3.22分子立体构型.doc

一. 形形色色的分子分子结构的测定：物理方法之一是红外光谱法红外光谱法测分子结构：红外光谱仪吸收峰分析物理方法之二是质谱仪。质谱仪是测量相对质量与其电荷比，简称质荷比。PS：最大质荷比等于相对分子质量质荷比为92的特殊原子团是失去一个氢原子的甲苯正离子二. 价层电子对互斥理论价层电子对是指分子中的中心原子的电子对，包括西格玛键电子对和中心原子上的孤电子对。理论重点：原子周围的价电子对之间存在斥力，它们倾向于相互远离以减少这种斥力使分子采取某种稳定的结构。因此，价层电子对尽可能彼此远离，使得斥力最小，能量最低.价层电子对通常采取对称分布.分子或离子的空间构型取决于中心原子周围的价层电子对数中心原子周围的价层电子对数的计算1. 价层电子对数=西格玛键电子对数+孤电子对数西格玛键电子对数=西格玛键个数=与中心原子结合的原子数PS：配位原子是指与中心原子结合的原子孤电子对数=1/2价电子数配位数配位原子最多能接受的电子数）PS：公式中的价电子数针对分子来说，若是阳离子，则是价电子数减去离子的电荷数；对于阴离子，则是价电子数加上离子的电荷数2. 中心原子价层电子数=价电子数+配位原子数配位原子提供的成键电子数 2此公式的特例：氧和硫作为配位原子，看做不提供成键电子分子立体构型的预测：先确定中心原子的价层电子对数确定含孤电子对的VSEPR模型的立体结构略去孤电子对当中心原子无孤电子对，则分子立体构型与VSEPR模型相同例：氨分子的立体构型预测水分子立体构型预测三. 杂化轨道理论简介鲍林提出杂化轨道理论简介来补充价键理论的不足解释了分子的立体结构杂化轨道理论中，杂化是指原子内部能量相近的原子轨道在外界条件影响下重新组合的过程。杂化轨道则是原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道杂化轨道的类型有SP杂化，SP2杂化以及SP3杂化等，杂化的结果是重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道杂化轨道的范围：容纳西格玛键电子和孤对电子杂化理论的要点：形成分子时，每一原子中能量相近的轨道发生重组杂化前后，轨道数目守恒，能量趋于平均话，杂化轨道对称性增加，利于成键原子利用杂化轨道与其他原子轨道重叠形成共价键以甲烷为例，介绍杂化过程：碳原子的2S轨道与三个2P轨道进行组合成4个只带1个电子的轨道（电子的自旋方向当然相同），为了使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甲烷中由1个S轨道和3个P轨道杂化成四个完全相同的轨道后，1个来自S轨道，3个来自P轨道，故称为SP3杂化轨道一般地，多少个原子轨道发生杂化就能形成多少个杂化轨道；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头可使电子云重叠程度更大，故杂化轨道增强了成键能力杂化轨道在空间取最大夹角分布，使排斥最小，成键较稳定杂化轨道的应用范围：只用于形成西格玛键或用来容纳未参加成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可形成键 即：杂化轨道数=西格玛数+孤电子对数=价电子对数判断杂化种类的简便方法：中心原子存在三键，则有2个键，用去了2个P轨道，形成的是SP杂化；如果形成的有一个双键则其中有一个键，形成的是SP2杂化如果形成的全部是单键，则形成的是SP3杂化没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，一堆孤电子对占据一个杂化轨道综上，A.SP杂化会形成2个SP杂化轨道，形状一头大，一头小，夹角180，呈直线型B.SP2杂化，1个S轨道与2个P轨道会杂化形成3个SP2杂化轨道，形状一头大一头小，轨道间夹角120，平面三角形C.1个S轨道与3个p轨道进行的杂化会形成4个SP3杂化轨道，也为一头大一头小，夹角为109.5，构型为正四面体型四. 配位化合物配位键：共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成的共价键叫配位键，是一种特殊的共价键。用AB表示：A表示孤对电子给予体，B为接受电子的原子叫接受体配位化合物，简称配合物（旧称络合物），通常是由中心离子或原子与配位体（某些分子或阴离子）以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子形成配位键的条件：一个原子提供孤对电子，另一原子提供空轨道配合物的组成：以【Cu（NH3）4】SO4为例，铜离子为中心离子，氨分子为配位体，括号的角标4是配位数，硫酸根代表外界，中括号代表内界配离子关于中心离子（或原子）又叫形成体，形成体需要有空的电子轨道。主要是A.一些过渡金属，B.具有高氧化态的非金属元素或是C.不带电荷的中性原子（如四羰基镍）D.碱金属和碱土金属等可作为螯合物的形成体关于配位体和配位原子，配位原子是直接与形成体相连的原子，配位体分单齿配位体和多齿配位体A. 单齿配位体：一个配位体中只有一个配位原子。如氨气，硫氰根，氟离子，氢氰根B. 多齿配位体：有两个或两个以上的配位原子。如乙二胺，简称en含有多齿配位体的配合物称为螯合物关于配位数，是与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数，如铜氨溶液中配位数为4。规律：中心离子的电荷越高，对配位体的吸引力较强，形成配位数较高的配合物中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，配位数越大关于配离子的电荷：配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和此外，当中心原子不带电时，只有内界，称为内配盐配位键的强度有大有小，当遇上配合能力更强的配体时，由一种配离子可能会转变成另一种更稳定的配离子，即“易配合转变成更易配合”。例如，一硫氰合亚铁与氟离子反应生成六氟合铁离子，溶液由血红变无色配位化合物的命名：配位数+配位体名称+合（字）+中心离子（罗马数字表示价态）用二，三，四等数字表示配位体数。不同配体名之间用圆点分开，阴离子次序：简单离子，再复杂离子再有机酸根离子中性分子次序为氨分子，水分子，最后是有机分子举例:配合物的性质：晶体，气态或溶液中配离子的存在状态不变化，配合物内外界为离子键完全电离配合物具有同分异构现象配合物具有稳定性，配位键越强，配合物越稳定，配位原子电负性越大或配位体的碱性越强，配合物越不稳定配离子在改变条件时可能被破坏，如加强热，形成沉淀或氧化还原剂，酸碱液）配合物的应用：生命体上，叶绿素、血红蛋白、酶（含锌配合物），维生素B12等均有配位键在医药中合成抗癌药物配合物与生物固氮、固氮酶在生产生活中的应用（王水溶金、照片定影、电解氧化铝的冰晶石六氟合铝化三钠，热水瓶胆镀银）附：电子对的排斥力存在差异：孤电子对-孤电子对孤电子对-西格玛键西格玛-西格玛乙烯分子中，以一个碳原子为例，有一个P轨道未参与杂化而是与另外一个碳原子形成键，只是它的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成三个相同的2p2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三