分子的立體結(jié)構(gòu)

分子的立體結(jié)構(gòu)（第二課時）第一頁，共二十八頁。

用價層電子對互斥理論推測下列分子的空間構(gòu)型：①BeCl2

②PO43－

③NO3－

④PCl3⑤NO2－

⑥

O3

⑦

CHCl3【例1】?①直線形②正四面體③平面三角形④三角錐形⑤

V形⑥V形⑦四面體第二頁，共二十八頁。按照我們已經(jīng)學(xué)過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子，這是為什么？CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論引課第三頁，共二十八頁。sp3C：2s22p2

由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為

sp3雜化軌道。為了四個雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?第四頁，共二十八頁。

四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’第五頁，共二十八頁。三、雜化理論簡介1.概念：在形成分子時，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。?用于形成σ鍵或容納孤對電子第六頁，共二十八頁。三、雜化理論簡介（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間排布式盡可能遠(yuǎn)離采用對稱結(jié)構(gòu)；2.要點：（1）軌道能量要相近（同一能級組或相近能級組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變；但形狀和方向發(fā)生改變，在成鍵時更有利于軌道間的重疊；第七頁，共二十八頁。sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2s

軌道和1/2p

軌道的成分兩個軌道間的夾角為180°，呈直線型

sp

雜化：1個s

軌道與1個p

軌道進(jìn)行的雜化,形成2個sp雜化軌道。第八頁，共二十八頁。sp雜化

基態(tài)激發(fā)雜化激發(fā)態(tài)2s2p以C原子為例1個s軌道和1個p軌道雜化形成2個sp雜化軌道構(gòu)型180°

直線型剩下的兩個未參與雜化的p軌道用于形成π鍵

2個sp雜化軌道可形成2個σ鍵價層電子對數(shù)為2的中心原子采用sp雜化方式第九頁，共二十八頁。sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°

每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個s軌道與2個p軌道進(jìn)行的雜化,

形成3個sp2雜化軌道。第十頁，共二十八頁。sp2雜化

基態(tài)激發(fā)雜化激發(fā)態(tài)2s2p以C原子為例1個s軌道和2個p軌道雜化形成3個sp2雜化軌道構(gòu)型120°

正三角型剩下的一個未參與雜化的p軌道用于形成π鍵

3個sp2雜化軌道可形成3個σ鍵價層電子對數(shù)為3的中心原子采用sp2雜化方式第十一頁，共二十八頁。sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：1個s軌道與3個p軌道進(jìn)行的雜化,形成4個sp3雜化軌道。

每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分每兩個軌道間的夾角為109.5°，

空間構(gòu)型為正四面體型第十二頁，共二十八頁。sp3雜化

基態(tài)激發(fā)雜化激發(fā)態(tài)2s2p以C原子為例--CH4分子的形成1個s軌道和3個p軌道雜化形成4個sp3雜化軌道構(gòu)型109°28′

正四面體型4個sp3雜化軌可形成4個σ鍵價層電子對數(shù)為4的中心原子采用sp3雜化方式第十三頁，共二十八頁。H2O原子軌道雜化O原子：2s22p4有2個單電子，可形成2個共價鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是90°，Why?2s2p2

對孤對電子雜化第十四頁，共二十八頁。排斥力：孤電子對-孤電子對>孤電子對-成鍵電子對>成鍵電子對-成鍵電子對第十五頁，共二十八頁。4.雜化類型判斷：

因為雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對

雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)4.雜化類型判斷：故有第十六頁，共二十八頁。代表物

雜化軌道數(shù)

雜化軌道類型

分子結(jié)構(gòu)

CH2O

CH4

SO2

H2O

NH3

正四面體V形三角錐形CO20+2=2sp20+4=42+2=40+3=31+2=31+3=4spsp3sp3sp2sp3直線形平面三角形V形第十七頁，共二十八頁。例1：計算下列分子或離子中的價電子對數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)價電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對空間構(gòu)型軌道夾角分子空間構(gòu)型鍵角氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體180°180°120°109.3°直線形直線形平面三角形正四面體V形三角錐形180°180°120°109.3°109.3°104.5°107.2°107.2°課堂練習(xí)第十八頁，共二十八頁?！疽?guī)律方法】判斷分子的中心原子雜化軌道類型的方法(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷①若雜化軌道在空間的分布為正四面體或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。小結(jié)：第十九頁，共二十八頁。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)第二十頁，共二十八頁。例2：對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)

B．中心原子都采取sp雜化軌道

C．S原子和C原子上都沒有孤對電子

D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D第二十一頁，共二十八頁。練習(xí)：氨氣分子的立體構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為(

)A．兩種分子的中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2型雜化，而CH4是sp3型雜化B．NH3分子中N原子形成3個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個雜化軌道C．NH3分子中有一對未成鍵的孤電子對，它對成鍵電子的排斥作用較強D．氨氣分子是4原子化合物，甲烷為5原子化合物C第二十二頁，共二十八頁。試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論第二十三頁，共二十八頁。C原子在形成乙烯分子時，2s軌道與2個2p軌道sp2雜化，每個C原子的2個sp2雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2個相同的σ鍵，各自剩余的1個sp2雜化軌道相互形成一個σ鍵，各自沒有雜化的l個2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成。第二十四頁，共二十八頁。C原子在形成乙炔分子時發(fā)生sp雜化，兩個碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個sp雜化軌道相互形成1個σ鍵，兩個碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。第二十五頁，共二十八頁。大π鍵C6H6sp2雜化第二十六頁，共二十八頁。1、關(guān)于原子軌道的說法正確的是(

)A．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構(gòu)型都是正四面體形B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的C．sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道D．凡