平面三角形正四面体

sp3杂化
BF3的空间构型为平面三角形
F F
B
120°
F
BeCl2的空间构型为直线形
180° Cl Be Cl
B：2s22p1
2s
2p
激发
sp2杂化
2s
sp2
2p
BF3 的形成
sp2杂化
Be：2s2
2s
2p
激发 2s
sp杂化
2p
sp
BeCl2的形成
sp杂化
杂化轨道的特点
1、原子形成分子时，先杂化后成键，成键能力增强 2、同一原子中不同类型、能量相近的原Hale Waihona Puke Baidu轨道参与
中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×m
若n=3 则为sp2杂化，价电子对的几何构型为平面三角形
若n=4 则为sp3杂化，价电子对的几何构型为正四面体
练习：判断下列ABm型分子中心原子的杂 化类型： CO2 SO3 CCl4 PCl3 CS2 NH3 H2O SO2

价层电子对互斥理论
具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类
型相同，价电子对分布的几何构型也相同
价电子对全是成键电子对的分子，分子的空间构型与
价电子对的几何构型一致
价电子对有部分是孤电子对的分子，分子的空间构型
与价电子对的几何构型不一致，但可以延伸推导出来
价电子对之间的斥力顺序：（判断键角）
孤电子对与孤电子对＞孤电子对与成键电子对＞成键电 子对与成键电子对
过渡：
可用实验的方法测定分子的空间构型，
如红外光谱、晶体的X射线衍射、核磁 共振等。 为了解释和预测分子的空间构型，科 学家在归纳了许多的分子空间构型的 基础上，提出了一种简单的理论模 型——价层电子对互斥理论。
价层电子对互斥理论 分子中的价电子对（包括成键电 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，分子尽可能采取对称的空间 构型。
交流与讨论
分
子
中心原 子的价 电子对 数
价电子对的 几何构型
中心原 子的孤 电子对 数
分子的 空间构型
中心原子 的杂化轨 道类型
SiCl4 CS2 SO3
4
正四面体 直线形
0 0
0
正四面体 sp3 直线形
2
4
sp
3 平面三角形
正四面体
平面三角形
平面三角形 sp2
PCl3
SO2
1
1
三角锥
V形
3
sp3 sp2
直线形
BeCl2
平面三角形 正四面体 BF3 CH4
问题解决
根据乙烷、乙烯、乙炔分子的结构，试用 杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的 成键情况。
乙烷的结构
碳原子发生sp3杂化，其中3个sp3杂化轨道分 别与3个H的1s轨道形成C-H σ键，再两个碳原子 各以一个sp3杂化轨道形成C-C σ键
分子的空间构型
CH4
NH3
H2O
你知道吗？

1、O原子与H原子结合形成的分子为什么是H2O， 而不是H3O或H4O？ 2、C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而 不是CH2？CH4分子为什么具有正四面体结构，四个 键完全相同，键角都是109.50？

化学史话
鲍林，美国著名化学家。1954年因在化学键方 面的工作取得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在 地面测试的行动获得诺贝尔和平奖，成为获得不同 诺贝尔奖项的两人之一。他所提出的许多概念：电 负性、共振理论、价键理论、杂化轨道理论、蛋白 质二级结构等概念和理论，如今已成为化学领域最 基础和最广泛使用的观念。
杂化
3、杂化后形成的杂化轨道能量相同、成分相同
4、杂化前后原子轨道数不变
5、杂化后轨道的形状、伸展方向发生改变
6、杂化轨道只用于形成σ
键和容纳孤电子对，未参
与杂化的轨道形成π 键
sp型的三种杂化
杂化类型
sp
sp2
sp3
参与杂化的 1 个 s 1 个 p 1 个 s 2 个 p 1 个 s 3 个 p 原子轨道 杂化轨道数 2个 3个 4个 杂化轨道间 夹角 空间构型 实例 180° 120° 109.5°
乙烯的结构
碳原子发生sp2杂化，其中2个sp2杂化轨道分 别与2个H的1s轨道形成C-H σ键，再两个碳原 子各以一个sp2杂化轨道形成C-C σ键，两个碳 原子各以1个未杂化的2p轨道发生重叠，形成π 键。
乙炔的结构
碳原子发生sp杂化，其中1个sp杂化轨道与1 个H的1s轨道形成C-H σ键，再两个碳原子各以 一个sp杂化轨道形成C-C σ键，两个碳原子各以 2个未杂化的2p轨道发生重叠，形成π键。
美国科学家鲍林受生物杂交思想的启发 于1931年提出的杂化轨道理论：
在同一个原子中能量相近的不同类型的 几个原子轨道“混合”起来，杂化后形成 同等数目的能量完全相同的新轨道，这些 新轨道重新分配能量和空间方向，组成成 键能力更强的杂化轨道
C：2s22p2
2s
2p
激发
2s
sp3
2p
sp3杂化
CH 4的形成
讨论为什么NH3、H2O分子中键角分别为107.3°、
104.5°，小于甲烷的109.5°？
ABm型分子
A的价电子对数 A的杂化轨道数
2
3
4
2
sp杂化
3
sp2杂化
4
sp3杂化
A的杂化类型
价电子对的几何构型 直线形
平面三角形 正四面体
分子的空间构型
平面三角形 正四面体 三角锥形 直线形 形 V V形
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5、 6，价电子对的几何分布分别为直线形、平面 三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。
多原子分子（ABm型分子）的价电子对数n的确定
2 （1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数 （2）配位原子中氢原子、卤素原子提供的价电子数为1； O、S作为配位原子时按不提供价电子计算 若n=2 则为sp杂化，价电子对的几何构型为直线形 n=