分子的空间构型 杂化轨道理论

三角形
三角形 正四面体 正四面体 正四面体
Cl
分子构型
Cl
S
Cl
S
H
H
Al
H
O
O O
H
N H
N
H
O
O
三角形
V字构型 字构型
三角锥
正四面体 V字形 字形
小结: 小结
代表 物 CO2 中心原子 CH2O 无孤对电子 CH4 中心原子 有孤对电子 H2O NH3 中心原子 结合的原子数 2 3 4 2 3 分子 类型 AB2 空间构型 直线形
1,下列分子中的中心原子杂化轨道的类 型相同的是 ( B ) A.CO2与SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4
说法正确的是( 2,对SO2与CO2说法正确的是( D ) A.都是直线形结构 A.都是直线形结构 B.中心原子都采取sp杂化轨道 中心原子都采取sp B.中心原子都采取sp杂化轨道 C.S原子和 原子和C C.S原子和C原子上都没有孤对电子 形结构, D.SO2为V形结构, CO2为直线形结构
NH3 H2O
1+3=4 2+2=4
SP3 SP3
三角锥形 V形 形
思考 请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔 分子的成键情况? 分子的成键情况 用杂化轨道理论解释苯分子的成键情况? 用杂化轨道理论解释苯分子的成键情况?
巩固练习
题一:下列分子中的中心原子杂化轨道的 题一: ( B ) 类型相同的是 B.CH4与NH3 . C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4 . .
已知:杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤电子对 已知:杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对 ★杂化轨道数 中心原子孤对电子对数+ 中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数
结合上述信息完成下表: 结合上述信息完成下表: 代表物 CO2 CH2O CH4 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 0+2=2 0+3=3 0+4=4 SP SP2 SP3 直线形 平面三角形 正四面体形
1.杂化轨道理论简介 杂化轨道理论简介
2s 2p 激发 2s
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论, 为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论,
2p 正四面体形
C的基态 的基态
激发态
sp3 杂化态
H
109°28' °
C H H 在同一个原子中能量相近 能量相近的不同类型的几个原子 在同一个原子中能量相近的不同类型的几个原子 轨道( 同等数目的 轨道(S,P…)可以相互叠加而组成同等数目的 )可以相互叠加而组成同等数目 能量完全相等的杂化原子轨道 的杂化原子轨道—杂化轨道理论 能量完全相等的杂化原子轨道 杂化轨道理论 H
3,指出中心原子可能采用的杂化轨道类型, 指出中心原子可能采用的杂化轨道类型, 并预测分子的几何构型. 并预测分子的几何构型. (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2
�
BeH 2 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 孤对电子 子对的空间构型. 子对的空间构型. 电子对的 分子的 例 孤对 空间构型 n 空间构型 电子 1 平面三角形 V形 3 SnCl2 形 4 1 2 四面体 四面体 三角锥 V形 形 NH3 H2O
(2)CO32–,NO3–,SO3等离子或分子具有相同的通 ) 总价电子数24,有相同的结构—平面三角形分子 平面三角形分子,中 式—AX3,总价电子数 ,有相同的结构 平面三角形分子 中 总价电子数 心原子上没有孤对电子而取sp 杂化轨道形成分子的σ 骨架 骨架. 心原子上没有孤对电子而取 2杂化轨道形成分子的σ-骨架. 等离子或分子, (3)SO2,O3,NO2–等离子或分子,AX2,18e,中心 , 原子取sp 杂化形式,VSEPR理想模型为平面三角形 理想模型为平面三角形, 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 原子上有 对孤对电子(处于分子平面上 ,分子立体结构为 对孤对电子 处于分子平面上), 或角型, 型(或角型,折线型 . 或角型 折线型)
等离子具有AX 的通式,总价电子数 (4)SO42–,PO43–等离子具有 4的通式 总价电子数 ) 32,中心原子有4个σ-键,故取 3杂化形式,呈正四面体立 ,中心原子有 个 键 故取sp 杂化形式, 体结构; 体结构; 等离子具有AX 的通式, (5)PO33–,SO32–,ClO3–等离子具有 3的通式,总 ) 价电子数26,中心原子有4个 轨道 轨道(3个 键和 对占据σ 轨 键和1对占据 价电子数 ,中心原子有 个σ-轨道 个σ-键和 对占据σ-轨 道的孤对电子), 理想模型为四面体, 道的孤对电子 ,VSEPR理想模型为四面体,(不计孤对电 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sp 杂化形式, 分子立体结构为三角锥体, 子的 分子立体结构为三角锥体,中心原子取 3杂化形式, 没有p-pπ键或p-p大 没有 π键或 大∏键,它们的路易斯结构式里的重键是 d-p大∏键. 大
120° °
F
思考
BeCl2分子形成过程
2s 2p 激发 Be基态 基态 激发态 2s 2p 杂化 直线形
sp杂化态 杂化态 直线形
180° °
Cl
Be
Cl
键合 化合态
思考题:根据以下事实总结: 思考题:根据以下事实总结:如何判断一 个化合物的中心原子的杂化类型? 个化合物的中心原子的杂化类型?
推断分子或离子的空间构型的具体步骤: 推断分子或离子的空间构型的具体步骤: 确定中心原子的价层电子对数, 确定中心原子的价层电子对数, 确定中心原子的价层电子对数 中心原子,X—配位原子 : 配位原子) 以AXm为例 (A—中心原子 中心原子 配位原子 n=1/2[A的价电子数 提供的价电子数×m 的价电子数+X提供的价电子数 的价电子数 提供的价电子数× 负 离子电荷数( ±离子电荷数 正 )] 原则: 原则: 主族序数; ①A的价电子数 =主族序数; 配体X: 配体 :H和卤素每个原子各提供一个价电 规定氧与硫不提供价电子; 子, 规定氧与硫不提供价电子; ③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数. 正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数.
确定电子对的空间构型: 确定电子对的空间构型: 确定电子对的空间构型 n=2 n=3 n=4 直线形 平面三角形 正四面体
确定中心原子的孤对电子对数,推断分子 确定中心原子的孤对电子对数, 确定中心原子的孤对电子对数 的空间构型. 的空间构型. 孤对电子=0:分子的空间构型 分子的空间构型=电子对的空间构型 ① 孤对电子 分子的空间构型 电子对的空间构型 例如: 例如:
专题四 分子空间结构与物质性质 第一单元 分子构型与物质的性质
分子的空间构型
C
2s
2px
2py
2pz
2s
2px
2py
2pz
C原子与H原子结合形成的分子为什么是 原子与H 而不是CH CH4,而不是CH2或CH3?CH4分子为什么具有 正四面体的空间构型(键长,键能相同, 正四面体的空间构型(键长,键能相同, 键角相同为109 28′)? 109° 键角相同为109°28′)?
AB3 平面三角形 AB4 AB2 AB3 正四面体 V形 三角锥形
等电子体原理
具有相同的通式——ABm,而且价电子总数和原子数目 具有相同的通式 相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为" 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 这个原理称为 子体原理" 这里的"结构特征" 子体原理".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, 结构,又包括化学键的类型,但键角并不一定相等,除非键 角为180°或90°等特定的角度. ° 角为 °等特定的角度. 具有相同的通式—AX2, (1)CO2,CNS–,NO2+,N3–具有相同的通式 ) 价电子总数16,具有相同的结构—直线型分子,中心原子上 价电子总数 ,具有相同的结构 直线型分子, 直线型分子 没有孤对电子而取sp杂化轨道,形成直线形σ 骨架 骨架, 没有孤对电子而取 杂化轨道,形成直线形σ-骨架,键角为 杂化轨道 180°. °
(3)判断共价分子结构的实例 )
例 1 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 . 构型.要求写出价层电子总数,对数, AlCl3 解:总数 对数 电子对构型 6 3 H2 S 8 4 SO32 8 4 NH4 + 8 4 NO2 5 3
S轨道和p轨道杂化轨道类型 轨道和p
sp2 杂化 sp 杂化 杂化轨道夹角 杂化轨道 空间取向 杂化轨道 数目 180 直线 120 平面 三角形 3
sp3 杂化 10Hale Waihona Puke Baidu.5 正四面体
2
4
思考
BF3分子形成过程
2s 2p 激发 2s 2p 正三角形
B的基态 的基态 F B F
激发态
sp2 杂化态