高中化学选修3(第二章第二节).ppt

大π 键
C6 H6
C6H6的大π键
价层电子对数为3的中心 原子采用sp2杂化方式
sp3杂化轨道的形成过程
z z y y x x x x y y z 109°28′ z
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化, 形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为109.5°， 空间构型为正四面体型
（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数 目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子 轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；
sp杂化轨道的形成过程
z z 180° z z
y x
y
y x x
y
x
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
形成2个sp杂化轨道。可形成2σ键。 剩下的两个未参与杂化的道用于形成π键 。
乙炔的成键
价层电子对数为2的中心 原子采用sp杂化方式
sp2杂化轨道的形成过程
120° z z z z
y x x
y x
y x
y
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,
形成3个sp2 杂化轨道。 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分
杂化轨道 sp sp2 每个轨道的成分 1/2 s，1/2 p 1/3 s，2/3 p 轨道间夹角( 键角) 180° 120°
sp3
1/4 s，3/4p
109°28′
H2O原子 轨道杂化
22p4 O 原子： 2 s 有2个 不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 单电子，可形成2个共价键， 键角应当是90°， Why? 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对
1、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
CO2
直线形
H2O
V形 105°
180°
2、四原子分子立体结构（常见的是平面三角 形、三角锥形）
HCHO
平面三角形 120°
NH3
三角锥形 107°
3 、五原子分子立体结构（最常见的是正四面 体）
CH4
正四面体
4、其它
P4
正四面体 60°
C2H2
直线形 180°
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
C：2s22p2
2s
2p
3
激发
2p
2s
sp3
sp 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。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，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
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，从而构成一 个正四面体构型的分子。
三.杂化轨道理论
主族元素的 ns、np轨道
1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同 类型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.要点： （1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一 能级组或相近能级组的轨道）；
排斥力最小
剖析内容
排斥力最小
对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对 （包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之 间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取 电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥 力最小，分子体系能量最低,最稳定。
A
3.价电子对的空间构型(VSEPR模型)
电子对数目：2 VSEPR模型： 直线
孤电子对的计算
分子或 中心原 离子 子 H2O SO2 NH4+ CO32O S
6
=½ （a-xb)
x b
中心原子 上的孤电 子对数
a
6
2
1
2
2
2
1
N
5-1=4 4 1 0
C
4+2=6 3 2 0
2.价层电子对（σ键电子对和未成键的孤对电子对）
代表 物 电子式 中心原子结合 σ键电子 孤对电 价层电 原子数 对 子对 子对数
NH3
2
2
AB2
V形
H2O
1.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 2.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 ＿＿＿ A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三 角形
O2
HCl
活动：
2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点 是否一定在同一直线上？ 迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成 三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分 别是什么？
在多原子构成的分子中，由于原子间排 列的空间顺序不一样，使得分子有不同 的结构，这就是所谓的分子的立体构型。
一.形形色色的分子
分子或 离子
σ键电子对
数
孤电子对 数
VSEPR模 分子的立体 型及名称 构型及名称
O C O
CO2
CO3 SO2
2-
2
0
直线形
直线形
O
3
0
O
平面三角形 平面三角形 O
O S O
C
2
1
平面三角形
V形
分子或 离子
σ键电子对 数
孤电子对 数
VSEPR模 分子的立体 型及名称 构型及名称
H
CH4
NH3
4
0
正四面体
H
C
H
H 正四面体
3
H2O
1
N
正四面体
H
H
三角锥形
O
H
2
2
正四面体
H
H
V形
应用反馈
化学式
中心原子 孤对电子 数 σ键电 子对数
VSEPR模型
空间构型 V形
H 2S BF3 NH2-
2 0 2
2 3
四面体
平面三角形 平面三角形
2
四面体
V形
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价 成 孤 层 VSEPR 键 对 分子 电子对的排 电 电 电 类型 布模型 立体结构 子 模型 子 子 对 对 对 数 数 数
价层电子对数为4的中心原子采用sp3杂 化方式
• 如：CH
4
NH3 H2O
SiCl4
NH4+
例如：
Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
2s
2p 2p
激发
C：2s22p2
2s
sp3
sp 杂化
3
3.杂化轨道分类：
2 s CH4原子
轨道杂化
2p
2p
激发
2s
sp3
sp 杂化
3
等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。
每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分
两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
例如：
Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
Cl
Be
180° sp
Cl
px 2 2 Be原子： Cl 1s 2s
px 没有单个电子， Cl
2s
2p
激发
2p
2s
sp
sp杂化
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个 碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成 σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ 键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴 方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以 叁键相结合。
2 直线 2 形 平面 3 3 三角 形
实 例
0 AB2 0 AB3
直线形
CO2
平面三角形 V形
BF3
2 1 AB2
SO2
价 VSEPR 层 模型 电 子 对 数
成键 电子 对数
孤对 电子 对数
分 子 类 型
实 例
电子对的排布 模型 分子构型
4
4
四面 体
0 1
AB4 AB3
正四面体
CH4
3
三角锥形
+ +
-
+
3个sp2杂化轨道 可形成3个σ键 剩下的一个未参与杂化 的p轨道用于形成π键
平面三角形 键角 120°
碳形成3个价层电子对 数。
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个 2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正 三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分 别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的σ键，各自剩 余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ键，各自没有杂 化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此 肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一 个σ键和一个π键构成。
3
平面三角形
4
正四面体
价层电子对数 =δ键个数+中心原子上的孤对电子对个数
δ键电子对数 = 与中心原子结合的原子数
中心原子上的孤电子对数 =½ （a-xb)
a:
对于原子：为中心原子的最外层电子数
(对于阳离子：a为中心原子的最外层电子数减去 离子的电荷数；对于阴离子： a为中心原子的最 外层电子数加上离子的电荷数） 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 (H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）