高中化学 第二章 分子结构与性质 第2节 第2课时 杂化轨道理论与配合物理论简介课件 新人教版选修

【答案】C
【跟踪训练】1.下列关于杂化轨道的叙述中，错误的是 ( ) A．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四 面体结构 B．气体单质中(除稀有气体)，一定有σ键，可能有π键 C．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别一定为109°28′、120°、 180° 【答案】D
实例
AB4
AB3
sp3
正四面 CH4、SiF4、NH＋4 、SO24－、 0
体形 PO34－、SiO44－
1
三角锥形 NH3、PCl3、NF3、H3O＋
AB2 (或 B2A)
2
V形
H2O、H2S、NH－ 2
中心原子杂化轨道类型的五种判断方法 (1)根据杂化轨道的空间构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则中心原子发 生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂 化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。
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学习目标
重点难点
1.了解杂化轨道理论的基本内容。
【学习重点】杂化轨
2．能根据有关理论判断简单分子或离子的立体 道理论和配位键。
构型。
3．了解配位键的特点及配合物理论，能说明简 【学习难点】杂化轨
单配合物的成键情况。
道理论。
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知识点 1 杂化轨道理论简介
1．概念 在形成分子时，由于原子的相互影响，若干个不同类型但能量相近 的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂 化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。 2．杂化轨道的类型 (1)sp杂化 sp杂化轨道是由一个__s_轨__道___和一个__p__轨__道__组合而成的。sp杂化 轨道间的夹角为__1_8_0_°_，呈直线形。如：BeCl2、CO2。
sp3 NH3、PCl3
sp3 CH4、CCl4
(4)根据共价键类型判断 由于杂化轨道形成σ键或容纳孤电子对，未参与杂化的轨道可用于 形成π键，故有如下规律： ① 中 心 原 子 形 成 1 个 三 键 ， 则 其 中 有 2 个 π 键 ， 是 sp 杂 化 ， 如 HC≡CH。 ② 中 心 原 子 形 成 2 个 双 键 ， 则 其 中 有 2 个 π 键 ， 是 sp 杂 化 ， 如 O===C===O。
ABn 型分子
AB2
AB3 AB2
中心原子 杂化类型
sp
sp2 sp2
中心原子孤 电子对数 0
0 0
立体构型
实例
直线形
CO2、CS2、BeCl2、 HCN、N2O等
平面三角形 BF3、BCl3、BBr3、 SO3、CH2O、NO
V形
SO2
ABn
中心原子 中心原子 立体构型
型分子 杂化类型 孤电子对数
2020-2021学年高中化学 第二章 分子结构与性质 第2节 第2课时 杂化轨道理论与配合物理论简介课 件 新人教版选修3-2020_2021学年高中化学第二章分子结构与性质第2节第2课时杂化轨道理论与配
合物理论简介课件新人教版选修3
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
第2课时 杂化轨道理论与配合物理论简介
(2)配体：含有孤电子对的原子、分子或阴离子。 ①阴离子：如 X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－、PO34－等。 ②分子：如 H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。 ③原子：通常为ⅤA、ⅥA、ⅦA 族元素的原子。 (3)配位数：直接同中心原子配位的原子或离子的数目叫中心原子的 配位数。如[Fe(CN)6]4－中 Fe2＋的配位数为 6，[Cu(NH3)4]Cl2 中 Cu2＋的配 位数为 4。 (4)配合物离子的电荷数：等于中心原子或离子与配位体总电荷数的 代数和。如[Co(NH3)5Cl]n＋中，中心离子为 Co3＋，n＝2。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化； ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化；③若杂化 轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。 (3)根据价层电子对数判断 杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之 间只能形成一个σ键，故有下列关系： 杂化轨道数＝中心原子价层电子对数＝中心原子孤电子对数＋中心 原子结合的原子数。
1．2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道？原子轨道杂化后，数量 有什么变化？
【答案】不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与 3p不在同一能级，能量相差较大。 杂化轨道与参与成键的原子轨道数 目相同，但能量不同，ns轨道与np轨道的能量不同，杂化后形成的一组 杂化轨道能量相同。
知识点 2 配合物理论简介
下列说法中正确的是
()
A．PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果 B．sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3
杂化轨道
C．中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型可能是四面体形或三
角锥形或V形
D．AB3型的分子空间构型必为平面三角形
【解析】PCl3 分子中心 P 原子上的价电子对数＝σ 键电子对数＋孤 电子对数＝3＋5－23×1＝4，因此 PCl3 分子中磷原子以 sp3 杂化，选项 A 错误；sp3 杂化轨道是原子最外电子层上的 s 轨道和 3 个 p 轨道“混合” 起来，形成能量相等、成分相同的 4 个轨道，故选项 B 错误；一般中心 原子采取 sp3 杂化的分子所得到的空间构型为四面体形，如甲烷分子，但 如果有杂化轨道被中心原子上的孤电子对占据，则构型发生变化，如 NH3、PCl3 分子是三角锥形，H2O 分子是 V 形，故选项 D 错误，选项 C 正确。
(2)sp2杂化 sp2杂化轨道是由一个__s_轨__道___和_两__个__p_轨__道__组合而成的，sp2杂化 轨道间的夹角为__1_2_0_°_，呈_平__面__三__角__形_，如BF3等。 (3)sp3杂化 sp3杂化轨道是由_一__个__s_轨__道__和_三__个__p_轨__道__组合而成的，sp3杂化轨 道间的夹角为__1_0_9_°__2_8_′__，呈_正__四__面__体__形__，如CH4、CF4、CCl4等。
2．配位键与一般共价键有何区别与联系？ 【答案】配位键是一种特殊的化学键，但形成配位键的共用电子对 是由一方提供，而不是由双方共同提供的，一般共价键的共用电子对是 由双方共同提供。 3．配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键有哪些类型？ 【答案】[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键有离子键、共价键和配位 键。
2．配位键与非极性键、极性键的区别与联系
比较 本质
成键条件 (元素种类)
特征
共价键
非极性键
极性键
配位键
相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静
电作用
成键原子一方有孤
成键原子得失 成键原子得失电子
电子能力相同( 同种非金属)
能力差别较小(不同 非金属)
电子对(配体)，另 一方有空轨道(中心 离子或原子)
有方向性和饱和性
1．配位键的形成对分子构型的影响 若分子中含有孤电子对，则容易与含有空轨道的原子或离子形成配 位键，随着配位键的形成，相应的分子空间构型也发生变化。 (1)由于中心原子(ABn型分子)上的孤电子对也占据原子周围的空间， 并参与相互排斥，这就使得价层电子对(包括成键电子对和孤电子对)的 空间构型与分子(原子的空间排布)的空间构型不同，但是判断分子的空 间构型必须根据价层电子对的空间构型，
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(4)杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取向最大夹角分布， 不同的杂化轨道伸展方向不同。
(5)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。 (6)未参与杂化的p轨道可用于形成π键。
【核心提示】杂化轨道的理解需要注意以下几点： (1)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类 型相同时，孤电子对数越多，键角越小。例如，NH3中的氮原子与CH4 中的碳原子均为sp3杂化，但是键角分别为107°和109°28′。 (2)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。 (3)杂化轨道也符合价层电子对互斥模型，应尽量占据整个空间，使 它们之间的排斥力最小。
2．杂化类型与分子的立体构型的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时，分子或离子的立体构型与杂化 轨道的立体构型相同。如sp杂化：直线形；sp2杂化：平面三角形(或V 形)；sp3杂化：正四面体形(或三角锥形或V形)。 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，孤电子对对成键电子 对的排斥作用会使分子或离子的立体构型与杂化轨道的形状有所不同。
根据杂化轨道数判断杂化类型，如下表所示：
ABn型 分子 AB2
AB3 AB4
中心原子价 层电子对数
2 3 4
3
4 4
中心原子孤 电子对数 0 1 2
0
1 0
中心原子结 合的原子数
2 2 2
3
3 4
杂化轨 道类型
示例
sp BeCl2、CO2
sp2
SO2
sp3 H2O、H2S
sp2 BF3、SO3、 CH2O
1．配位键 (1)概念：___共__用__电__子__对___由一个原子单方面提供而跟另一个原子共 用的共价键，即“电子对给予－接受键”，是一类特殊的__共__价__键。如 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__电__子__对__给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。
③中心原子形成 1 个双键，则其中有 1 个 π 键，是 sp2 杂化，如
、CH2===CH2。 ④中心原子只形成单键，则按方法(1)判断。 (5)根据等电子体原理判断 等电子体的结构相似，立体构型也相似，中心原子杂化类型相同， 如 H2O 和 H2S，CO2、CS2 和 N2O，BF3、SO3、NO－ 3 和 CO23－，CCl4、 SO24－和 PO34－，NF3、PCl3 和 SO23－等。
(2)表示：配位键可以用 A→B 来表示，其中 A 是_提___供__孤电子对的 原子，叫作__配__体__；B 是__接__受__电子对的原子。例如：
2．配位化合物
(1)概念：通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以 __配__位__键__结合形成的化合物称为配位化合物。如[Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋称 为_中__心__离__子_，H2O称为___配__体___，4称为__配__位__数__。
【跟踪训练】2.下列分子中，中心原子是sp杂化的是
A．BeCl2 C．CH4 【答案】A
B．H2O D．BF3
()
配位键与配位化合物
1．配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示：
(1)中心原子：提供空轨道能接受孤电子对的原子或金属阳离子。配 合物的中心原子一般是带正电荷的阳离子，最常见的是过渡金属的原子 或离子。
(2)配合物的形成条件
①配体有孤对电子；②中心体有空轨道。
(3)配合物的形成举例
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首 C__u_2＋_＋__2_N_H__3·_H_2_O_=_=__=_C_u_(_O_H__)2_↓__＋__2N__H_＋ 4、
先出现_蓝___色__沉__淀__，氨 _C_u_(_O_H__)_2＋__4_N__H_3_=_=_=_[_C_u__(N__H_3_)_4]_2_＋_＋___
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分子空间构型和杂化轨道的类型关系
1．杂化轨道理论要点 (1)只有能量相近的原子轨道才能杂化。 (2)杂化轨道数目和参与杂化的原子轨道数目相等，杂化轨道能量相 同。 (3)杂化轨道改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键 更牢固。
化学 选修3 物质结构与性质 配人教版
第二章 分子结构与性质
水过量后沉淀逐渐 _溶___解__，滴加乙醇后 析出_深__蓝___色__晶__体__
_2_O_H__－_
、
[Cu(NH3)4]2
＋
＋
SO
2－ 4
＋
H2OBiblioteka ==乙=醇==[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
溶液颜色：_血__红__色__ ____F_e_3_＋_＋__3_S_C__N_－__=_=_=_F_e_(_S_C_N__)3______