分子的空间构型

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化学键与分子的空间构型

化学键与分子的空间构型化学键是化学中的一个重要概念，它是描述原子之间结合的力。

在化学键的形成中，电子在原子之间转移、共享或重排，从而形成化学键。

通过化学键，原子可以组合成分子，并且这些分子的三维空间构型对它们在化学反应中的性质和活性起着至关重要的影响。

分子的空间构型是指分子中原子的空间排列方式。

原子之间的化学键的性质决定了分子的空间构型。

例如，共价键是由共享电子形成的一种连接形式。

共价键的键长和键角对分子的结构起着重要作用。

不同键长和键角会导致分子的不同构型。

例如，氨分子（NH3）和水分子（H2O）中的键角不同，从而使得氨分子呈现三角锥形构型，而水分子呈现微弯的构型。

除了共价键，离子键也是分子空间构型的一个重要因素。

离子键是由原子之间的电荷吸引力形成的。

正离子和负离子通过电荷吸引力相互结合形成离子键。

离子键的键能较高，使得离子在晶体中排列有序。

这种有序排列决定了离子晶体的空间构型。

例如，氯化钠晶体中，钠离子和氯离子以菱形密堆积的方式排列，形成立方晶系的构型。

另一种常见的化学键类型是金属键。

在金属中，金属原子之间通过顺滑的电子云相互结合形成金属键。

由于金属键的性质，金属具有良好的导电性和导热性。

金属键的强度和金属原子之间的排列方式决定了金属的物理性质和力学性质。

例如，钢中的铁原子通过金属键排列有序，形成具有高强度和韧性的晶格结构。

还有一种特殊的化学键类型是氢键。

氢键是由氢原子与较电负的原子（如氮、氧、氟）之间的电荷吸引力形成的键。

氢键通常较强，但比共价键和离子键弱。

氢键在生物体系中起着重要的作用。

例如，DNA分子的螺旋结构就是由氢键稳定的，这使得DNA能够保存遗传信息。

化学键的性质和分子的空间构型是相互关联的。

化学键的类型和强度决定了分子的整体结构。

分子的空间构型会影响分子的性质和反应性质。

例如，如果一个分子具有线性构型，那么它的极性可能较强，从而影响溶解度和反应性。

此外，分子的空间构型还与分子之间的相互作用有关，从而影响化学反应的速率和选择性。

分子的空间构型(课件PPT)

sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型
为平面正三角形。
BF3分子形成
2s
2p
激发 2s
2p
正三角形
B的基态
激发态
F
B
120°
F
F
sp2 杂化态
碳的sp2杂化轨道
sp2 杂化：三个夹角为 120° 的平面三角形杂化轨道。
等性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。
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基
BeCl2分子形成
2p 2s
2p 2s
激发
直线形杂化
Be基态
Cl
180
Be Cl
激发态
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。

化学分子的空间构型和立体异构体

非对映异构体（非对映体）
01
02
03
定义
在含有两个或多个手性中心的分子中，具有不同空间构型的异构体，但它们不是镜像关系。
性质
非对映异构体具有不同的物理和化学性质，包括旋光性、溶解度和生物活性等。
命名
通常使用系统命名法或习惯命名法来区分不同的非对映异构体。
外消旋混合物和内消旋化合物
反应速率
立体异构体在化学反应中的反应速率可能存在差异，这与其分子
结构和反应机理有关。
反应选择性
立体异构体可能对某些化学反应具有不同的选择性，即优先发生某种反应。
稳定性
立体异构体的稳定性可能存在差异，这与其分子内的相互作用和能量状态有关。
生物活性差异
药效差异
在药物化学中，立体异构体可能具有不同的药效，即治疗作
手性药物合成策略
手性源合成
利用天然手性化合物或手性试剂进行合成，获得具有特定立体构型的药物分子。
手性助剂法
在反应过程中加入手性助剂，通过与底物形成暂时的手性环境来引导反应按照特定立体构型进行。
手性催化剂法
利用手性催化剂对底物进行不对称催化反应，获得具有特定立体构型的产物。
不对称催化反应在药物合成中应用
分子轨道形成原理与能量关系
线性组合原子轨道（LCAO）
01
分子轨道由原子轨道线性组合而成，形成成键轨道、反键轨道
和非键轨道。
能量关系
02
成键轨道能量低于原子轨道，反键轨道能量高于原子轨道，非
键轨道能量与原子轨道相近。
洪特规则与泡利不相容原理
03
在填充分子轨道时，需遵循洪特规则和泡利不相容原理，即电
不对称氢化反应

解析有机物分子中原子共平面、共直线问题_【最全面】

解析有机物分⼦中原⼦共平⾯、共直线问题_【最全⾯】如何分析有机物分⼦中原⼦共平⾯的问题分⼦内原⼦共线、共⾯的判定，仅为⼀维、⼆维想象，但存在线⾯、⾯⾯的交叉，所以有⼀定的难度。

⼀、⼏个特殊分⼦的空间构型1.常见分⼦的空间构型：①CH4分⼦为正四⾯体结构，其分⼦最多有3个原⼦共处同⼀平⾯。

②⼄烯分⼦中所有原⼦共平⾯。

③⼄炔分⼦中所有原⼦共直线。

④苯分⼦中所有原⼦共平⾯。

⑤H—CHO分⼦中所有原⼦共平⾯。

（1）熟记四类空间构型中学有机化学空间结构问题的基⽯是甲烷、⼄烯、⼄炔和苯的分⼦结构。

甲烷型：正四⾯体结构，4个C—H健不在同⼀平⾯上凡是碳原⼦与4个原⼦形成4个共价键时，空间结构都是正四⾯体结构以及烷烃的空间构型 5个原⼦中最多有3个原⼦共平⾯。

⼄烯型：平⾯结构。

六个原⼦均在同⼀平⾯上凡是位于⼄烯结构上的六个原⼦共平⾯。

⼄炔型：直线型结构。

四个原⼦在同⼀条直线上凡是位于⼄炔结构上的四个原⼦共直线。

苯型：平⾯正六边形结构。

六个碳原⼦和六个氢原⼦共平⾯凡是位于苯环上的12个原⼦共平⾯。

（2）理解三键三⾓三键：C—C键可以旋转，⽽C=C键、C≡C键不能旋转。

三⾓：甲烷中的C—H键之间的夹⾓为109°28′，⼄烯和苯环中的C—H键之间的夹⾓为120°，⼄炔中的C—H键之间的夹⾓为180°。

2.单键的转动思想有机物分⼦中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。

⼆、结构不同的基团连接后原⼦共⾯分析例1请分析苯⼄炔(C CH)分⼦中最多有多少个原⼦共平⾯?分析：与C CH直接相连的苯环上的碳原⼦相当于C C HH分⼦中1个氢原⼦所处的位置，应与C CH在同⼀条直线上；与苯环相连的C CH中碳原⼦相当于苯分⼦中氢原予所处的位置，应在苯环所在的平⾯内。

由此可知C CH所在直线上有两点在苯环的平⾯内，所以苯⼰炔分⼦中所有原⼦均在同⼀平⾯，即苯⼄炔分⼦中8个碳原⼦、6个氢原⼦均在同⼀平⾯内。

分子的空间构型

SP3杂化
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。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离,使轨道间的排斥最小,四个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点.
种轨道称之为sp2杂化轨道。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
sp2杂化轨道的形成和特点：
由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2 杂化轨
道的过程称为sp2 杂化。每个sp2 杂化轨道中含有1/3 的s轨道成分和2/3的p轨道成分。
为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈正三角形分布，夹角为1200。当3个sp2杂化轨道分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就会形成平面三角形构型的分子。
SP 2 2 180° 直线形 BeCl2 CO2 HgCl2 [Ag(NH3)2]+
SP2 3 3 120° 平面三角形 BF3 COCl2 NO3— CO32—
SP3 4 4 109.5° 四面体 CH4 CCl4 CHCl3 PO43— 三角双锥 PCl5 八面体 SF6
价电子对数目杂化类型理想几何构型
注：在化合物中以等电子观点看：O－和F、Cl、NH2相当，O和CH2、NH相当。则：
NO2 NOCl NO3 NO2 Cl
1个O 换成 1个Cl
-
1个O 换成1个Cl
-
CO3 COCl2
CH 3CH 2 CH 3 CH 3OCH 3
第一单元
分子构型与物质的性质
一分子的空间构型
分子的空间构型三原子分子的空间构型有直线型和V型两种.如 CO2分子为直线型,而水的空间构型为V型,键角为 104.5°

分子的空间构型(cc)

杂化：能量相近的1个2s轨道和3个2p轨道将重新组合，形成4个新的、能量相同的sp3杂化轨道。
交流与讨论：
s轨道和p轨道参加的杂化，其杂化类型除了sp3杂化外，还有sp2杂化、sp杂化等，杂化轨道的空间分布见课本图4—4。
结合BF3和BeCl2分子模型的动画，请思考下列问题： 1、为了满足生成BF3和BeCl2的要求，B、Be原子的价电子排
2、杂化轨道理论为我们认识、理解分子的空间构型打开了一扇窗户。
激发态
sp2 杂化轨（道平面正三角形）
三、Be原子 sp 杂化和BeCl2分子的空间构型
2p
2p
2p
2s
激发 2s
பைடு நூலகம்杂化
Be原子的基态
激发态
sp杂化轨道（直线型）
科学探究：
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。（提示：杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤对电子）
1、C原子的价电子排布应如何改变？请用轨道表示式表示C原子的价电子结构的改变。
2、C原子各用哪几个原子轨道参与杂化？形成了几个什么类型的杂化轨道？
3、试分析C2H4和C2H2分子中共价键的成键情况以及分子的空间构型。
请注意分析分子中π键（两个原子p轨道和p 轨道“肩并肩”的重叠）的形成
本课小结：
1、本堂课学习了sp3、sp2和sp三种主要的原子轨道杂化的类型，通过杂化轨道理论很好的解释了CH4、BF3、BeCl2和C2H4等常见分子的空间构型。
布应如何改变？用轨道表示式表示B、Be原子的价电子结构的改变。
2、B、Be原子各用哪几个原子轨道参与杂化？形成了几个什么类型的杂化轨道？
3、试分析BF3和BeCl2分子中共价键的成键情况以及分子的空间构型。

判断分子空间几何构型的简单方法

判断分子空间几何构型的简单方法以下用G表示电子对数目,V表示分子中所有原子最外层电子数的与,n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数,m表示孤电子对数目,r表示配位原子中氢原子的个数。

当配位原子中没有氢原子且V≥16时:V=8n＋2m,G=m＋n 例:CO2分子构型的判断V=4＋6×2=8n＋2m,这里n=2,∴m=0,∴G=m＋n=0＋2=2,所以CO2的分子构型为直线型BF3分子构型的判断V=3＋7×3=8n＋2m,这里n=3,∴m=0,∴G=m＋n=0＋3=3,所以BF3的分子构型为三角形PCl5分子构型的判断V=5＋7×5=8n＋2m,这里n=5,∴m=0,∴G=m＋n=0＋5=5,所以PCl5的分子构型为三角双锥SF4分子构型的判断V=6＋7×4=8n＋2m,这里n=4,∴m=1,∴G=m＋n=1＋4=5,所以SF4的分子构型为变形四面体BrF3分子构型的判断V=7＋7×3=8n＋2m,这里n=3,∴m=2,∴G=m＋n=2＋3=5,所以BrF3的分子构型为T型SF6分子构型的判断V=6＋7×6=8n＋2m,这里n=6,∴m=0,∴G=m＋n=0＋6=6,所以SF6的分子构型为八面体XeF4分子构型的判断V=8＋7×4=8n＋2m,这里n=4,∴m=2,∴G=m＋n=2＋4=6,所以XeF4的分子构型为正方形当配位原子中有氢原子且V＜16时:V=2r＋8n＋2m, G=m＋n＋r。

例:CH4分子构型的判断V=4＋1×4=2r＋8n＋2m,这里r=4,n=0,∴m=0, ∴G=m＋n＋r=0＋0＋4=4,所以CH4的分子构型为四面体NH3分子构型的判断V=5＋1×3=2r＋8n＋2m,这里r=3,n=0,∴m=1,∴G=m＋n＋r=1＋0＋3=4,所以NH3的分子构型为三角锥 H2O分子构型的判断V=6＋1×2=2r＋8n＋2m,这里r=2,n=0,∴m=2,∴G=m＋n＋r=2＋0＋2=4,所以H2O的分子构型为V型HClO分子构型的判断V=1＋7＋6=2r＋8n＋2m,这里r=1,n=1,∴m=2,∴G=m＋n＋r=2＋1＋1=4,所以HClO的分子构型为V型HNO分子构型的判断V=1＋5＋6=2r＋8n＋2m,这里r=1,n=1,∴m=1,∴G=m＋n＋r=1＋1＋1=3,所以HNO的分子构型为V型HCN分子构型的判断V=1＋4＋5=2r＋8n＋2m,这里r=1,n=1,∴m=0,∴G=m＋n＋r=0＋1＋1=2,所以HCN的分子构型为直线型注:以上所介绍的方法只有当V为偶数时才适用,当V为奇数时,只需将V与G瞧成比它们大1的偶数即可！。

有机化学基础知识点整理有机分子的空间构型的确定方法和实验技术

有机化学基础知识点整理有机分子的空间构型的确定方法和实验技术有机分子的空间构型是指分子中各原子的空间排列方式，它决定了分子的化学性质和活性。

为了确定有机分子的空间构型，需要掌握一些基础知识和实验技术。

本文将整理有机化学的基础知识点，并介绍确定有机分子空间构型的方法和实验技术。

一、手性和对映体1. 手性：手性是指分子或物体与其镜像不能完全重合的性质。

手性分子是由手性中心或轴对称的手性体构成的。

2. 手性中心：手性中心是指一个碳原子上有四个不同的基团，使得原子周围的立体结构非对称。

3. 对映体：对映体是指与手性分子镜像关系的化学物质。

对映体具有相同的物理和化学性质，但对旋光性和反应性可能有不同的影响。

二、有机分子的构型表示1. 三维投影式：通过三维投影式可以直观地表示有机分子的立体结构。

常用的三维投影式有齐式、轴式和斜式。

2. 锥式结构：锥式结构可以用来表示旋转受限的有机分子的构型。

锥式结构通过锥角的不同来表示分子的构型。

三、确定有机分子空间构型的方法1. X射线衍射：X射线衍射是一个确定有机分子三维结构的重要方法。

通过测定X射线的衍射图案，可以得到分子的原子坐标和键角等信息。

2. 红外光谱：红外光谱可以提供分子的振动信息，从而得到有机分子的几何结构。

3. 核磁共振(NMR)：核磁共振可以通过观察核磁共振信号的耦合常数来确定有机分子的构型。

4. 紫外-可见光谱：紫外-可见光谱通过分析物质对紫外和可见光的吸收和发射，可以得到一些关于分子构型的信息。

四、实验技术1. 气相色谱：气相色谱是一种常用的有机物分离和鉴定技术。

通过气相色谱的分离和检测方法，可以确定有机分子的构型。

2. 液相色谱：液相色谱包括高效液相色谱和常压液相色谱等，可以用于有机分子的纯化和分析。

3. 质谱：质谱是一种高分辨率、高灵敏度的分析技术，可以用于有机分子的分子量测定和结构鉴定。

五、总结有机分子的空间构型的确定对于了解分子的结构和性质至关重要。

分子的空间构型与分子性质 PPT课件

2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
H
C
H
H
H
激发态
109.5°
sp3 杂化态
等性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。
sp3杂化：三个夹角为109 28 ′的正四面体型形杂化轨道。
等性sp2 杂化
价层电子对数
2
3
4
5
6
电子对排布方式直线形平面三角形四面体三角锥八面体
价层电子对互斥理论的应用实例
（一） CH4 的空间构型
在CH4 中，C 有4个电子，4个H 提供4个电子，C 的价层电子总数为8个，价层电子对为4对。C 的价层电子对的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对，因此 CH4 的空间构型为正四面体。
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
电子子对排电子电子类型布方式
极性分子和非极性分子
极性分子：分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子。
非极性分子：分子中正负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀的，对称的，这样的分子为极性分子。

分子的空间构型与分子性质

极性
非极性
极性分子和非极性分子的概念
1.非极性分子空间构型对称，正负电荷的重心重合
没有孤电子对的分子
2.极性分子空间构型不对称，正负电荷重心不重合，
存在孤电子对的分子
2.由上述分析可知
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3.分子极性的判断方法
分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的空间构型两方面共同决定的。判断依据如下： (1)单质分子：除臭氧以外都是非极性分子如：稀有气体分子、O2、H2、P4、C60 、S2、S4、S6、S8 特别注意：O3是极性分子，而且只含有非极性键，空间构
5.回Байду номын сангаас下列问题：
(1)双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如下图所示：H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为 93°52′ ，而两个 O—H 键与 O—O 键的夹角均为
96°52′。
ab
①下列关于H2O2的说法中正确的是____(填字母)。 a.分子中有极性键
（3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式__S_O__3_；该分子的中心原子以sp2杂化，是___非_极__性__(填“极性”或“非极性”)分子，分子构型为平__面__三__角__形。 (4)氢、X、Y三种元素能形成两种常见的化合物，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式__H_2_S_3_、__H_2_S_O_4__ 并比较酸性强弱：____H_2_S_3_＜_H__2S__O_4__ (5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是__H_2_O__2 (写分子式)，分子构型为V形的是_____H_2_O___(写分子式)
如 CS2 、 BF3 、 SO3 、 CH4 为非极性分子； H2S 、 SO2、NH3为极性分子。

空间构型的计算方法

空间构型的计算方法
空间构型是指分子或离子中原子的排列方式，它是化学中的重要概念。

空间构型的计算方法是通过计算原子之间的键角、键长、电子云密度等物理量来确定分子的空间结构。

下面将介绍几种常见的空间构型计算方法。

1. VSEPR理论
VSEPR理论即“分子的电子对排斥作用理论”，它认为原子之间的键角是由于电子对的相互排斥而形成的。

VSEPR理论的计算方法是通过计算分子中每个原子的电子对数和分子的空间构型，进而推导出分子的键角。

例如，对于氨分子，它的分子式为NH3，其中氮原子的电子对数为3，所以它的空间构型是三角锥形。

根据VSEPR理论，氨分子的键角为107度。

2. 分子轨道理论
分子轨道理论认为分子中的电子并不是单独存在的，它们形成了一系列的分子轨道。

分子轨道的计算方法是通过计算原子之间的键长和电子云密度来确定分子的空间结构。

例如，对于氧分子，它的分子式为O2，其中氧原子之间的键长为1.21埃，根据分子轨道理论，氧分子的空间构型是线性的。

3. 密度泛函理论
密度泛函理论是一种基于电子密度分布的理论，它认为分子中的电子云密度是决定分子结构的关键因素。

密度泛函理论的计算方法是通过计算分子中每个原子的电子密度和分子的电子云密度分布来确定分子的空间结构。

例如，对于甲烷分子，它的分子式为CH4，其中碳原子的电子密度较高，而氢原子的电子密度较低，根据密度泛函理论，甲烷分子的空间构型是四面体形。

空间构型的计算方法在化学中具有重要的应用价值，它可以帮助我们更好地理解分子的结构和性质。

不同的计算方法具有不同的优缺点，我们需要根据具体情况选择合适的方法来进行计算。

分子空间构形

（1）线性分子，中心原子为sp杂化，如乙炔。

（2）平面内的分子形如乙烯的，中心原子为sp2杂化。

（3）空间（正）四面体，中心原子sp3杂化，如四氯化碳。

（4）空间六面体（形如两个空间正四面体底对底拼在一起），中心原子为sp3d杂化。

（5）空间八面体（形如两个金字塔底对底拼在一起)，中心原子为sp3d2杂化。

相关介绍：
分子的空间构型是指分子中各种基团或原子在空间分布的几何形状。

分子中的原子不是杂乱无章地堆积在一起，而是按照一定规律结合的整体，使分子在空间呈现出一定的几何形状(即空间构型)。

如果确定了某分子内化学键的键长和键角数据，那么这个分子的几何构型就确立了。

1940年美国的Sidgwick N．V．等人相继提出了价层电子对互斥理论，简称VSEPR法，该法适用于主族元素间形成的ABn型分子或离子。

该理论认为，一个共价分子或离子中，中心原子A周围所配置的原子B(配位原子)的几何构型，主要决定于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用。

这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布。

以使彼此间的排斥能最小。

所谓价层电子对，指的是形成σ键的电子对和孤对电子。

孤对电子的存在，增加了电子对间
的排斥力，影响了分子中的键角。

会改变分子构型的基本类型。

分子空间构型和物质性质

杂化
2s 2p
2s 2p
sp
2p
sp杂化轨道
如 CO2 ：C的电子构型:1s22s22p2
激发
杂化
2p 2s
2p 2s
sp杂化轨道
CO2
杂化轨道的类型
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
1s + 1p 2个sp
杂化轨道 180ْ
直线
sp2
sp3
1s + 2p
3个sp2 杂化轨道
杂化轨道类型SP SP2 SP3 不等性 SP3
参加杂化的轨道s+p s+(2)p s+(3)p s+(3)p
杂化轨道数 2 3 4
4
成键轨道夹角 180 120 10928' 901029'8
分子空间构型
实例中心原子
直线形三角形四面体
BeCl2 BF 3 CH 4 HgCl2 BCl 3 SiCl 4
H
2─丁醇
α=(+)13.52° α=(-)13.52°
它们之间的关系相当于左手和右手或物体和镜象.
这对物质不能重合，是一对异构体，互为对映，因此称
为对映异构体。
如果物质具有这种性质被称为手性。
两个对映异构体性质差别很小, 但是葡萄糖只有右旋
体才能在动物体内代谢。麻黄素只有左旋体才有药效。
配合物基本概念
(3) 水合异构 [Cr(H2O)6]Cl3
紫色
[CrCl(H2O)5]Cl2 ·H2O
亮绿色
[CrCl2(H2O)4]Cl ·2H2O
暗绿色
2. 立体异构

分子的空间构型

杂化
O氧子基态
sp3杂化态
H2O分子
课堂思考题：推断、解释NH3的结构？
杂化
N氧子基态
sp3杂化态
NH3分子
H
109.5
C H
H H H
N H H NH3 H H H2O O
CH4
孤电子对数： 0 夹角：109.5 角：109.5
1 107.3 107.3 三角锥
2 104.5 104.5 V形
中心原子A的价电子数＋每个配位原子B提供的价电子数×m 中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数× 的价电子数提供的价电子数
2
分子空间构型实例 BeCl2 CO2、HgCl2 BF3 BCl3 CH4 NH3 H2O CCl4 PCl3 H2S
价电子对数成键电子对数孤电子对数
2 3
空间结构：正四面体
结论：在CH 结论：在CH4、NH3和H2O分子中，中心原子都取sp 原子都取sp3杂化，其夹角随孤电子对数的增加而减少。
2. 确定分子空间构型的其它方法实验方法:红外光谱、晶体的X衍射、 ⑴实验方法:红外光谱、晶体的X衍射、核磁共振 ⑵确定分子空间构型的简易方法——价电子对互斥理论确定分子空间构型的简易方法——价电子对互斥理论 —— n＝＝
杂化轨道的要点
原子形成分子时，原子形成分子时，是先杂化后成键同一原子中不同类型、同一原子中不同类型、能量相近的原子轨道参与杂化杂化前后原子轨道数不变杂化后形成的杂化轨道的能量相同杂化后轨道的形状、杂化后轨道的形状、伸展方向发生改变杂化轨道参与形成σ 杂化轨道参与形成σ键，未参与杂化的轨道形成π键未参与杂化的轨道形成π
乙炔中的碳原子为SP杂化分子呈直线构型杂化，乙炔中的碳原子为杂化，分子呈直线构型。 1）sp杂化）杂化

判断分子空间几何构型的简单方法

判断分子空间几何构型的简单方法以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配位原子中氢原子的个数。

当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0,∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型BF3分子构型的判断V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0,∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形PCl5分子构型的判断V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0,∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥SF4分子构型的判断V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1,∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体BrF3分子构型的判断V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2,∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型SF6分子构型的判断V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0,∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体XeF4分子构型的判断V=8＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=2,∴G=m＋n=2＋4=6，所以XeF4的分子构型为正方形当配位原子中有氢原子且V＜16时：V=2r＋8n＋2m， G=m＋n＋r。

例：CH4分子构型的判断V=4＋1×4=2r＋8n＋2m，这里r=4，n=0，∴m=0，∴G=m＋n＋r=0＋0＋4=4，所以CH4的分子构型为四面体NH3分子构型的判断V=5＋1×3=2r＋8n＋2m，这里r=3，n=0，∴m=1，∴G=m＋n＋r=1＋0＋3=4，所以NH3的分子构型为三角锥 H2O分子构型的判断V=6＋1×2=2r＋8n＋2m，这里r=2，n=0，∴m=2，∴G=m＋n＋r=2＋0＋2=4，所以H2O的分子构型为V型HClO分子构型的判断V=1＋7＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=2，∴G=m＋n＋r=2＋1＋1=4，所以HClO的分子构型为V型HNO分子构型的判断V=1＋5＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=1，∴G=m＋n＋r=1＋1＋1=3，所以HNO的分子构型为V型HCN分子构型的判断V=1＋4＋5=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=0，∴G=m＋n＋r=0＋1＋1=2，所以HCN的分子构型为直线型注：以上所介绍的方法只有当V为偶数时才适用，当V 为奇数时，只需将V和G看成比它们大1的偶数即可！。

分子的空间构型杂化轨道理论

难以给出精确的预测。
杂化轨道理论的发展方向
扩展到非共价分子
发展能够适用于非共价分子的杂化轨道理论，以更好地解释金属、离子等分子的性质。
引入量子力学
将量子力学原理与杂化轨道理论相结合，以更精确地描述电子行为和分子性质。
复杂分子结构研究
深入研究复杂分子结构，发展更精确的模型和方法，以解释和预测复杂分子的性质和行为。
杂化后的轨道称为杂化轨道，它们具有与原始原子轨道不同的形状和取向，可以与其他原子轨道相互作用形成更稳定的化学键。
杂化轨道理论可以用来预测分子的空间构型和化学键的性质，是现代化学键理论的重要组成部分。
杂化轨道理论的发展历程
01
1930年代
德国化学家鲍林和美国化学家斯莱特提出了杂化轨道理论的基本概念，
杂化轨道理论在化学反应机理、物质结构和性质预测等方面具有广泛的应用。通过了解分子的杂化方式，可以预测分子的性质和反应活性，从而指导化学反应的设计和合成。
在药物设计和材料科学中，了解分子的杂化方式对于预测分子的生物活性、稳定性、导电性等性质至关重要。通过合理设计分子的杂化方式，可以开发出具有特定功能的新型药物或材料。
3
分子所处的环境
温度、压力、溶剂等环境因素对分子构型有一定影响。
分子构型与化学反应的关系
01
02
03
反应活性
某些特定的分子构型有利于化学反应的进行，如碳正离子的平面构型更易发生亲电取代反应。
选择性
在某些化学反应中，特定的分子构型可能导致产物具有更高的选择性。
反应机理
分子构型影响化学反应的机理，如环己烯的椅式构型有利于顺式加成反应的进行。
分子的空间构型杂化轨道理论

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

分子的空间构型_杂化轨道理论

3
AB3 三角锥形
等电子体原理
具有相同的通式——ABm，而且价电子总数和原子数目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。
（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，价电子总数16，具有相同的结构—直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s-骨架，键角为 180。
（4）SO42–、PO43–等离子具有AX4的通式,总价电子数 32，中心原子有4个s-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立体结构；
（5）PO33–、SO32–、ClO3–等离子具有AX3的通式，总价电子数26，中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s-轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，(不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式，没有p-pp键或p-p大键，它们的路易斯结构式里的重键是 d-p大键。
n=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数×m
原则：
±离子电荷数
②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子, 规定氧与硫不提供价电子；
③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。
•确定电子对的空间构型： n=2 直线形 n=3 平面三角形 n=4 正四面体
•确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。
平面三角形
109.5º 正四面体
杂化轨道数目
2
3
4
思考
BF3分子形成过程
2s
2p
激发 2s
2p
正三角形