第二章第二节分子的立体构型PPT

本节重点： 会利用VSEPR理论得出 孤电子对数 价层电子对构型 分子构型
三、杂化轨道理论
1、理论要点
① 同一原子中能量相近的不同种原子轨道 在成键过程中重新组合，形成一系列能量相等 的新轨道的过程叫杂化。形成的新轨道叫杂化 轨道,用于形成σ键或容纳孤对电子 ② 杂化轨道数目等于各参与杂化的原子轨道 数目之和 ③ 杂化轨道成键能力强，有利于成键 ④ 杂化轨道成键时，满足化学键间最小排斥 原理，不同的杂化方式，键角大小不同 ⑤ 杂化轨道又分为等性和不等性杂化两种
3、氢键的分类
①分子内氢键
②分子间氢键
4、氢键的特征
①饱和性
一个氢原子只能形成一个氢键
中心原子有几对孤对电子就 可以形成几条氢键 ②方向性
分子间氢键为直线型 分子内氢键成一定角度
5、对物质性质的影响
氢键一种分子间作用力，影响的是物理性质 ①熔、沸点 分子间氢键使物质熔点升高 分子内氢键使物质熔点降低 ②溶解性
铂等 过渡金属
（配离子） 外界 内界
NH3配体：其中N为配位原子 – – – 配体：NH3、H2O、X 、CO 、CN 、S CN
配位数：配体的个数
Fe2+的检验：
K3[Fe(CN)6]铁氰化钾
内界 外界K+
[Fe(CN)6 ]3 –
中心离子
Fe 3+
配位原子
配体(CN –) (CN –)6 配位数
在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对 就是分子的构型 注意：孤对电子的存在会改变键合电子对 的分布方向，从而改变化合物的键角 电子间排斥力大小： 孤对电子间＞孤对电子与键合电子间＞键合 电子间
价层电子 对数目
电子对 的空间 构型
σ键电 子对数
孤电子 对数
电子对的 排列方式
分子的 空间构 型
实 例
基态
C
杂化
C
sp 杂 化
2p
激发态
1个s轨道和1个p轨道杂化形成2个sp杂化轨道
+ -
- +
2个sp杂化轨道可形成2个σ键
剩下的两个未参与杂化的p轨道 构型 180° 用于形成π键 直线型 价层电子对数为2的中心原子采 用sp杂化方式
除C原子外，N、O原子均有以上杂化 N、O原子杂化时，因为有孤对电子的存在 称为不等性杂化 当发生sp2杂化时，孤对电子优先参与杂化 单电子所在轨道优先不杂化，以利于形成π键
配合物的形成
加乙醇 并静置 深蓝色 晶体 2+
3
2+ H3N Cu NH3 H3N [Cu(NH3) 4 ] SO4•H2O
H2O
Cu2++
2NH3· H2O = Cu(OH)2↓+ 2NH4
+
蓝色溶液
蓝色沉淀
]2+ + 2OH
–
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4 蓝色沉淀
深蓝色溶液
② 极性分子
正负电荷中心不重合的分子 大部分化合物分子
化学式 H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4
是否极 性分子 是 否 是 否 是 否 否 是 否
化学式 HCN SO2 HCHO BF3 CH3OH CH3C(CH3) 3 CH2=CH2 PH3 CH≡CH
冰晶石 冰晶石(六氟合铝酸钠)：Na3[AlF6]
配位数是2时:直线形,如[Ag(NH3)2]+ 配位数是3时:平面三角形,如[HgI3] –
四面体,如[ZnCl4] 2– 配位数 是 4时
③ 配合 物的空 间结构
平面正方形,如 [Cu(NH3)4]2+
H2O H2O Cu OH2
2+
NH3 H3N Cu NH3
激发
基态
C
杂化
C
sp 杂 化
2
2p
1个s轨道和2个p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道
+ +
激发态
-
3个sp2杂化轨道可形成3个σ键 剩下的一个未参与杂化 的p轨道用于形成π键 价层电子对数为3的中心原子 采用sp2杂化方式
+
构型 120° 平面三角形
③ sp杂化 以C原子为例
2p 2s
2s 2p
激发
2
直线
2
0
直线
BeCl2 CO2
3
0
平面三 角形
BF3 SO3
3
平面三 角形 2 1 V —型 SnBr2 PbCl2
价层电 子对数 目
电子对的 空间构型
σ键电 子对数
孤电子 对数
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
实 例
4
0
正四面 体形
CH4 CCl4 NH4＋ SO42—
NH3 PCl3 SO32－ H3O+ H2O H2S
除范德华力以外的 另一种分子间作用 力，不是化学键
-125
H2Se
AsH3 HBr
HI
×
SnH4
×
GeH4
-150 CH 4
×
2
3
4
5 周期
一些氢化物沸点
2、表示方法
A—H…B A、B为N、O、F
“—”表示共价键 “…”表示形成的氢键
例如：氨水中的氢键 N—H…N N—H…O O—H…O O—H…N
2+
H2O 1个Cu2+与4个O形成 的结构为平面正方形
H3N 1个Cu 2+与4个N形成 的结构为平面正方形
第二章
分子的结构与性质
第三节 分子的性质
一、键的极性和分子的极性
1、键的极性
极性共价键 按共用电子对的偏移
非极性共价键
①非极性共价键（非极性键） 由同种原子形成化学键
原子带相同电性，化合价相同
正四面体：CCl4、 CH4
二、价层电子对互斥（VSEPR）理论
（ Valence Shell Electron Pair Repulsion ）
1、理论要点
共价分子中，中心原子周围电子对排布的 几何构型主要取决于中心原子的价层电子 对的数目。价层电子对各自占据的位置倾 向于彼此分离得尽可能的远，此时电子对 之间的斥力最小，整个分子最稳定。 价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对 不包括成键的π电子对 ！
3、范德华力对物质性质的影响
化学键影响的是分子的稳定性（化学性质）
范德华力影响的是分子熔沸点等（物理性质）
三、氢键
沸点/℃100
H2O
1、氢键的定义
75
50
25 HF H2Te SbH3 NH3 H2S HCl PH3 SiH4×
由已经与电负性很大的 0 -25 原子形成共价键的氢原 -50 子与另一个电负性很大 -75 的原子之间的作用力 -100
4
正四面 体形
3
1
三角锥 形
2
2
V—型
价层电 子对数 目
电子对的 空间构型
σ键电 子对数
孤电子 对数
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
实 例
5
0
三角双锥
PCl5
4
5 三角 双锥
1
变形 四面体
SF4
3
2
T—型
BrF3
2
3
直线型
XeF2
1.下列物质中分子立体结构与水分子相似的是 A．CO2 B．H2S B C．PCl3 D．SiCl4 2.下列分子立体结构其中属于直线型分子的是 A．H2O B．CO2 BC C．C2H2 D．P4 3.下列分子立体结构其中属正八面体型分子的 A．H3O + B．CO32— D C．PCl5 D．SF6
2．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
若可以形成氢键，则能增大物质溶解度
③其他方面
冰的密度小于水 形成缔合分子
四、溶解性
溶解性的影响因素
1、温度
2、压强
3、相似相溶
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂， 极性溶质一般能溶于极性溶剂。
4、氢键 5、化学反应
五、手性
手性碳原子： 连有四个不同的原子或原子团的碳原子。 手性异构体： 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子。 又称为对映异构体。 手性分子： 有手性异构体的分子。
杂化类 型
sp
sp2
sp3
四、配合物理论简介
1、配位键
①定义：共用电子对由一个原子单方 提供给另一个原子共用所形成的共价键 称配位键。
② 表示方法 A→B
？H3 O+
H H
＋
H－N →H
③ 形成条件
一个原子有孤对电子，另一个原子有空轨道。
2、配位化合物
继续滴 CuSO4溶液 滴加氨水 加氨水 蓝色 深蓝色 天蓝色 沉淀 溶液 溶液 Cu(OH)2 NH H2O H2O Cu OH2
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ价层电子对数计算
①确定中心原子价层电子对数目 价层电子对数＝配位原子数＋孤电子对数
＝σ键电子对数＋孤电子对数 孤电子对数＝ ½(a-xb) a为中心原子价电子数，x为与中心原子结合的 原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接 受的电子数。 离子计算孤电子对数目时，阳离子的a为中 心原子的价电子数减去离子的电荷数，阴离 子的a为中心原子的价电子数加上离子的电 荷数（绝对值）
是否极 性分子 是 是 是 否 是 否 否 是 否
键的极性与分子极性的关系： A、由非极性键构成的分子一般是非极性分子
B、极性键结合形成的分子不一定为极性分子
二、范德华力及其对物质性质的影响
1、范德华力
把分子聚集在一起的作用力叫做分 子间作用力又叫范德华力
2、影响范德华力的因素
相对分子质量 相对分子质量越大 范德华力越大 分子的极性 分子极性越大 范德华力越大
①配合物概念 通常把某些金属离子（或原子）与某些分 子或离子（称为配体 ）以配位键结合形成 的化合物称为配合物。
② 配合物的组成 如[Ni(CO)4]和 [Fe(CO) ] 5 [Ag(NH3)2] OH （有时可能 Ag+中心离子 是中心原子） 主要是铁、钴、镍、铜、银、金、 [Ag(NH3)2]+
练习：
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) OH A.CCl2F2 C.CH3CH2OH B.CH3—CH—COOH CH2—OH D.CH—OH CH2—OH
1．下列化合物中含有手性碳原子的是( ) OH A.CCl2F2 C.CH3CH2OH B.CH3—CH—COOH CH2—OH D.CH—OH CH2—OH
④ 其它杂化方式
dsp2杂化、sp3d杂化、sp3d2杂化、d2sp3杂化、 sp3d2杂化 例如：sp3d2杂化：SF6
构型：四棱双锥 正八面体
此类杂化一般是金属作为中心原子 用于形成配位化合物
价层电 子对数 目
2
3
4 正四 面体
5 三角 双锥
6 正八 面体
平面 价层电 子对构 直线 三角 型 形
2、杂化类型
① sp3杂化
2p
2s
以C原子为例
2s 2p
激发 基态
C
杂化
C
sp 杂 化
3
激发态
1个s轨道和3个p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道
构型 109°28′ 正四面体型 4个sp3杂化轨道可形成4个σ键 价层电子对数为4的中心原子 采用sp3杂化方式
② sp2杂化 以C原子为例
2p 2s
2s 2p
第二章
分子的结构与性质
第二节 分子的立体结构
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线型）例如HCl、O2
2、三原子分子的空间结构
①直线型：CO2、HCN、CS2
②V型：H2O、SO2
3、四原子分子的空间结构
①平面三角型：SO3、HCHO ②三角锥型：NH3 ③直线型：C2H2 ④正四面体：P4
4、五原子分子的空间结构
价层电子对 结合的原 孤对电子 数 子数 对数 4 2 2 3 0 3 4 2 5 6 5 4 4 3 2 4 6 5 3 4 1 0 1 0
0 1 0
②确定价层电子对构型
价层电子 2 对数目 3 4 5 三角 双锥 6 正八 面体
价层电子 直 平面 正四 对构型 线 三角形 面体
3、确定分子构型
② 极性共价键（极性键） 由不同种原子形成化学键 电负性大（非金属性强）的原子 带负电，显负价
δ+
δCl
H
Cl
H
2、分子的极性
①非极性分子 正负电荷中心重合的分子 a.大部分单质分子 O3除外！ b.对称性很好的分子 直线形AB2 例：CO2 正三角形AB3 例：BF3、SO3
正四面体形AB4 例：CH4 、 CCl4 其他正多面体形、对称性好的平面形 例：C60 、C6H6、C2H4 、C2H2
化学式 HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－
价层电 子对数
结合的原 孤对电子 子数 对数
2
3 4 3 4 4 4 4 4
2 2
2 3 3 4 4 4 4
0 1
2 0 1 0 0 0 0
化学 式 H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4
[Co(NH3)4Cl2] Cl
③ 常见配合物 Fe3+的检验 Fe3+ + 3SCN – = Fe(SCN)3 黄色 血红色
Fe3+ + nSCN – = [Fe(SCN)n ]3-n (n=1-6) 血红色
银氨溶液的配制
Ag++ NH3· H2O = AgOH↓+ NH4+ 白色沉淀 AgOH+2NH3· H2O = [Ag(NH3)2]++ OH – +2H2O 二氨合银离子 无色