分子的空间构型与分子性质

O-H键是极性键，共用电 子对偏O原子，由于分子 是V形构型，两个O-H键 F1 的极性不能抵消（ F合 ≠0），∴整个分子电荷分 布不均匀，是极性分子
H
H
O F合≠0
F2
104º 30＇
NH3：
N
三角锥型, 不对称，键的极性 不能抵消，是极性分子。
BF3： F1
F3
平面三角形，对称， 键的极性互相抵消 120º （ F合=0） ，是非极 F 2 性分子。 ’ F
n =
A的价电子数 + B提供的价电子数× m ±离子所带电荷数
2
若n=4 sp3 杂化
若n=3 sp2 杂化
若n=2 sp 杂化
试计算：下列分子或离子的中心原子可能采用的杂化轨道类型
CCl4、SiCl4、 PCl3、NF3、NH4+、 H2S、H3O+、SO42-、 SO32-、Cl2O BF3、AlCl3、 SO2、 SO3、 O3、 n=3 NO3-、 NO2-、 CO32-、 NO2 BeCl2、CO2、CS2、 NO2+
H
107º 18'
H
H
C H
正四面体型 ，对称结构，C-H键的极性 互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子。
H
H H
109.5º
小结：
键的极性 键角
决定 决定
分子的空 间结构
分子的 极性
小结：



⑴只含有非极性键的单质分子是非极 性分子。 ⑵含有极性键的双原子化合物分子都 是极性分子。 ⑶含有极性键的多原子分子，空间结 构对称的是非极性分子；空间结构不 对称的为极性分子。
手性异构体和手性分子

如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相 同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里 不能重叠，这对分子互称为手性异构体。有手性异构 体的分子称为手性分子。
条件： 当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时， 形成的化合物存在手性异构体。 其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称 为手性碳原子。
例如:乳酸分子CH3CHOHCOOH 有以下两种异构体：
图片
B 下列化合物中含有2个“手性”碳原子的是 ( Cl OH H
)
A.OHC—CH—CH2OH B. OHC—CH—C—Cl OH Cl H Br C.HOOC—CH—C—C—Cl Br Br CH3 D.CH3—CH—C—CH3 CH3
n=4 sp3 杂化
sp2 杂化
n=2 sp 杂化
A的杂化轨道数 n =
A的价电子数 + B提供的价电子数× m ±离子所带电荷数
2
分子中A的 价电子对数
确定
A的价层电子对的空间构型
推断
价电子对互斥理论
分子或离子的空间构型
价电子对互斥理论

分子中的中心原子的价电子对（包括成键 电子对bp和孤电子对lp）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。
课堂练习


根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非 极性之分 以共价键结合的分子也有极性、非极性之分
分子的极性是根据什么来判定呢？
极性分子与非极性分子
分子呈电中性，可以设想： 它的全部正电荷集中于一点，叫正电荷重心 它的全部负电荷集中于一点，叫负电荷重心
若，正电荷重心与性的判断方法
1.双原子分子 取决于成键原子之间的共价键是否有极性
2.多原子分子(ABm型) 取决于分子的空间构型
ABm分子极性的判断方法
1.化合价法
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素 所在的主族序数，则为非极性分子，若不等 则为极性分子； ②若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子 对)则为极性分子，若无孤对电子则为非极性 分子。
Cl
Cl Al Cl
S H H
S O O O
H
H N
PCl5？
N
H H
O
O
三角形
V字构型
三角锥
正四面体 V字形
等电子原理

经验规律 化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子 具有相同的空间构型和化学键类型等结构特征 等电子体的许多物理和化学性质是相近的

常见的等电子体： N 与 CO、 CO 与 N O 2 2 2 NO2- 与 SO2（或O3）
例：
Cl
Cl
共用电子对 2个Cl原子吸引电子的能力相同，共用电 子对不偏向任何一个原子，整个分子的 电荷分布均匀，∴为非极性分子 只含有非极性键的双原子分子因为共用 电子对无偏向，∴分子是非极性分子
δ+
H Cl H
δCl
共用电子对
HCl分子中，共用电子对偏向Cl原子， ∴Cl原子一端相对地显负电性，H原子 一端相对地显正电性，整个分子的电荷 分布不均匀，∴为极性分子 ∴以极性键结合的双原子分子为极性分子
BeH2 n=
1 2 (2+2)=2 1 (3+3)=3 2 1 (4+4)=4 2
直线形 平面三角形 四面体
BF3
n=
CH 4 n=
②孤对电子≠0 ： 分子的空间构型不同于电子对的空间构型
孤电 电子对的 子对 空间构型 分子的 空间构型
n 3 4
例 SnCl2 NH3 H2O
1 1
平面三角形 四面体 四面体
请判断PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的极性。
ABm分子极性的判断方法
1.化合价法 2.物理模型法 将分子中的共价键看作作用力，不同的 共价键看作不相等的作用力，运用物理上 力的合成与分解，看中心原子受力是否平 衡，如平衡则为非极性分子；否则为极性 分子。
O
C
O
F1
F合=0
180º
C=O键是极性键，但 从分子总体而言CO2 是直线型分子，两个 C=O键是对称排列的， 两键的极性互相抵消 F2 （ F合=0），∴整个 分子没有极性，电荷 分布均匀，是非极性 分子。
V形 三角锥 V形
2
判断共价分子结构的实例
利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型。 要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型 。
AlCl3
解：总数 对数 电子对构型 6 3
H2S
8 4
SO32 8 4
NH4 +
8 4
NO2
5 3
三角形
三角形 正四面体 正四面体 正四面体
分子构型
分子中A的价电子对数 n =
A的价电子数 + B提供的价电子数× m ±离子所带电荷数
2
价层电子对数与价层电子构型的关系
价层电子对 数目n
2
3
4
5
6
价层电子对 构型
直线形 三角形 四面体 三角双锥 八面体
因为价电子对包括成键电子对和孤电子对，所以 价电子构型与分子或离子构型不完全等同。
•确定中心原子的孤对电子对数， 推断分子的空间构型。 ① 孤电子对=0: 分子的空间构型=电子对的空间构型 例如：
了解——
（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，
价电子总数16，具有相同的结构—直线型分子，中心
原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s骨架，键角为180。
了解——
（2）CO32–、NO3–、SO3等离子或分子具有相同的通
式—AX3,总价电子数24，有相同的结构—平面三角形
分子的空间构型与分子性质

原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中
才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化。
杂化轨道数 杂化轨道空间构型
小结：
sp3 杂化 sp2 杂化 sp 杂化
中心原子的杂化类型
4 3 2
正四面体 平面三角形 直线形

若能求出中心原子的杂化轨道数，便可知 中心原子所发生的杂化类型——
分子,中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分 子的s-骨架。 （3）SO2、O3、NO2–等离子或分子，AX2，18e，中 心原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，
中心原子上有1对孤对电子(处于分子平面上)，分子立
体结构为V型(或角型、折线型) 。
了解——
（4）SO42–、PO43–等离子具有AX4的通式,总价电子数32， 中心原子有4个s-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体 立体结构； （5）PO33–、SO32–、ClO3–等离子具有AX3的通式，总价 电子数26，中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，(不计 孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3 杂化形式，没有p-pp键或p-p大键，它们的路易斯结 构式里的重键是d-p大键。
分子的空间构型与分子性质

研究表明，许多分子具有对称性
依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够 复原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性 质称为对称性。
分子对称性与分子的许多性质如极性、 旋光性及化学性质都有关
CHBrClF 分子
手 性 碳 原 子
CHBrClF 分子
手性分子
左右手互为镜像
左手和右手不能重叠
求算中心原子杂化轨道数目的经验公式

适合：ABm型分子(或离子)
A：中心原子 B：配位原子
A的杂化轨道数 n =
A的价电子数 + B提供的价电子数× m ±离子所带电荷数
2
1.A的价电子数 = A的最外层电子数 2.B中，X、H 各提供1个价电子， O、S 按不提供价电子计算 3.阳离子应减去电荷数，阴离子应加上电荷数。