新的杂化轨道。
这种杂化通常发生在含有双键的分子中，例如乙烯分子中的碳原子。
由于sp2杂化轨道的形成，乙烯分子的碳原子之间的键角为120度，呈平面分子构型。
4. sp3杂化与四面体分子sp3杂化是指一个s轨道和三个p轨道混合形成的四个新的杂化轨道。
这种杂化通常发生在碳原子的四个共价键中，例如甲烷分子中的碳原子。
由于sp3杂化轨道的形成，甲烷分子的碳原子之间的键角为109.5度，呈四面体分子构型。
5. 杂化与分子性质共价键的杂化对分子的性质有重要影响。
杂化轨道的形成使得原子之间的键角固定，从而影响分子的稳定性和反应性。
例如，线性分子通常比平面分子更稳定，因为线性分子的键角较大，碳原子之间的共价键更强。
此外，杂化还可以解释分子的形状。
根据VSEPR理论，分子的形状取决于中心原子周围的电子对的排列。
杂化轨道的形成使得电子对之间的排列更加紧密，从而影响分子的几何构型。
6. 结论共价键的杂化是化学中一个重要的概念，它解释了共价键的形成和分子的几何构型。
sp、sp2和sp3杂化分别对应线性、平面和四面体分子构型。
杂化对分子的性质有重要影响，包括分子的稳定性和反应性。
共价键与分子构型
共价键与分子构型共价键是指两个非金属原子通过共用电子形成的化学键。
共价键的形成使得原子能够达到更稳定的状态，因此在化学中占据着重要地位。
共价键的性质取决于原子之间的电负性差异以及共用电子对的分布。
在分子构型的研究中，共价键的组成和特点是不可忽视的。
一、共价键的特点共价键的形成是非金属原子之间共享电子的结果。
它具有以下几个特点：1. 共用电子对的形成：共价键的形成是由两个原子之间交换、共享或分配电子而产生的。
原子中的价电子在共用电子对中通过共享来填充空位并形成共价键。
2. 电子云的重叠：共价键的形成涉及原子的价层电子云之间的重叠。
只有当两个原子之间的电子云重叠适当时，共价键才能形成。
3. 共价键长度：共价键的长度取决于原子半径和电子云重叠的程度。
通常情况下，共价键越短，原子之间的相互吸引力越大。
4. 共价键的强度：共价键的强度取决于原子之间的电负性差异。
电负性较大的原子会吸引更多的电子，从而增强共价键的强度。
二、共价键的类型根据原子之间电子的共享程度和电负性的差异，共价键可以分为以下几种类型：1. 极性共价键：当形成共价键的两个非金属原子之间的电负性差异较大时，共享电子对偏向电负性较大的原子，这种共价键被称为极性共价键。
2. 非极性共价键：当形成共价键的两个非金属原子之间的电负性差异较小或没有差异时，共享电子对平均分布在原子之间，这种共价键被称为非极性共价键。
3. 多中心共价键：当共享电子对不仅位于原子核之间，还位于电负性较大的原子核附近时，形成的共价键被称为多中心共价键。
多中心共价键的形成增强了原子之间的相互吸引力。
三、共价键对于分子构型的影响共价键在分子构型中起着至关重要的作用，它决定了分子的形状和空间排列方式。
根据共价键的性质，可以将分子构型分为以下几种常见类型：1. 线性构型：当分子中的原子围绕一个中心原子排列成一条直线时，称为线性构型。
这种构型通常由两个原子组成，它们之间形成一个共价键。
无机化学-共价键与分子结构
(二)共价键理论：共价键的类型
◆ π键：成键轨道以“肩并肩”的方式发生轨道的重叠。
重叠部分对通过键轴的平面具有镜面反对称性。
(二)共价键理论：共价键的类型
两个原子之间必须有一个键，但可以形成多个π键，π键稳 定性相对于键较弱。
N原子: 2s2 2p3 2px1 2py1 2pz1
(二)共价键理论：杂化轨道理论（Pauling）
1、理论基本要点
成键时同一原子中能级相近的不同类型的原子轨道混合后，重
新形成一组同等数量的能量完全相同的新轨道 ——杂化轨道
● 杂化前后轨道数目不变 ● 杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变
● 轨道成分变了
● 轨道的能量变了
结果是更有利于成键！
● 轨道的形状变了
(二)共价键理论：杂化轨道理论
在原子形成分子的过程中，经过激发、杂化、轨道重迭等过程
CH4 C(2s22p2)
激发
2s, px, py, pz
激发所需能量可由形成共价键数目 的增加而释放出更多的能量来补偿
杂化
sp3杂化轨 道
4个能量完全相 同的杂化轨道
(二)共价键理论：杂化轨道理论
杂化类型（s-p杂化）：由s轨道和p轨道参与杂化， 根据参与杂化的p轨道数目又可分为sp、sp2、sp3
➢sp杂化（直线型）
2s
H: s
2p 2s
excited
O: px
2p
2p
sp
hybridization two sp hybrid orbital
+
+
Be-s
-+
- + +- -++ -
高二化学共价键与分子的空间构型
①形成分子时，由于原子间的 相互作用，使同一原子内部能量 相近的不同类型原子轨道重新组 合形成的一组新的能量相同的杂 化轨道。有多少个原子轨道发生 杂化就形成多少个杂化轨道。
②杂化轨道的电子云一头大， 一头小，成键时利用大的一头， 可以使电子云重叠程度更大， 从而形成稳定的化学键。即杂 化轨道增强了成键能力。
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成 4个能量与形状完全相同的轨道。 由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的 四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个 性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键， 形成一个正四面体构型的分子。
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等杂化结果： 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 杂化轨道用于:容纳σ键电子和孤对电子
1.sp3 杂化
③杂化轨道之间在空间取最大 夹角分布，使相互间的排斥能最 小，故形成的键较稳定。不同类 型的杂化轨道之间夹角不同，成 键后所形成的分子就具有不同的 空间构型。
sp 杂化 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一 个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新 的 sp 杂化轨道。
例：
2s 2p 激发 激发态
sp型的三种杂化
杂化类型 参与杂化 的原子轨 道 杂化轨道 数 杂化轨道 间夹角 空间构型 sp 1个s + 1个p 2个sp杂化轨 道 180o 直线 sp2 1个s + 2个p 3个sp2杂化 轨道 120o 正三角形 BF3, BCl3 sp3 1个s + 3个p 4个sp3杂化 轨道 109.5o 正四面体
物质结构与性质：2-2-2分子的空间构型
3.分子的极性
非极性分子：
电荷分布均匀对 称的分子
正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
极性分子：
电荷分布不均匀 不对称的分子
正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子
Cl
Cl
Cl
Cl
2个共C用l原电子子吸对引电子的能力相同，共用电 子对不偏向任何一个原子，整个分子的 电荷分布均匀，∴为非极性分子
只含有非极性键的分子因为共用电 子对无偏向，∴分子是非极性分子
第2节 共价键与分子的空间构型
第三课时
复习
杂化 参与杂 类型 化的原
子轨道
杂 sp
化
轨 道
sp2
理 论 sp3
1个s + 1 个p
杂化 轨道 数
3
4
杂化轨 道间夹 角 180°
120°
109028’
空间构型 实例
直线
BeCl2 ，
C2H2
平面三角形 BF3BCl3
四面体形
CH4CCl
4
杂化类型
sp型的三种杂化
H
H
H
H
109.5º C
正四面体型 ，对称结构，C-H键的极性 互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子。
ABm分子极性的判断方法
1. 化合价法
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在 的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分 子； ②若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)则 为极性分子，若无孤对电子则为非极性分子。
条件：当四个不同的原子或基团连接在碳 原子上时，形成的化合物存在手性异构体。 其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子 称为手性碳原子。
课堂练习
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( B )
第二章 第二节 共价键与分子的空间构型
CO 和 N2 ； CO2 和 N2O 。
Li Be B C N O F Ne
第三课时
二、分子的空间构型与分子性质
1.手性分子
左手和右手不能重叠
左右手互为镜像
手性异构体和手性分子
概念：如果一对分子，它们的组成和原子 的排列方式完全相同，但如同左手和右手一 样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对 分子互称手性异构体。有手性异构体的分子 称为手性分子。
D．P4
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
分子 或离子
总结：如何判断一个化合物的中心原子的 杂化类型？
一看 分子的空间构型，如果是直线型，则是sp杂 化；如果是平面三角形，则是sp2杂化；如果是正 四面体型，则是sp3杂化。
二看 中心碳原子有没有形成双键或叁键，如果有1 个叁键，则其中有2个是π键，用去了2个p轨道， 所以形成的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1 个π键，用去了1个p轨道，所以形成的是sp2杂化； 如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。
孤电子 杂化方式 对数
2
SP3
2
SP3
1
SP3
1
SP3
0
SP3
0
SP3
0
SP3
0
SP3
0
SP3
0
SP3
VSEPR 模型名称
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1
V形
SnBr2 PbCl2
4
0
正四面体形 CH4 CCl4
sp3 四面体 3
1
三角锥形
NH3 NF3
2
2
V形
H2O
【规律方法】 杂化轨道类型的判断 (1)对于ABm型分子，中心原子的杂化轨道数可以这样计算。杂化轨道数
。 (中心原子价电子数＋配位原子提供的价电子数)
参加成键，但对成键电子对有较强的排斥作用，使三个N—H键角变小，
成为三角锥形。而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键， 轨道夹角＝共价键键角＝109.5°，为正四面体形。
[核心·突破] 1．杂化轨道的特点 (1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。 (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不 可能发生杂化的。
一些典型分子的空间构型 教学目标： 1．了解典型的分子空间构型，能够制作典型分子的空间模型。 2．了解杂化轨道理论，掌握常见的杂化轨道类型。 (重点) 3．能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。(难点)
[基础·初探] 教材整理1 轨道杂化和杂化轨道 1.
2．甲烷中碳原子的杂化类型。
练习： (1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。(×) (2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。(√) (3)杂化轨道用于形成π键。(×) (4)杂化轨道能量相同。(√)
在乙烯分子和苯分子中，成键碳原子都采用sp2杂化方式，为何二 者的化学性质有较大差异？
【提示】 在苯分子中，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成π 键，使原子轨道的重叠程度比乙烯中大，所以比乙烯中的键能大， 性质稳定。
教材整理2 苯分子空间构型的解释 每个C原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个C原子 的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键，六个碳原子组成一个正六 边形的碳环；另外一个sp2杂化轨道上的电子与H原子的1s电子配对 形成σ键。同时，六个C原子上剩余的2p轨道，以“肩并肩”的方 式形成多原子、多电子的大π键。 练习：(1)苯分子中C原子发生sp2杂化。(√) (2)苯分子中C—H键是σ键。(√) (3)苯分子中大π键是6个C原子共同形成的。(√) (4)苯分子为平面正六边形，键角为120°。(√)
教材整理2 杂化轨道的类型
杂化类型
用于杂化的
s
原子轨道及 数目
p
杂化轨道的数目
杂化轨道间的夹角
空间构型
sp1 1
1
2 180° 直线形
实例
CO2、C2H2
sp2
sp3
1
1
2
3
3
120°
平面三角形
BF3、苯、乙 烯
4 109.5° 正四面体形
CH4、CCl4
1个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道？ 【提示】 不能。轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。1 个s轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。
n＝ 2
其中配位原子中，卤素原子、氢原子提供1个价电子，硫原子、氧原子不 提供价电子，即提供价电子数为0。
例如：
代表物
CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数(n)
1 2
(4＋0)＝2
1 2
(4＋2＋0)＝3
1 21 21 2
(4＋4)＝4 (6＋0)＝3 (5＋3)＝4
1 2
(6＋2)＝4
[合作·探究]
[探究背景] NH3、CH4两分子中，N、C原子都采用sp3杂化，NH3分子空间构型是三角 锥形，CH4分子是正四面体形。 [探究问题] 1．形成sp3杂化的原子轨道是哪些？杂化轨道夹角是多少？
【提示】 2s和2p原子轨道，109.5°。 2．两分子空间构型不同的原因是什么？ 【提示】 形成的4个sp3杂化轨道中，NH3分子中只有三个轨道中的未成 对电子与H原子的1s电子成键。另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不
(3)杂化前后轨道数目不变。 (4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。
(5)只有能量相近的轨道才能杂化(ns、np)。
2．分子空间构型的确定
轨道 杂化 类型
电子对的 空间构型
sp1 直线形
sp2
平面三角 形
成键 电子 对数
2
3
2
孤对电子 电子对的 分子的空间构
数 排列方式
型
0
直线形
0
sp3 sp2 sp3 sp3
(2)离子的杂化轨道计算：
(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数) n＝
2
代表物 NO3NH4+
杂化轨道数(n)
1 2
(5＋1)＝3
。
1 2
(5－1＋4)＝4
[基础·初探] 教材整理1 苯的空间构型
杂化轨道类型 sp2 sp3
[核心·突破] 1．苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键，形成夹角为120°的三个sp2杂 化轨道，故为正六边形的碳环。
2．苯分子中苯环上的六个碳碳键的键长、键能均相同，不是单、双键交 替形成。
3．由分子结构决定分子性质可知，苯分子不具有烯烃分子的某些特征性 质，如能使溴水、酸性KMnO4溶液退色。