分子构型与物质的性质PPT课件

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分子构型与物质的性质
请完成下列各题:
甲烷分子的空间构型是什么？
思考：甲烷分子中的C原子的电子排布 式是1s22s22p2，只能形成两个共价键， 且键角应该是大约900，而现在形成四个 共价键，且键角是109.50，怎么解释？
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一、分子的空间构型
（一）杂化轨道理论
原子在形成分子时，为了增强成键能 力，使分子的稳定性增加，原子在成键时， 同一原子中能量相近的不同类型的原子轨 道重新组合为一组新轨道。这种重新组合 称为杂化；杂化后的原子轨道称为杂化轨 道。
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CH4分子中C原子的杂化和成键情况
1、CH4
sp3杂化
CH4分子中的C原子是sp3杂化，4个 sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，与 4个H原子的1s轨道形成4个相同的σ键。
CH4分子具有正四面体的空间构型
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关于杂化轨道的注意点
（1）只有能量相近的轨道才能相互杂化（如2s， 2p）,空轨道一般不参与杂化。 （2）原子轨道的杂化只在成键过程中才会发生。 （3）杂化前后轨道数目不变，但形状、方向、 能量改变。 （4）杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。 （5）杂化轨道所形成的均为σ键
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思考题：为了满足生成BF3和BeCl2的 要求，B和Be原子的价电子排布应如何改 变？用轨道式表示B和Be原子的价电子结 构的改变。
BF3中的B是sp2杂化，BeCl2 中的Be是sp杂化。
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2、BF3
sp2杂化
2p
2p
sp2
2s
2s
激发
杂化
2s2p轨道
正三角形
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关于碳原子的成键
三键
sp
2个∏键
用2个p 轨道
双键
Sp2
1个∏键
用1个p 轨道
全单键
Sp3
无∏键
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一、分子的空间构型
（二）价层电子对互斥理论（VSEPR）
分子中的价电子对（包括成键电子 对和孤对电子对）由于相互排斥作用， 而趋向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。
*CH2= CH2
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3、BeCl2
sp杂化
2p 2s
2p 2s
2p sp
excited
hybridization
*CH≡CH
直线形
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挑战自我：NH3、H2O分子分别 是三角锥形分子、V形分子，如何 用杂化轨道的知识解释。
NH3、H2O分子中N、O原子 都是sp3杂化，由于孤电子对的影 响使键角都小于109.50。
正四面体
孤对电子数 0
0
0
1
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分子空间构 型
直线
实例
BeCl2 乙炔
正三角形 正四面体 三角锥
BF3 乙烯
CH4
NH3
V形 H2O
键角
180° 120° 109°28′ 107°18′104.5°
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分子构型与物质的性质
思考题：观察书本P62图，回答乙烯 与乙炔分子的成键情况。
乙烯 sp2杂化 5个σ键，1个π键 乙炔 sp杂化 3个σ键，2个π键
2、应用 （1）预测等电子体空间构型 （2）预测等电子体物理性质
物理性质
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请判断下列分子价电子对的几 何分布构型
分子 BeCl2 BF3
价电子 2 对数
3
几何 构型
直线 平面 形 三角
形
CH4
4
正四 面体
CO2
2
直线 形
NH3
4
正四 面体
H2O
4
正四 面体
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请判断下列分子的几何构型
分子 BeCl2 BF3
价电子 对数
2
3
价电子 几何构 型
NH3、H2O键角分别为107.30、104.50。
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几种常见的杂化轨道类型
杂化类型 SP
SP2
参与杂化 1个s+1 1个s+2
轨道数 个p
个p
杂化轨道 数
2个sp
3个sp2
SP3 1个s+3个p
4个sp3
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杂化类型 SP
SP2
SP3
杂化轨道空 直线 间取向
正三角形
分子构型与物质的性质
什么化学键叫σ键？什么化学键叫π键？
原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的 方式重叠形成的共价键叫做σ键。
原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的 方式重叠形成的共价键叫做π键。
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分子构型与物质的性质
请完成下列各题: 写出C、N、S的电子排布式和轨道表示式
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预测分子（或离子）空间构型的简易方法 用分子或离子中的价电子对数去判断!
1、对于ABm型分子（A是中心原子，B是配 位原子），确定中心原子价层电子数n
中心原子的价 n＝ 电子数 ＋
每个配位原子提供的 价电子数 ×m
±离荷子数电
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①中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。
②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。 ③孤对电子数(n-m)
A、H2O、H2S C、CO、CO2
B、HF、NH3 D、NO2、SO2
答案：B
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根据等电子原理，判断下列各组分子属于
等电子体的是
A、H2O、H2S C、CO、CO2
B、HF、NH3 D、NO2、SO2
答案：A
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1、等电子体特征：
①组成微粒原子数目相同 ②组成微粒价电子数相同 ③分子结构相似
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一、分子的空间构型
（三）等电子原理
具有相同价电子数（指全部电子总数或价 电子总数）和相同原子数的分子或离子具 有相同的结构特征和物理性质。
1、等电子体特征：
①组成微粒原子数目相同 ②组成微粒价电子数相同 ③分子结构相似
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下列各组分子中所含电子数和价电子总数
均相等的是
直线 形
平面 三角
形
分子几 直线 何构型 形
平面 三角 形
CH4
4
正四 面体
正四 面体
CO2
2
直线 形
直线 形ຫໍສະໝຸດ Baidu
NH3
4
正四 面体
三角 锥形
H2O
4
正四 面体
V形
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杂化轨道数 = 价电子对数
BeCl2
BF3
CH4
NH3 H2O
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*孤对电子对对键角的影响
孤对电子对～孤 > 孤～成键电 子对 > 成～成