分子的空间构型 PPT课件

等电子体 具有相同的原子数和价电子 数（或者全部电子数）的分子或离子。
1）原子数相同 2）价电子数或全部电子数相等
3）等电子体原理 原子个数相同，价电子数相同，如果 都达到稳定结构，成键方式相同 N2和CO成键分析
CO2和N2O成键分析
①结构相似
CCl4 SiCl4 CH4 NH4+
Sp3杂化、正四面体结构 Sp3杂化、正四面体结构
甲醛
CH4 SO42SiO44PO43ClO4-
PCl3 NH3 PH3 SO32-
H2O H2S
Sp杂化 Sp2杂化 Sp3杂化
Sp3d杂化
Sp3d2杂化
5.价层电子对互斥理论
6.等电子体 问题的提出： N2和CO性质的相似性
熔沸点相近、均难溶于水 常温下都稳定 键能都很大 都形成2个π键 为什么具有这些相似性？？？
↑↓ ↑ ↑ ↑
2s
2p
S原子价层电子排布Baidu Nhomakorabea
2个单电子形成2个共价键，形成H2S，而不生 成H3S或H4S符合共价键的饱和性
↑↑ ↑
2p 2s
C原子价层电子排布
存在问题：2个单电子形成4个等价的共价键？？
↑↑ ↑
2p 2s
C的基态
激发
↑
杂化
↑↑↑
↑↑↑↑
2s
2p
sp3
激发态
sp3杂化轨道
H
HCH H
专题三、晶体结构和晶体性质 专题四、分子的空间构型与物质性质
第一单元 分子构型与物质性质 第二单元 配合物是如何形成的
一、分子空间构型
（1）S原子与H原子结合形成的分子为什么是H2S， 而不是H3S或H4S？ （2）C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4， 而不是CH2或CH3？ （3）CH4分子为什么具有正四面体的空间构型？
NO3-
SO3
3）SP3杂化 四面体构型 CCl4 SiCl4 CF4 SiF4 CH4 SiH4 SO42- SiO44-
（2）有孤对电子物质构型 判断构型 二氧化硫 三氧化硫 三氯化磷 磷化氢 三氯化硼
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 应的键角变小。
BCl3 CO32– NO3– SO3 Sp2杂化、三角形
SO2、O3、NO2–
Sp2杂化、折线
SiCl4 ClO4- SO42–、PO43– SiO44sp3杂化形式，呈正四面体立体结构； 苯和无机苯N3B3H6 金刚石、硅和氮化硼
广义等电子体
②性质相似 硅、锗都是半导体 AlP、GaAs也是半导体 苯和无机苯N3B3H6 能取代反应
1.手性碳： 连接4个不同原子或者原子团的碳原子
2.手性分子： 有手性碳原子分子
3.手性异构体：
原子组成和原子排列方式相同，但是不能 重合，而互为镜像关系的两种物质，互称 为手性异构体（又叫对应异构体，简称对 应体）
手性异构体个数=2n
下列物质是否具有手性 二氯丁烷\二氯丙烷 丙氨酸 葡萄糖
氯化氢，一氧化碳
3）ABn分子如果最外层电子均参与成键 为非极性分子，反之极性分子
氨气、水、甲烷、三氯化磷，五氯化磷， 三氯化硼、四氯化硅的极性 4）复杂化合物大多为极性分子 硫酸、硝酸、磷酸、硝基苯、酒精 5）判断极性关键看正负电荷中心是否重合 例如：判断SO2 SO3极性
几种特殊物质的特性
双氧水
中心原子孤电子对 键角/°
H2O 2 104.5
NH3 1 107.3
CH4 0 109.5
杂化轨道类 sp
sp2
sp3
型
杂化轨道构
型
直线
三角形
正四面体
孤电子对数 分子构型
无 直线型
无
1个
三角形 折线型
无
1个
2个
四面体 三角锥 折线
举例
BeCl2
BCl3
SO2
CO2 CS2
BF3 O3
丙酮
乙炔
HCN
下列物质与H2加成反应后是否有手性
丙酮、 2-丁酮
3-戊酮
4.其他非碳手性分子
H
CH3 N+ C6H5
Cl-
CH2CH3
5.手性分子应用 手性药物 天然氨基酸除了甘氨酸外，都是手性分子 都是L-型氨基酸
三.分子的手性
20世纪60年代一种称为反映停的药物 （一种孕妇使用的镇定剂，已被禁用） 上市后导致1．2万名婴儿的生理缺陷，因为 反映停的对映体具有致畸性。因此，能够独立 地获得手性分子的两种不同镜像形态极为重要。
手性是生命过程的基本特征，构成生命体的有机 分子绝大多数都是手性分子。人们使用的药物绝 大多数具有手性，被称为手性药物。手性药物的 “镜像”称为它的对映体，两者之间在药力、毒性 等方面往往存在差别，有的甚至作用相反。
价层电子对数 中心原子价电子数 配位原子提供电子数 离子所带电荷数 2
H 、Cl 提供一个价电子 π键不参与杂化 O S 特殊情况
O S 只与中心原子相连，不提供电子
O S 还与其他原子相连，提供1个电子
当氧族原子作为中心原子时,则可以 认为提供6电子
2)价层电子对数=σ键+孤电子对
乙烯、苯，乙醛、丙酮、乙炔中C的 杂化与结构
3）根据构型反推 乙烯、苯、乙醛、乙炔中C的杂化与结构
判断杂化类型
二氧化硫，二氧化碳、三氯化磷、 三氧化硫
4.杂化轨道和分子构型
（1）中心原子最外层电子均参与成键 物质的构型与杂化轨道构型相同
1）SP杂化 直线性
BeCl2 CO2 CS2
2）SP2杂化 平面三角形
BF3 BCl3
CO32-
思考：为什么学习分子构型 结构决定性质
复习
化学键
离子键 金属键 共价键
非极性键 极性键
二.分子的极性 1.分子的极性 极性分子： 正负电荷中心不重合的分子为极性分子。
非极性分子： 正负电荷中心重合的分子为极性分子。
含有极性键的分子一定是极性分子吗？ 1）单质一般是非极性分子 2）双原子化合物分子一般是极性分子
BF3分子形成：
激发
↑
↑ ↑↑
↑
2p
2s
2p
2s
B的基态
激发态
杂化
↑↑↑ sp2
sp2杂轨道
120°
3
+
F
120°
B
F
F
（2）sp2杂化：1个s与2个p形成 3个sp2杂化轨道
轨道伸展方向 键角 120°
平面三角形
代表物质
BF3
分析BeCl2是如何形成的？ 为什么BeCl2是直线分子
BeCl2分子形成过程
氯仿
二氯甲烷
含有极性键的物质一定是极性分子 含有非极性键的物质一定是非极性分子 氯化钠是极性分子 非极性分子中一定有非极性键
2.相似相溶原理 极性相似的物质相互溶解性大
硫酸硝酸易溶于水
碘、溴易溶于有机溶剂 有机物易溶于有机物，盐类难溶有机物
影响溶解度的因素： 分子极性 分子间氢键
3.分子极性大小的比较 氟化氢 氯化氢 邻硝基苯，间硝基苯，对硝基苯极性比较
激发
↑
↑
↑
2p
2s
2p
2s
Be的基态
激发态
杂化
↑↑ sp
sp杂化轨道
Cl－Be－Cl
180
（3）sp杂化：1个s与1个p杂化形成2个sp杂化轨道 轨道方向：直线 键角： 180° 代表物质BeCl2
杂化类型
杂化类型 sp
sp2
sp3
轨道构型
直线
平面三角形
正四面体
键角
180
120
模型
109.5
3.几种物质成键分析 乙烯、乙炔、苯、石墨
乙烯结构：CH2=CH2
C:sp2杂化形成3个杂化轨道，分别与H和C形 成3个σ键，未杂化的p轨道形成1个π键
乙炔: H-C≡C-H
C:sp杂化形成2个杂化轨道，分别与H和C形 成2个σ键，未杂化的2个p轨道形成2个π键
石墨、苯中碳原子也是以sp2杂化的：
如何判断原子的杂化方式呢？
4.杂化类型确定 1）根据中心原子的价电子对数
1.杂化轨道 能量相近的轨道在成键时重新组合成 几个能量和形状相同的轨道
①能量、形状、成分相同
②杂化轨道数目不变
2.杂化轨道类型
（1）sp3杂化：1个s与3个p形成4个sp3杂化轨道： 杂化轨道方向 正四面体 键角： 109.5° 代表物质 CH4 CCl4
根据甲烷的形成过程分析BF3如何形成的？ 为什么BF3是平面三角形？