人教版化学选修3《分子的立体结构》(第2课时).ppt

第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构 （第二课时）（第二课时） 思考： 价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构 形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲 烷中四个C-H的键长、键能相同及H-C-H的键角为 10928。因为按照我们已经学过的价键理论，甲 烷的4个C-H单键都应该是键，然而，碳原子的4 个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形 的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠 ，不可能得到四面体构型的甲烷分子。 这是为什么呢？ 三、杂化理论： 1.在形成分子时，每一原子中能量相近能量相近的“轨道”会 发生重组，形成新的原子轨道，这个过程称“杂化” ，新的原子轨道称“杂化轨道”。 2.杂化前后原子“轨道”总数不变，但能量趋于平均 化，“杂化轨道”的对称性更高，杂化后轨道伸展方 向，形状发生改变，更有利于成键。 3.原子可用“杂化轨道”与其它原子的轨道（或“杂 化轨道”）重叠形成共价键。 为了补充了价键理论的不足，鲍林(Pauling)在价键理 论基础上提出了“杂化”假设。 sp3 CH4分子（sp3杂化） 三、杂化轨道理论简介 （2）要点： （1）sp3杂化 1个S轨 道和3个 P轨道 基态 原子 激发态 原子 4个相同的 SP3杂化轨道 混杂 三、杂化轨道理论简介 除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂 化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道由 1个s轨道和2个p轨道杂化而得。 2. sp杂化：同一原子中1个s轨道与1个p轨道 杂化形成2个sp杂化轨道。每个杂化轨道的s 成分为1/2，p成分为1/2，杂化轨道之间的夹 角为180度。 例：4Be 2s 2p sp杂化 sp 2p 两个sp杂化轨道 其他例子： CO2、HCCH 1）sp杂化 乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。 两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成CC 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CH 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CC键，形 成乙炔分子。 2）空间结构是直线型： 三个键在一条直线上。 3.sp2杂化：一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2 杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/3，p成分为2/3 ，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成 120 例：BF3中B的电子构型:1s22s22p1 sp2杂化 + 小结：s-p型的三种杂化比较 杂杂 化 类类 型 spSp2sp3 参与杂杂化的 原子轨轨道 1个 s + 1个p1个s + 2个p1个s + 3个p 杂杂 化 轨轨 道 数 2个sp杂杂化轨轨道 3个sp2杂杂化 轨轨道 4个sp3杂杂化轨轨 道 杂杂化轨轨道 间夹间夹 角 180012001090 28 空 间间 构 型 直 线线正三角形正四面体 实实 例BeCl2 , C2H2BF3 , C2H4CH4 , CCl4 杂化轨道数= 0+2=2sp直线形 0+3=3sp2平面三角形 0+4=4sp3正四面体形 1+2=3sp2V形 1+3=4sp3三角锥形 2+2=4sp3V形 代表物杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 结合上述信息完成下表： 中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数 例例1 1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类：下列分子中的中心原子杂化轨道的类 型相同的是型相同的是 ( )( ) A ACOCO 2 2 与与SOSO 2 2 B BCHCH 4 4 与与NHNH 3 3 C CBeClBeCl 2 2 与与BFBF 3 3 D DC C 2 2 HH 2 2 与与C C 2 2 HH 4 4 B B 例例2 2：对：对SOSO 2 2 与与COCO 2 2 说法正确的是说法正确的是( )( ) A A都是直线形结构都是直线形结构 B B中心原子都采取中心原子都采取spsp杂化轨道杂化轨道 C C S S原子和原子和C C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D D SOSO 2 2 为为V V形结构，形结构， COCO 2 2 为直线形结构为直线形结构 D D 例例3 3：写出下列分子的中心原子可能采用：写出下列分子的中心原子可能采用 的杂化轨道类型，并预测分子的几何构的