共价键与分子的空间构型PPT课件(上课用)

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109ْ 28’
正三角形 正四面体

例 BeCl2 , C2H2 BF3 , C2H4 CH4 , CCl4
练习: 用杂化轨道理论分析下列物质的杂化
类型、成键情况和分子的空间构型。 (1)CO2 (2)H2O (3)HCHO (4)HCN (5)SO3
二、手性
观察一下两组图片,有何特征?
一对分子,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 间无论如何旋转不能重叠,这对分子互称手 性异构体。有手性异构体的分子称为手性分 子。中心原子称为手性原子。
..
.. C. .l
.. O. .
.. C. I.
..
SP 直线形 SP3 V形
小结:杂化轨道的类型
杂化 类型
参与杂化的 原子轨道
杂化 轨道数
杂化轨道 间夹角
空间 构型
spБайду номын сангаас
1s + 1p 2个sp
杂化轨道 180ْ
直线
sp2
sp3
1s + 2p
3个sp2 杂化轨道
120ْ
1s + 3p
4个sp3 杂化轨道
它的要点是:当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时, 碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂,混杂时保持 轨道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化 轨道,夹角109 28 ′,表示这4个轨道是由1个s轨道 和3个p轨道杂化形成的如下图所示:
2s
2p
激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
H
C
H
H
含有两个手性碳原子的是________.
A.乳酸
CH
—CHOH—COOH
3
B.甘油 CH2OH —CHOH— CH2OH
C.脱氧核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CHO
型相同的是 ( B)
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4
课堂练习
2、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。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2
3、写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。
(1)PCI3
sp3
C-C
sp2
C=C
sp
C≡C
看中心原子有没有形成双键或叁键,如果有1 个叁键,则其中有2个π键,用去了2个p轨道, 形成的是sp杂化;如果有1个双键则其中有1 个π键,形成的是sp2杂化;如果全部是单键, 则形成的是sp3杂化。
已知:杂化轨道只用于形成σ键或者用来容 纳孤对电子
杂化轨道数=中心原子孤对电子对数 +中心原子结合的原子数
<杂化轨道理论>
➢杂化是发生在分子形成时,孤立原子不发生;只有 能量相近的原子轨道才发生杂化。 ➢ 杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠。
➢杂化结果:重新分配能量和空间方向,组成 数目相等成键能力更强的原子轨道
Sp3杂化
2p
2p
2s
激发 2s
C的基态 H
激发态
C
109°28’
H
H
H
正四面体形 sp3 杂化态
H
激发态
109°28’
sp3 杂化态
1、杂化轨道的概念 在外界条件影响下,原子内部能量相近 的原子轨道重新组合,形成相同数量的 几个能量与形状都相同的新轨道。
※杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对 电子, 剩余的p轨道可以形成π键
<杂化轨道理论>
基本要点: ➢ 在形成分子时,由于原子的相互影响,某个原子 的若干个不同类型、能量相近的原子轨道重新组合 成若干个新轨道。这种轨道重新组合的过程称为杂 化,所形成的新轨道称为杂化轨道。 ➢ 杂化前后轨道数目不变。 ➢ 杂化后轨道伸展方向,形状发生改变。
★杂化轨道数 中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数
代表物 杂化轨道数 杂化轨道 分子结构 类型
CO2
0+2=2
SP
直线形
CH2O 0+3=3
SP2
平面三角形
CH4
0+4=4
SP3
正四面体形
NH3 H2O
1+3=4 2+2=4
SP3
三角锥形
SP3
V形
课堂练习
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类
(2)BCl3
(3)CS2
(4) C12O
解析: (1) PCI3:
..
.. C. I.
.. P
.. C. I.
..
SP3 三角锥形
.. ..
.. ..
C. I.
.. CI
(2)BCl3 :
..
.. C. .l
B
.. C. I.
..
SP2
平面三角形
(3)CS2 :
.. S. .
=C
=S.. ..
(4) C12O:
乳酸分子CH3CH(OH)COOH有以下两种异 构体:
图片
具有手性的有机物,是因为含有手性碳原子 造成的。 如果一个碳原子所联结的四个原子或原子团
各不相同,那么该碳原子称为手性碳原子,
记作﹡C 。
注意:也有一些手性物质没有手性碳原子
具有手性碳原子的有机物具有光学活性.
(1)下列分子中,没有光学活性的是______,
CH2O
P4 NH3
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
思考:
同为三原子分子,CO2 和 H2O 分子的空间 结构却不同,为什么?
同为四原子分子,CH2O与 NH3 分子的空间 结构也不同,为什么?
一、一些典型分子的空间构型
分析思考:
1、写出C原子电子排布的轨道表示式,并由此 推测:CH4分子的C原子有没有可能形成四个 共价键?怎样才能形成四个共价键?
共价键
σ键 成键方式“头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式“肩并肩”,呈镜像对 称
键参数
衡量共价键的稳定性
描述分子的立体结构的重要因 键角 素
化学 式
H2O CO2 NH3 CCl4 C2H4 C2H2
电子 式
结构 共价键 立体结 键角 式 类型 构
一、形形色色的分子
O2
HCl
H2O
CO2
C2H2
2、如果C原子就以1个2S轨道和3个2P 轨道上的单电子,分别与四个H原子的1S轨 道上的单电子重叠成键,所形成的四个共价键 能否完全相同?这与CH4分子的实际情况是 否吻合?
如何才能使CH4分子中的 原子轨道?
C原子与四个H原子形成完 全等同的四个共价键呢?
伸展方向?
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论,
Sp3杂化
碳的sp2杂化轨道
sp2 杂 化 : 三 个 夹 角 为 120° 的 平 面 三角形杂化轨道。
Sp2杂化
Sp2杂化
C2H4
Sp杂化
碳的sp杂化轨道
乙炔的成键
sp杂化:夹角为180°的直线形杂化轨道。
大π 键
C6H6 Sp2杂化
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?
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