人教版高中化学选修3-物质结构与性质：分子的立体构型
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子的电荷数
对于阴离子，a=中心原子的价电子数 + 离 子的电荷数 b:与中心原子结合的原子最多能接受的电子 数，氢为1，其他原子等于“ 8-该原子的价 电子数 ” x:与中心原子结合的原子数
阅读：课本P38表2-4
关于公式的说明
中心原子上的孤电子对数 = ½（a-xb）
a为中心原子的价电子数（最外层电子数）， 减去结合其他原子时所提供的电子数（xb)， 所剩余的电子即为未参与成键的电子，一半 即为孤对电子数。
sp杂化 ①BeCl2分子的形成 杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨 道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的 BeCl2分子
sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于
形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
sp2杂化 BF3分子的形成
sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用
于形成π键，如乙烯分子中的C=C键的形成。 2、杂化类型
1.价层电子对数的确定方法
（1）σ键电子对数：可由分子式确定， 一个σ键有一对电子
如：NH3的中心原子为N，N有3对σ键电子对 H2O的中心原子为O，O有2对σ键电子对 （2）中心原子上的孤电子对数 = ½（a-xb） a：中心原子的价电子数，对于主族元素，价 电子数等于最外层电子数 对于阳离子，a=中心原子的价电子数—离
杂化类型 sp
sp2
sp3
参于杂化的 1个s和 1个s和 原子轨道 1个p 2个p
1个s和 3个p
杂化轨道的 数目
2
杂化轨道间 的夹角
180°
3 120°
4 109°28’
杂化轨道的 空间构型
直线形 平面三角形
正四面体形
3.杂化类型及分子构型的判断
（1）由杂化轨道数判断杂化类型 杂化轨道只用于形成σ键或容纳孤电子对， 故有：
当中心原子上无孤电子对时，两者构型一致
当中心原子上有孤电子对时，两者构型不一 致，略去孤电子对，即为分子的立体构型。
思考： CH4、NH3、H2O的 VSEPR模型都是四面体形 为什么氨气和水分子中的键角小于甲烷？
分析： VSEPR模型还与价层电子对之间的排 斥力大小有关，其排斥力大小顺序为： 孤电子对--孤电子对 > 孤电子对--成键电子 对 > 成键电子对--成键电子对 NH3、H2O分子中，中心原上分别有一对和两 对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的 排斥力压缩了键与键之间的夹角，使得键角 变小。
杂化轨道 类型
sp
sp2
VSEPR 典型 模型 分子
直线形 CO2
平面三角形 SO2
分子 立体构型 直线形
V形
sp3
四面体形 H2O V形
sp2
平面三角形 SO3 平面三角形
sp3
四面体形 NH3 三角锥形
sp3
四面体形
CH4 正四面体形
四、配合物理论简介
[学习目标定位] 1.能正确叙述配位键概念及其形成条件；会 分析配位化合物的形成及应用。 2.熟知几种常见的配离子：[Cu(H2O)4]2＋、 [Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋ 等的颜色及性质。
第二节 分子的立体构型
学习目标 1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。 2.理解价层电子对互斥理论的含义。 3.能根据有关理论判断简单分子或离子 的构型。
一、常见分子的立体构型
直线型、V形、平面三角形、三角锥形、四面 体形等。
分子
键角 立体 实例
类型
构型
三原子
180° 直线形 CO2、BeCl2、
分子 （AB2）
<180°(105°)
V形
CS2 H2O、H2S
四原子 120° 分子
（AB3）<120°(107°)
平面三 角形 三角
锥形
BF3、BCl3
NH3、H3O＋、 PH3
五原子 分子 109°28′
（AB4）
正四面 体形
CH4、CCl4
CO2
H2O
BF3
CH4
思考：CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2 呈直线形，而H2O呈V性？
④饱和性
多数过渡金属的原子或离子形成配位键数 目基本不变，如Ag＋形成2个,Cu2＋形成4个配 位键等
[活学活用]
下列不能形成配位键的组合是 ( D )
A．Ag＋、NH3
B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
二.配合物
1．概念
金属离子或原子与某些分子或离子以配位键 结合形成的化合物称为配位化合物 ，简称… 2.组成
一般为2、4、6。 配离子的电荷数= 中心原子电荷数+配体总电荷数。
如[Zn(CN) 4 ]2-的电荷数是：+2+（-1）×4=-2；
3．配合物形成时的性质改变 (1)引起离子颜色的改变，如Fe(SCN)3的形 成； (2)引起离子溶解度的改变，如 AgCl→[Ag(NH3)2]＋。
注意：配合物溶于水易电离为内界配离子和 外界离子，而内界配离子不能电离。
1、配位键
①概念: 成键原子一方提供孤电子对，另一 方提供空轨道形成的共价键
②表示: A B
A:电子对给予体
B:电子对接受体
③形成条件：
成键原子一方能提供孤电子对
如：分子NH3、H2O、HF、CO等； 离子Cl-、OH-、CN-、SCN-等
另一原子能提供空轨道 如：过渡金属的原子或离子及H＋、Al3＋。
练习：步步高P23 活学活用4 自我检测区6
配位数与配合物空间构型的关系（了解） 例:[Ag(NH3)2]+ 配位ห้องสมุดไป่ตู้为2， 直线型
H3N——Ag——NH3 sp
[Cu (NH3)4 ]2+ 配位数为4，有平面四方型.
H3N
NH3
dsp2
Cu2+
H3N
NH3
[Zn(NH3)4]2+ 配位数为4，正四面体. sp3
电子 子对 电子 模型 型
实例
对数 数 对数
2 0 2 直线形 直线形 CO2
3 2
0
平面三 平面三角形 BF3
1 3 角形
V形
SO2
4 3
0 1
4
四面 体形
正四面体形 三角锥形
CH4 NH3
22
V形
H2O
注意： （1） VSEPR模型是价层电子对的空 间构型，而分子的空间构型是指成键电子对 的空间构型，不包括孤电子对。
过程： 激发→杂化→轨道重叠
碳原子杂化之前都要发生电子跃迁
Sp3杂化
三、杂化轨道理论简介
1.概念 同一原子中能量相近的原子轨道，重新组合 形成能量相等新轨道的过程叫做原子轨道杂 化，所形成的新轨道叫做杂化轨道
理论要点
①杂化轨道数等于参加杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化 轨道形成的键比简单原子轨道形成的键更牢 固。 ③杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对， 未参与杂化的p轨道，可用于形成 π键
价层电子对判----断→杂化轨道数判----→断杂化类型判----断-
→杂化轨道构型(VSEPR模型) 判----断→分子构型
[活学活用] 计算下列微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心 原子的杂化轨道类型，写出VSEPR模型名称。 (1)CS2 ______、_______、______； (2)NH3 _______、_______、_______； (3)H2O_______、_______、__________； (4)PCl3 ________、________、__________； (5)BCl3_________、________、__________。
2.分子立体构型的确定方法
σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝ 价层电子对数
互斥理论
略去孤电子对
VSEPR模型 ------------→
------------------------→
分子的立体构型
价层电子对数目与VSEPR模型的关系
价层电子对数目 VSEPR模型
2
直线形
3
平面三角形
4
四面体形
由内界的配离子和外界离子共同组成
内界（配离子）
Cu(NH3)4 2 + SO42 -
中 配配 心 位位 原 原体 子子
配 位 数
外 界 离 子
配合物
中心原子（离子）：提供空轨道的金属原子 或离子，主要是过渡元素 配体：提供孤电子对的分子或离子。 配位原子：配体中直接同中心原子键合的原子
配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目
实验2-1
CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr
固体颜色 白色
绿色
深褐色 白色 白色 白色
溶液颜色天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质 有关？依据是什么？
H2O
2+
H2O Cu OH2
H2O
结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水 合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在四水 合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键 是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜 离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水 分子的孤对电子形成的，这类“电子对给 予—接受键”被称为配位键。
杂化轨道数=中心原子孤电子对数＋中心原 子的σ键个数＝价层电子对数
再由杂化轨道数判断杂化类型 （2）杂化轨道立体构型与分子立体构型
由于杂化轨道只用于形成σ 键和容纳孤电子 对，故VSEPR模型和杂化轨道的立体构型一致， 略去VSEPR模型中的孤电子对，即为分子的立 体构型。
(3)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理 论判断分子构型的思路
价层电子对之间排斥力大小顺序： 孤电子对----孤电子对 > 孤电子对----成键电 子对 > 成键电子对----成键电子对
（2）对于分子中的双、叁键，使用VSEPR 理论判断分子构型时，将双、叁键作为一个 单键(σ键)处理。
思考： 写出C原子电子排布图，并由此推测： C原子有没有可能形成四个共价键？
分析：最外层2s电子是已配对的，只有2个p 电子未成对，应结合两电子形成两对共用电 子对，即两根共价键。
问题：为什么CH4分子中C原子结合了四个H 原子，形成了四根完全相同的共价键？如何 解释？
分析： 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和
三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的 sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H 原个子C—的H1是s等轨同道的重。叠成键形成CH4分子，所以四 可表示为
二、价层电子对互斥理论
基本内容：分子的立体构型是中心原子上价 层电子对相互排斥的结果。价层电子对的位 置倾向于分离的尽可能远，使彼此间排斥力 最小，整个分子最稳定。
说明：中心原子上价层电子对，包括σ键电 子对和中心原子上的孤电子对。
这样就决定了分子的立体构型，故可以利 用价层电子对互斥理论来预测简单分子或离 子的立体结构
[FeF6]3- 配位数为6，正八面体.
三种类型类型共价键的区别共价与键联系
比较
非极性键 极性键
配位键
本质
相邻原子间的共用电子对与原子 核间的静电作用
成键条件( 元素种类)
成键原子 成键原子 成键原子
得、失电 得、失电 一方有孤
子能力相 子能力不 电子对，
同(同种 同(不同非 另一方有
非金属) 金属)
空轨道
特征
有方向性、饱和性(个别除外）
五水合硫酸铜 CuSO4·5H2O，可写作： [Cu（H2O）4]SO4·H2O其中的4个水分 子与铜离子形成水合铜离子的配离子， 另一分子水与硫酸根结合。主族元素一 般没有水合离子形成配合物这个性质， 多发生在过渡金属元素上，因其本身外 层电子轨道未被充满，还留有空位，所 以容易结合孤对电子形成配位键。举例 中：Cu属于过渡金属；而Na则不属于， 其为主族元素。
价层电子对 数目
2 对电子
3 对电子 4 对电子
VSEPR模型
直线形
: ____ A ____:
••
A
平面三角形 ••
••
四面体
••
••
A •• ••
阅读：课本P38图2-15 表2-5
练习：步步高P19 活学活用2
VSEPR模型与分子立体构型的关系
成键 孤电 价层 VSEPR 分子立体构 典型
对于阴离子，a=中心原子的价电子数 + 离 子的电荷数 b:与中心原子结合的原子最多能接受的电子 数，氢为1，其他原子等于“ 8-该原子的价 电子数 ” x:与中心原子结合的原子数
阅读：课本P38表2-4
关于公式的说明
中心原子上的孤电子对数 = ½（a-xb）
a为中心原子的价电子数（最外层电子数）， 减去结合其他原子时所提供的电子数（xb)， 所剩余的电子即为未参与成键的电子，一半 即为孤对电子数。
sp杂化 ①BeCl2分子的形成 杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨 道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的 BeCl2分子
sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于
形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。
sp2杂化 BF3分子的形成
sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用
于形成π键，如乙烯分子中的C=C键的形成。 2、杂化类型
1.价层电子对数的确定方法
（1）σ键电子对数：可由分子式确定， 一个σ键有一对电子
如：NH3的中心原子为N，N有3对σ键电子对 H2O的中心原子为O，O有2对σ键电子对 （2）中心原子上的孤电子对数 = ½（a-xb） a：中心原子的价电子数，对于主族元素，价 电子数等于最外层电子数 对于阳离子，a=中心原子的价电子数—离
杂化类型 sp
sp2
sp3
参于杂化的 1个s和 1个s和 原子轨道 1个p 2个p
1个s和 3个p
杂化轨道的 数目
2
杂化轨道间 的夹角
180°
3 120°
4 109°28’
杂化轨道的 空间构型
直线形 平面三角形
正四面体形
3.杂化类型及分子构型的判断
（1）由杂化轨道数判断杂化类型 杂化轨道只用于形成σ键或容纳孤电子对， 故有：
当中心原子上无孤电子对时，两者构型一致
当中心原子上有孤电子对时，两者构型不一 致，略去孤电子对，即为分子的立体构型。
思考： CH4、NH3、H2O的 VSEPR模型都是四面体形 为什么氨气和水分子中的键角小于甲烷？
分析： VSEPR模型还与价层电子对之间的排 斥力大小有关，其排斥力大小顺序为： 孤电子对--孤电子对 > 孤电子对--成键电子 对 > 成键电子对--成键电子对 NH3、H2O分子中，中心原上分别有一对和两 对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的 排斥力压缩了键与键之间的夹角，使得键角 变小。
杂化轨道 类型
sp
sp2
VSEPR 典型 模型 分子
直线形 CO2
平面三角形 SO2
分子 立体构型 直线形
V形
sp3
四面体形 H2O V形
sp2
平面三角形 SO3 平面三角形
sp3
四面体形 NH3 三角锥形
sp3
四面体形
CH4 正四面体形
四、配合物理论简介
[学习目标定位] 1.能正确叙述配位键概念及其形成条件；会 分析配位化合物的形成及应用。 2.熟知几种常见的配离子：[Cu(H2O)4]2＋、 [Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋ 等的颜色及性质。
第二节 分子的立体构型
学习目标 1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。 2.理解价层电子对互斥理论的含义。 3.能根据有关理论判断简单分子或离子 的构型。
一、常见分子的立体构型
直线型、V形、平面三角形、三角锥形、四面 体形等。
分子
键角 立体 实例
类型
构型
三原子
180° 直线形 CO2、BeCl2、
分子 （AB2）
<180°(105°)
V形
CS2 H2O、H2S
四原子 120° 分子
（AB3）<120°(107°)
平面三 角形 三角
锥形
BF3、BCl3
NH3、H3O＋、 PH3
五原子 分子 109°28′
（AB4）
正四面 体形
CH4、CCl4
CO2
H2O
BF3
CH4
思考：CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2 呈直线形，而H2O呈V性？
④饱和性
多数过渡金属的原子或离子形成配位键数 目基本不变，如Ag＋形成2个,Cu2＋形成4个配 位键等
[活学活用]
下列不能形成配位键的组合是 ( D )
A．Ag＋、NH3
B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
二.配合物
1．概念
金属离子或原子与某些分子或离子以配位键 结合形成的化合物称为配位化合物 ，简称… 2.组成
一般为2、4、6。 配离子的电荷数= 中心原子电荷数+配体总电荷数。
如[Zn(CN) 4 ]2-的电荷数是：+2+（-1）×4=-2；
3．配合物形成时的性质改变 (1)引起离子颜色的改变，如Fe(SCN)3的形 成； (2)引起离子溶解度的改变，如 AgCl→[Ag(NH3)2]＋。
注意：配合物溶于水易电离为内界配离子和 外界离子，而内界配离子不能电离。
1、配位键
①概念: 成键原子一方提供孤电子对，另一 方提供空轨道形成的共价键
②表示: A B
A:电子对给予体
B:电子对接受体
③形成条件：
成键原子一方能提供孤电子对
如：分子NH3、H2O、HF、CO等； 离子Cl-、OH-、CN-、SCN-等
另一原子能提供空轨道 如：过渡金属的原子或离子及H＋、Al3＋。
练习：步步高P23 活学活用4 自我检测区6
配位数与配合物空间构型的关系（了解） 例:[Ag(NH3)2]+ 配位ห้องสมุดไป่ตู้为2， 直线型
H3N——Ag——NH3 sp
[Cu (NH3)4 ]2+ 配位数为4，有平面四方型.
H3N
NH3
dsp2
Cu2+
H3N
NH3
[Zn(NH3)4]2+ 配位数为4，正四面体. sp3
电子 子对 电子 模型 型
实例
对数 数 对数
2 0 2 直线形 直线形 CO2
3 2
0
平面三 平面三角形 BF3
1 3 角形
V形
SO2
4 3
0 1
4
四面 体形
正四面体形 三角锥形
CH4 NH3
22
V形
H2O
注意： （1） VSEPR模型是价层电子对的空 间构型，而分子的空间构型是指成键电子对 的空间构型，不包括孤电子对。
过程： 激发→杂化→轨道重叠
碳原子杂化之前都要发生电子跃迁
Sp3杂化
三、杂化轨道理论简介
1.概念 同一原子中能量相近的原子轨道，重新组合 形成能量相等新轨道的过程叫做原子轨道杂 化，所形成的新轨道叫做杂化轨道
理论要点
①杂化轨道数等于参加杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化 轨道形成的键比简单原子轨道形成的键更牢 固。 ③杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对， 未参与杂化的p轨道，可用于形成 π键
价层电子对判----断→杂化轨道数判----→断杂化类型判----断-
→杂化轨道构型(VSEPR模型) 判----断→分子构型
[活学活用] 计算下列微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心 原子的杂化轨道类型，写出VSEPR模型名称。 (1)CS2 ______、_______、______； (2)NH3 _______、_______、_______； (3)H2O_______、_______、__________； (4)PCl3 ________、________、__________； (5)BCl3_________、________、__________。
2.分子立体构型的确定方法
σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝ 价层电子对数
互斥理论
略去孤电子对
VSEPR模型 ------------→
------------------------→
分子的立体构型
价层电子对数目与VSEPR模型的关系
价层电子对数目 VSEPR模型
2
直线形
3
平面三角形
4
四面体形
由内界的配离子和外界离子共同组成
内界（配离子）
Cu(NH3)4 2 + SO42 -
中 配配 心 位位 原 原体 子子
配 位 数
外 界 离 子
配合物
中心原子（离子）：提供空轨道的金属原子 或离子，主要是过渡元素 配体：提供孤电子对的分子或离子。 配位原子：配体中直接同中心原子键合的原子
配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目
实验2-1
CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr
固体颜色 白色
绿色
深褐色 白色 白色 白色
溶液颜色天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质 有关？依据是什么？
H2O
2+
H2O Cu OH2
H2O
结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水 合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在四水 合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键 是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜 离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水 分子的孤对电子形成的，这类“电子对给 予—接受键”被称为配位键。
杂化轨道数=中心原子孤电子对数＋中心原 子的σ键个数＝价层电子对数
再由杂化轨道数判断杂化类型 （2）杂化轨道立体构型与分子立体构型
由于杂化轨道只用于形成σ 键和容纳孤电子 对，故VSEPR模型和杂化轨道的立体构型一致， 略去VSEPR模型中的孤电子对，即为分子的立 体构型。
(3)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理 论判断分子构型的思路
价层电子对之间排斥力大小顺序： 孤电子对----孤电子对 > 孤电子对----成键电 子对 > 成键电子对----成键电子对
（2）对于分子中的双、叁键，使用VSEPR 理论判断分子构型时，将双、叁键作为一个 单键(σ键)处理。
思考： 写出C原子电子排布图，并由此推测： C原子有没有可能形成四个共价键？
分析：最外层2s电子是已配对的，只有2个p 电子未成对，应结合两电子形成两对共用电 子对，即两根共价键。
问题：为什么CH4分子中C原子结合了四个H 原子，形成了四根完全相同的共价键？如何 解释？
分析： 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和
三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的 sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H 原个子C—的H1是s等轨同道的重。叠成键形成CH4分子，所以四 可表示为
二、价层电子对互斥理论
基本内容：分子的立体构型是中心原子上价 层电子对相互排斥的结果。价层电子对的位 置倾向于分离的尽可能远，使彼此间排斥力 最小，整个分子最稳定。
说明：中心原子上价层电子对，包括σ键电 子对和中心原子上的孤电子对。
这样就决定了分子的立体构型，故可以利 用价层电子对互斥理论来预测简单分子或离 子的立体结构
[FeF6]3- 配位数为6，正八面体.
三种类型类型共价键的区别共价与键联系
比较
非极性键 极性键
配位键
本质
相邻原子间的共用电子对与原子 核间的静电作用
成键条件( 元素种类)
成键原子 成键原子 成键原子
得、失电 得、失电 一方有孤
子能力相 子能力不 电子对，
同(同种 同(不同非 另一方有
非金属) 金属)
空轨道
特征
有方向性、饱和性(个别除外）
五水合硫酸铜 CuSO4·5H2O，可写作： [Cu（H2O）4]SO4·H2O其中的4个水分 子与铜离子形成水合铜离子的配离子， 另一分子水与硫酸根结合。主族元素一 般没有水合离子形成配合物这个性质， 多发生在过渡金属元素上，因其本身外 层电子轨道未被充满，还留有空位，所 以容易结合孤对电子形成配位键。举例 中：Cu属于过渡金属；而Na则不属于， 其为主族元素。
价层电子对 数目
2 对电子
3 对电子 4 对电子
VSEPR模型
直线形
: ____ A ____:
••
A
平面三角形 ••
••
四面体
••
••
A •• ••
阅读：课本P38图2-15 表2-5
练习：步步高P19 活学活用2
VSEPR模型与分子立体构型的关系
成键 孤电 价层 VSEPR 分子立体构 典型