分子的空間構型雜化軌道理論（課堂PPT）

1、.1專題四專題四 分子空間結構與物質(zhì)性質(zhì)分子空間結構與物質(zhì)性質(zhì)第一單元第一單元 分子構型與物質(zhì)的性質(zhì)分子構型與物質(zhì)的性質(zhì)分子的空間構型分子的空間構型.2 C C原子與原子與H H原子結合形成的分子為什么是原子結合形成的分子為什么是CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2或或CHCH3 3？CHCH4 4分子為什么具有分子為什么具有正四面體的空間構型（鍵長、鍵能相同，正四面體的空間構型（鍵長、鍵能相同，鍵角相同為鍵角相同為1091092828）？）？2s 2px 2py 2pzC.3為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，1.雜化軌道理論簡介雜化軌

2、道理論簡介2s2pC的基態(tài)的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)正四面體形正四面體形sp3 雜化態(tài)雜化態(tài)CHHHH10928激發(fā)激發(fā)在同一個原子中在同一個原子中的不同類型的幾個原子的不同類型的幾個原子軌道（軌道（S S、PP）可以相互疊加而組成）可以相互疊加而組成的的的雜化原子軌道的雜化原子軌道雜化軌道理論雜化軌道理論.4sp2 雜化雜化sp 雜化雜化sp3 雜化雜化雜化軌道夾角雜化軌道夾角雜化軌道雜化軌道空間取向空間取向 180 120 109.5 直線直線正四面體正四面體 平面平面 三角形三角形雜化軌道雜化軌道數(shù)目數(shù)目234.52s2pB的基態(tài)的基態(tài)2p2s激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)正三角形正三角形sp2 雜化態(tài)雜

3、化態(tài)BF3分子形成過程分子形成過程BFFF激發(fā)激發(fā)120.6BeCl2分子形成過程分子形成過程激發(fā)激發(fā)2s2pBe基態(tài)基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)雜化雜化直線形直線形sp雜化態(tài)雜化態(tài)鍵合鍵合直線形直線形化合態(tài)化合態(tài)Cl Be Cl180 .7思考題：根據(jù)以下事實總結：如何判斷一思考題：根據(jù)以下事實總結：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？個化合物的中心原子的雜化類型？.8已知：雜化軌道只用于形成已知：雜化軌道只用于形成鍵或者用來容納孤電子對鍵或者用來容納孤電子對雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)0+2=2SP直線形直線形0+3=3SP2平面三角形平面三角形0+4=4SP3正四面體形正四面體形1+3=4SP3

4、三角錐形三角錐形2+2=4SP3V形形代表物代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù) 雜化軌道類型雜化軌道類型 分子結構分子結構CO2CH2OCH4NH3H2O結合上述信息完成下表：結合上述信息完成下表：中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結合的原子數(shù)中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結合的原子數(shù).9請用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔請用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況分子的成鍵情況?用雜化軌道理論解釋苯分子的成鍵情況？用雜化軌道理論解釋苯分子的成鍵情況？.10鞏固練習 題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是類型相同的是 ( ) BCH4與與NH3 CBeCl2與與BF3

5、 DC2H2與與C2H4B.11推斷分子或離子的空間構型的具體步驟：推斷分子或離子的空間構型的具體步驟：確定中心原子的價層電子對數(shù)，確定中心原子的價層電子對數(shù)，以以AXm為例為例 (A中心原子中心原子,X配位原子配位原子) ：原則：原則：A A的價電子數(shù)的價電子數(shù) = =主族序數(shù)；主族序數(shù)；配體配體X：H H和鹵素每個原子各提供一個價電和鹵素每個原子各提供一個價電子子, , ；正離子應減去電荷數(shù)正離子應減去電荷數(shù), ,負離子應加上電荷數(shù)。負離子應加上電荷數(shù)。n=1/2A的價電子數(shù)的價電子數(shù)+X提供的價電子數(shù)提供的價電子數(shù)m 離子電荷數(shù)離子電荷數(shù)( )負負 正正.12確定電子對的空間構型：確定電

6、子對的空間構型：n=2 直線形直線形n=3 平面三角形平面三角形n=4 正四面體正四面體.13確定中心原子的孤對電子對數(shù)，推斷分子確定中心原子的孤對電子對數(shù)，推斷分子的空間構型。的空間構型。 孤對電子孤對電子=0:分子的空間構型分子的空間構型=電子對的空間構型電子對的空間構型2BeHn= (2+2)=2 直線形直線形213BFn= (3+3)=3 平面三角形平面三角形214CHn= (4+4)=4 四面體四面體21例如：例如：.14孤對電子孤對電子0 ：分子的空間構型不同于電：分子的空間構型不同于電子對的空間構型。子對的空間構型。3411 2SnCl2平面三角形平面三角形 V形形NH3四面體四

7、面體 三角錐三角錐H2O四面體四面體 V形形n孤對孤對電子電子電子對的電子對的空間構型空間構型分子的分子的空間構型空間構型例例.15（3）判斷共價分子結構的實例）判斷共價分子結構的實例 例例 1 利用價層電子對互斥理論判斷下列分子和離子的幾何利用價層電子對互斥理論判斷下列分子和離子的幾何 構型。要求寫出價層電子總數(shù)、對數(shù)、電子對構型和分子構型構型。要求寫出價層電子總數(shù)、對數(shù)、電子對構型和分子構型 。 AlCl3 H2S SO32 - NH4 + NO2 解：總數(shù)解：總數(shù) 對數(shù)對數(shù)電子對構型電子對構型 6 8 8 8 5 3 4 4 4 3 三角形三角形 正四面體正四面體 正四面體正四面體 正四

8、面體正四面體 三角形三角形 分子構型分子構型 三角形三角形 V字構型字構型 三角錐三角錐 正四面體正四面體 V字形字形 AlClClClSOOONHHHHNOOSHH.16代表代表物物中心原子中心原子結合的原子數(shù)結合的原子數(shù)分子分子類型類型空間構型空間構型中心原子中心原子無孤對電子無孤對電子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子中心原子有孤對電子有孤對電子H2O2AB2NH33AB3直線形直線形平面三角形平面三角形正四面體正四面體V 形形三角錐形三角錐形小結小結:.17具有相同的通式具有相同的通式ABm，而且價電子總數(shù)和原子數(shù)目，而且價電子總數(shù)和原子數(shù)目相等的分子或離子具有相同的

9、結構特征相等的分子或離子具有相同的結構特征,這個原理稱為這個原理稱為“等電等電子體原理子體原理”。這里的。這里的“結構特征結構特征”的概念既包括分子的立體的概念既包括分子的立體結構，又包括化學鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵結構，又包括化學鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為角為180 或或90 等特定的角度。等特定的角度。（1）CO2、CNS、NO2+、N3具有相同的通式具有相同的通式AX2，價電子總數(shù)價電子總數(shù)16，具有相同的結構，具有相同的結構直線型分子，中心原子上直線型分子，中心原子上沒有孤對電子而取沒有孤對電子而取sp雜化軌道，形成直線形雜化軌道，形成直線形s s-骨架，鍵角

10、為骨架，鍵角為180 。等電子體原理等電子體原理.18（2）CO32、NO3、SO3等離子或分子具有相同的通等離子或分子具有相同的通式式AX3,總價電子數(shù)總價電子數(shù)24，有相同的結構，有相同的結構平面三角形分子平面三角形分子,中中心原子上沒有孤對電子而取心原子上沒有孤對電子而取sp2雜化軌道形成分子的雜化軌道形成分子的s s-骨架。骨架。（3 3）S SO2、O3、NO2等離子或分子，等離子或分子，AX2，18e，中心，中心原子取原子取sp2雜化形式，雜化形式，VSEPR理想模型為平面三角形，中心理想模型為平面三角形，中心原子上有原子上有1對孤對電子對孤對電子(處于分子平面上處于分子平面上)，

11、分子立體結構為，分子立體結構為V型型(或角型、折線型或角型、折線型) 。.19（4）SO42、PO43等離子具有等離子具有AX4的通式的通式,總價電子數(shù)總價電子數(shù)32，中心原子有，中心原子有4個個s s-鍵，故取鍵，故取sp3雜化形式，呈正四面體立雜化形式，呈正四面體立體結構；體結構； （5）PO33、SO32、ClO3等離子具有等離子具有AX3的通式，總的通式，總價電子數(shù)價電子數(shù)26，中心原子有，中心原子有4個個s s-軌道軌道(3個個s s-鍵和鍵和1對占據(jù)對占據(jù)s s-軌軌道的孤對電子道的孤對電子)，VSEPR理想模型為四面體，理想模型為四面體，(不計孤對電不計孤對電子的子的)分子立體結

12、構為三角錐體，中心原子取分子立體結構為三角錐體，中心原子取sp3雜化形式，雜化形式，沒有沒有p-pp p鍵或鍵或p-p大大 鍵，它們的路易斯結構式里的重鍵是鍵，它們的路易斯結構式里的重鍵是d-p大大 鍵。鍵。.201 1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是型相同的是 ( )( )A ACOCO2 2與與SOSO2 2 B BCHCH4 4與與NHNH3 3 C CBeClBeCl2 2與與BFBF3 3 D DC C2 2H H2 2與與C C2 2H H4 4B B.212 2、對對SOSO2 2與與COCO2 2說法正確的是說法正確的是( )( )A.A.都是直線形結構都是直線形結構B.B.中心原子都采取中心原子都采取spsp雜化軌道雜化軌道C.