杂化理论和分子空间构型.ppt
,第2节 共价键与分子的空间构型,青开一中 朱晓辉,CH4,CH3CH2OH,CH3COOH,C6H6,C8H8,CH3OH,C60,C20,C40,C70,碳原子:,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论,由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。,一、杂化轨道理论1、SP3杂化,为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点。,四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3键，形成一个正四面体构型的分子。,2.sp2杂化,一个s轨道和二个p轨道杂化,产生三个等同的sp2杂化轨道,sp2杂化轨道间夹角120，呈平面三角形。,sp2杂化轨道示意图,BF3分子的结构示意图,3.sp杂化,进行sp杂化时，两个杂化轨道之间的夹角为180。因此由sp杂化轨道构成的分子具有直线形的构型。,sp杂化轨道示意图,BeCl2分子结构示意图,【小结一】SP型的三种杂化,小结1：sp型的三种杂化,乙烯分子中键的形成,sp2杂化轨道,sp杂化轨道,两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp 键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个sp-s键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的P-P键，形成乙炔分子。,大 键（离域键）C6H6,思考：1、运用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔、苯、石墨和金刚石中C原子的杂化方式。,石墨的结构图,金刚石的结构图,小结二：含碳物质（有机物、石墨、金刚石等）中碳原子的杂化方式,NH3 的空间构型,4、几种常见分子中心原子杂化类型（NH3、H2O）,0 0 0 1 2,几种常见的杂化轨道类型,【小结三】中心原子杂化类型的判断方法 1.看中心原子有没有形成双键或三键，如果有 1个三键，则其中有2个键，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个键，形成的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。注意：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子，不会用于形成键。反之键的形成不需杂化轨道 2、根据价层电子对互斥模型判断,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。,1、价层电子对互斥理论（VSEPR法）,二、确定分子空间构型的简易方法：,2、利用价层电子对互斥理论预测ABn型分子或离子的空间构型的步骤如下：（1）.确定ABm中心原子（A）的价层电子对数n,其中，中心原子的价电子数为中心原子的最外层电子数，例如：B：3，C：4，N：5，O：6，X：7，稀有气体：8配位原子提供电子数的计算方法：H、卤素只提供1个共用电子；在形成共价键时，作为配体的氧族可以认为不提供共用电子；当氧族原子作为中心原子时,则可以认为提供6电子 在ABm分子中A与B之间存在共价双键和共价三键当作一对共用电子对来分析。如CO2为直线型。离子的空间构型也符合此理论离子的价电子对数计算：要注意加减离子所带电荷数 例如：SO42-价电子对数=(6+0+2)/2=4,中心原子的价层电子对的排布和 ABn 型共价分子的构型,2,3,平面三角形,2 0 AB2,直线形BeCl2,3 0 AB3,2 1 AB2,价,层,电,子,对,数,平面三角形 BF3,角形,PbCl2,方式,4,四面体,4 0 AB4,3 1 AB3,2 2 AB2,正四面体 CH4,三角锥形 NH3,角形,H2O,【练习】应用VSEPR理论判断下表中分子或离子ABm的构型。进一步认识多原子分子或离子的立体结构。,【练习】应用VSEPR理论判断下表中分子或离子ABm的构型。进一步认识多原子分子或离子的立体结构。,1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4,B,课堂练习,2、对SO2与CO2说法正确的是()A.都是直线形结构B.中心原子都采取sp杂化轨道C.S原子和C原子上都没有孤对电子D.SO2为V形结构，CO2为直线形结构,D,课堂练习,谢谢！,三.等电子原理,具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的空间结构。,符合等电子原理的分子或离子互为等电子体。,等电子原理的某些应用：（1）判断一些简单分子或离子的立体构型：等电子体一般有相同的立体构型。（2）制造新材料方面的应用。,等电子体有相似的性质。,练习1、根据等电子原理，判断下列各组分子属于等电子体的是（）A、H2O、H2S B、HF、NH3 C、CO、CO2 D、NO2、SO2,A,练习2、在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有：、。,3个原子,H HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl Ar,O3,各原子最外层电子数之和为18,SO2,
