分子空间结构的确定

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２００９－２－２７
2、ABm型分子的价电子对数n的确定
n = 中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×m
2
（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配 位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;
如：PCl3 中
n = 5 + 1× 3 = 4 2；
（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原 子时价电子数为6；
②.杂化前后轨道数目不变。 ③.杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。
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1.sp3杂化 CH4的空间构型为正四面体
C：2s22p2
2p
2s
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C：2s22p2 2s
2p
2p
激发 2s
sp3杂化
sp3
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CH
的形成
4
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构型为V形的是（ Ｄ）
A、NH4+ B、SO2 C、H3O+ D、OF2
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（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
三角 107.3°
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锥形 107.3°
思考、讨论
1、NH3、H2O分子中键角分别为107°18′、104.5° 与109°28′相差不大，由此可推测，N、O原子的原 子轨道可能采取何种类型杂化？原子轨道间夹角小 于109°28′，可能说明了什么问题？
2、下列分子或离子中，空间构型为V型的
2.sp2杂化
BF3的空间构型为平面三角形
F
2p
B： 2s22p1
2s
F
B 120°
F
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B：2s22p1 2s
2p
2p
激发 2s
sp2 sp2杂化
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BF3 的形成
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3.sp杂化
180°
BeCl2的空间构型为直线形 Cl Be Cl
Be：2s2 2s
4 PCl3
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中心原 子杂化 轨道类型
杂化轨道/ 电子对空
间构型
轨道 夹角
分子空 间构型
键角
sp 直线形 180°直线形 180°
sp 直线形 180°直线形 180° sp2平面三角形 120°平 角面 形三 120°
sp3 正四
面体
正四 109.5° 面体 109.5° 109.5°V形 104.5°
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1、推断分子空间构型的具体步骤：
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨 道数恰好与A的价电子对数相等。
A的价电子对数
2
3
4
A的杂化轨道数
2
3
4
杂化类型
sp
sp2
sp3
A的价电子空间构型 直线型 平面三角形 正四面体
对于 ABm型分子或离子，其中心原子A的 价电子对数可依如下公式算得:
大键。
等电子原理
具有相同的通式——ABm，而且价电子总数相等的 分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子 原理”。这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体 结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除
价电子对数n
2
3
4
ABm型分子的价电子对数n的确定
n = 中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×m
2
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课堂练习
例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质
价电
子对 数
气态
2 BeCl2 2 CO2
BF3 3
4 CH4 4 NH4+
4 H2O 4 NH3
3个SP2 4个SP3
杂化轨道间 夹角
空间构型
180° 直线形
120° 正三角形
109.5° 正四面体
实例
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BeCl2 C2H2 BF3
C2H4
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CH4 CCl4
二、确定分子空间构型的简易方法：
价层电子对互斥理论
共价分子的几何外形取决于分子 价层电子对数目和类型。分子的价 电子对（包括成键电子对和孤电子 对）由于相互排斥作用,而趋向尽可 能远离以减小斥力而采取对称的空 间构型。
2p
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Be：2s2 2s
2p
2p
激发 2s
sp
sp杂化
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Be采用sp杂化生成BeCl2
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【例题选讲】
例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道 理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。
乙烯中碳以sp2 杂化，C=C中一
个σ和wenku.baidu.com个π
乙炔中碳以sp杂 化，C=C中一个
分子空间构型
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1.为什么甲烷是正四面体结构,乙烯 是平面结构,乙炔是直线形呢?
2、为什么H2O分子是“V”型、键角是 104.5°，而不是“直线型”或键角是 “90°”？
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一、杂化轨道与分子的空间构型
基本要点：
①.成键时能级相近的价电子轨道混合杂化， 形成新的价电子轨道—杂化轨道。
是( Ｂ ）
A、CS2 B、H2Se C、HCN D、ICl
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思考、讨论
3、下列分子中哪一个分子的空间构型为正
四面体（ Ｄ ）
A、CHCl3 B、CH3Cl C、BBr3 D、 4S、n下Cl列4 分子和离子中，中心原子的价电子 对几何构型为四面体，且分子(离子)空间
（3）离子的价电子对数计算
NH4+
：n
=
5
+ 1× 4 2
-1
=
4
SO42-
：n
=
6
+
0 2
+
2
=
4
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课堂小结
杂化类型
杂化轨道间 夹角
空间构型
1. SP型的三种杂化
SP
SP2
SP3
180° 直线形
120° 正三角形
109.5° 正四面体
实 例 BeCl2 C2H2 BF3 C2H4 CH4 CCl4
σ和两个π
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例2：试用杂化轨理论解释石墨、苯的结构
石墨晶体 sp2杂化
H
H
CC
HC
C H
CH
C H
苯的结构
sp2杂化
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4.小结
杂化类型
SP型的三种杂化
SP
SP2
SP3
参与杂化的 原子轨道
1个S
1个P
1个S 2个P 1个S 3个P
杂化轨道数 2个SP