《分子构型与物质的性质》课件

四面体 三角锥 V型
CH 4 SiCl
NH
4 PH
3
3
H2O H 2S
C,Si N,P O,S
二、确定分子空间构型的 简易方法
（一）由分子的价电子对数判断 (适用于ABm型分子：A是中心原子，B是配位原子)
1、方法
n= 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
2
注：⑴价电子对数：包括成键电子对和孤电子对。 ⑵中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。 ⑶配位原子中卤素原子、氢原子提供一个价电子，氧 原子和硫原子按不提供价电子计算。
sp2 杂化态
Sp2杂化轨道特点：3个sp2杂 120° 化轨道在一个平面内均匀分
布，轨道间夹角120°
F
⑶sp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。
BeCl2分子形成
2p 2s
2p
2s 激发
杂化 直线形
Be基态
激发态
sp杂化态
[实验2] 在盛有案可2 mL水的试管中加入一小粒固
指不同类型能量相近的原子轨道，在形 成分子的成键过程中重新组合成一系列能量 相等的新的轨道。这种轨道重新组合的过程 叫杂化，所形成的新轨道称为杂化轨道。
注意：
①是否所有的原子轨道都能发生杂化？ 只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。
②杂化前后原子轨道数发生变化了没有？
杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨 道的数目相等。
NH3 H2O
NH3 HNH = 107.3ο
2s
H2O
sp 3杂化
2p
HOH = 104.5ο
sp 3杂化
2p 2s
如果分子中存在孤电子对,由于孤电子对比成键电子 对更靠近原子核,它对相邻成键电子对的排斥作用较大,因 而使相应的角度变小。因此NH3分子中H-N-H的键角为 107.3°, H2O分子中H-O-H的键角为104.5°, CH4分子中 H-C-H的键角为109.5°
2.根据等电子原理,下列分子的结构最相似的是( A、C) A.CH4 B.CO2 C.NH4+ D. H2O
小结:
1.杂化的类型
2.价电子对数的计算方法
3.等电子原理
阅读课本65页
[实验1] 在培养皿中加入少量四氯化碳,用滴管滴入
一滴水(也可滴一滴加过红墨水的水)于培养皿中,将摩 擦带电的玻璃棒或塑料棒接近水滴,观察水滴的运动。
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。
注：杂化轨道一般形成σ键，π键是由没有杂 化的p轨道形成。
专题4:分子空间结构与物质性质 单元分子构型与物质性质
复习回顾
σ键 共价键
成键方式 “头碰头”,呈轴对称
键参数
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对
称
键能
衡量化学键的强弱
键长
键角 描述分子的立体结构的重要因素
一、分子的空间构型
1、S原子与H原子结合为什么形成 H2S分子，而不是H3S或H4S？
2、C原子与H原子结合形成的是 CH4分子？而不是CH2或CH3？CH4 分 子为什么具有正四面体的空间构型？
③杂化轨道的形状和伸展方向与单纯的s轨道和p 轨道一样吗？如果不一样，成键能力如何变化？
杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。 杂化轨道增强了成键能力。
1954年获诺贝尔化学奖，1962年获诺贝尔和平奖
①BF3是平面三角形构型， 分子中键角均为120o；气 态BeCl2是直线型分子构型，分子中键角为180o 。试 用杂化轨道理论加以说明。
180
Cl Be Cl
sp杂化轨道特点：2个sp杂化轨道在一条直线上， 轨道间夹角180°
2s 2p 杂化 sp3
2s 2p 杂化 sp2
2s 2p
杂化 sp
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。
②用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况
2、杂化轨道类型
⑴sp3杂化
⑵sp2杂化
同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行 杂化组合为 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 F
B F
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ激发态
小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型
杂化类型
参加杂化的 轨道 杂化轨道数 杂化轨道间 的夹角
sp
s+p 2
180
sp2
s+(2)p 3
120
sp3
s+(3)p 4
109.5°
90°< q <109. 5°'
分子空间构型
实例 中心原子
直线形
BeCl2
Be(ⅡA)
三角形
BF 3 BCl 3
B(ⅢA)
2、举例：
资料卡
（二）等电子原理
1、原理：具有相同价电子数和相同原子数的分 子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为 “等电子原理”
2、应用： ⑴判断一些简单分子或离子的立体构型。 ⑵制造新材料等方面也有重要应用。
练习: 1.根据“等电子原理”,仅有第二周期元素组成的共价分 子中,互为等电子体的有C:O 和N2 C;O2 和N2O .
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
H
激发态
109.5°
sp3 杂化态
C
H
H
H
sp3杂化轨道特点：四个sp3轨 道在空间均匀分布，轨道间夹 角109.5°
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。
杂化及杂化轨道：
1.杂化轨道理论简介
为了解释CH4等空间模型，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个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道，夹角109.5 ，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：