分子的立体结构ppt课件

O HH
H O＝C
H
N H HH
H C H HH
分子的立体模型
P4
P4O6
P4O10
C60
椅式C6H12
船式C6H12
C10H16
S8
SF6
B12
二、价层电子对互斥理论
价层电子对互斥理论（VSEPR）认为，分子的立体构型 是“价层电子对”相互排斥的结果。
价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ键电子对和 中心原子上的孤电子对。
Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝Cu(NH3)42+＋2OH-＋4H2O
析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+
Cu(NH3)42+的结构如下：
↓NH3
2+
H3N→C↑u←NH3
NH3
实验2-3
向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾（KSCN） 溶液，观察并记录现象。
在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的 原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨 道的杂化。杂化以后的轨道称为杂化轨道。
杂化轨道与形成它的原子轨道形状不同，但成键能力强。
杂化轨道与形成它的原子轨道的总数相同。
由1个s轨道和3个p轨道杂化成的轨道称为sp3杂化轨道。 共4个轨道。 由1个s轨道和2个p轨道杂化成的轨道称为sp2杂化轨道。 共3个轨道。 由1个s轨道和1个p轨道杂化成的轨道称为sp杂化轨道。 共2 个轨道。
1
H2O O 6 2 1
2
CO2 C 4 2 2
0
SO3 S 6 3 2
0
4
4
3
4
2
4
2
2
3
3
离子
中心 原子
a
x
b
中心原子上 σ键 价层 的孤电子对 电子对 电子对
NH4+ N 4 4 1
0
CO32- C 6 3 2
0
4
4
3
3
NO3- N 6 3 2
0
SO32- S 8 3 2
1
3
3
3
4
离子中，中心原子上的价电子数：
配位键的强度有大胡小，因而有的配合物很稳定， 有的很不稳定。许多过渡金属离子对多种配体具有 很强的结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金 属配合物多。
以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
配位键的表示方法：A→B 其中A提供孤对电子，B提供空轨道
H2↓O
2+
H2O→C↑u←OH2
H2O
实验2-2
向盛有硫酸铜溶液的试管中逐滴加入氨水，直至过量，再 加入极性较小的溶剂（乙醇），观察并记录现象。
生成蓝色沉淀 Cu2+＋2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓＋2NH4+ 沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液
VSEPR模 型名称
立体构 型名称
实例
n＝2 2
0
n＝2 2
1
n＝2 2
2
2
直线形 直线形 CO2
3 平面三角形 V形 SO2
4
正四面体形 V形 H2O
n＝3 3
0
3
平Biblioteka Baidu三角形
平面 三角形
SO3
n＝3 3
1
4
正四面体形
三角 锥形
NH3
n＝4 4
0
4
正四面体形 正四面 体形
CH4
三、杂化轨道理论简介
σ键电子对＝中心原子所连原子数
孤电子对＝
1 2
(a－xb)
a为中心原子的价电子数；
x为中心原子结合的原子数；
b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数，即 (8－该原子的价电子数)（H为2－1＝1）
分子
中心 原子
a
x
b
中心原子上 σ键 价层 的孤电子对 电子对 电子对
CH4 C 4 4 1
0
NH3 N 5 3 1
分子的立体构型
一、形形色色的分子
共价键具有方向性，分子中原子之间存在一定的键 角，这就导致了分子具有一定的几何特性，也就是 “分子的立体构型”。
三原子分子： 直线形和V形 四原子分子： 平面三角形和三角锥形 五原子分子： 正四面体形
化学式 CO2 H2O
CH2O NH3 CH4
结构式 O＝C＝O
4 正四面体形 三角锥形 sp3杂化
4 正四面体形正四面体形 sp3杂化
ABn
n＝2 n＝2 n＝2 n＝3 n＝3 n＝4
A中σ键 电子对
2
2 2 3 3 4
A中孤 电子对
0 1 2 0 1 0
A中价层 VSEPR模 立体构 杂化 电子对 型名称 型名称 类型
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
[Cu(H2O)4]2+的形成：
Cu2+的原子轨道（部分）：
3d
4s
4p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
.. H2O的电子式：H :O.. :
H
Cu2+存在空轨道，水分子中存在孤对电子；
水分子中的孤对电子进入Cu2+的空轨道中；
这类“电子对给予－接受键”称为配位键。
提供空轨道的离子或原子称为中心离子或原子；提供孤对 电子的分子或离子称为配体，配体的数目称为配位数。
σ键电子对：原子之间共用的一对电子
孤电子对：原子中未与其它原子共用的一对电子
.. H :O.. :
H
O为中心原子，周围的四对电子为价层电子对； 其中H与O共用的电子对为σ键电子对，未与其 它原子共用的电子对为孤电子对。
价层电子对排斥力大小：
孤对电子对－孤对电子对＞孤对电子对－σ键电子对 ＞σ键电子对－σ键电子对
VSEPR模型与价层电子对有关，分子或离子的 立体构型与σ键电子对有关。
VSEPR模型相同，分子或离子的立体构型不一定相同。
σ键电子对和孤电子对之间的排斥力大小不同，所以 VSEPR模型相同的分子或离子的立体构型中，键角的 大小也不一定相同。
VSEPR模型与立体构型
价层 σ键
孤
VSEPR
电子对 电子对 电子对 模型名称
3
sp3杂化
4
sp3杂化
四、配合物理论简介
实验2-1 将下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象。
固体 CuSO4 CuCl2·2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr
固体 颜色
白色
绿色
深褐色 白色 白色 白色
溶液 颜色
天蓝色
天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
上述实验中呈天蓝色的物质的溶液中含有水合铜离子： [Cu(H2O)4]2+
电子对 电子对 电子对 模型名称 名称
类型
CO2 2 SO2 2 H2O 2 SO3 3 NH3 3 CH4 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
1
3 平面三角形 V形 sp2杂化
2
4 正四面体形 V形 sp3杂化
0
3 平面三角形 平面三角形 sp2杂化
1
4 正四面体形 三角锥形 sp3杂化
0
4 正四面体形 正四面体形 sp3杂化
2
2
0
直线形
立体 构型名称
直线形
键角 180°
3
3
0 平面三角形 平面三角形 120°
3
2
1 平面三角形 V形 小于120°
4
4
0 正四面体形 正四面体形 109°28′
4
3
1 正四面体形 三角锥形 小于
4
2
2 正四面体形 V形 109°28′
ABn
A中σ键 A中孤 A中价层 电子对 电子对 电子对
杂化轨道只用于形成σ键或者容纳孤电子对，不能形成π键。
sp3杂化轨道。轨道之 间的夹角为109°28′
sp2杂化轨道。轨道 未杂化的p轨道。 之间的夹角为120° 用于形成π键。
sp杂化轨道。轨道 未杂化的p轨道。 之间的夹角为180° 用于形成π键。
VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化轨道
杂化类型与价层电子对数相关。
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化 电子对 电子对 电子对 模型名称 名称 轨道类型
BO2-
2
0
NO2- 2
1
ClO2- 2
2
NO3- 3
0
SO32-
3
1
NH4+ 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化
3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化 3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
4 正四面体形 三角锥形 sp3杂化
4 正四面体形正四面体形sp3杂化
σ键 孤 价层 杂化 电子对 电子对 电子对 轨道类型
C2H6 4
0
C2H4 3
0
C2H2 2
0
N2H4 3
1
H2O2 2
2
4
sp3杂化
3
sp2杂化
2
sp杂化
生成血红色溶液 Fe3+＋3SCN-＝[Fe(SCN)n]3－n 血红色溶液是由于存在[Fe(SCN)n]3－n
用于鉴定溶液中的Fe3+ 。
配位键广泛存在于分子或离子中，如NH4+、H3O+、 Ag(NH3)2OH（银氨溶液）、Na3AlF6（六氟合铝酸 钠、冰晶石）、K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾、赤血盐）、 H2SO4等。
阳离子：原子的价电子数－离子的电荷数
阴离子：原子的价电子数＋离子的电荷数
价层电子对模型（VSEPR模型）名称：
价层电子对数＝2：直线形，电子对之间的夹角为180° 价层电子对数＝3：平面三角形，电子对之间的夹角为120° 价层电子对数＝4：正四面体形，电子对之间的夹角为109°28′
略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便可得 到分子或离子的立体构型。