高二化学分子的立体结构2.ppt

第二节分子的立体结构 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109 28 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 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 sp杂化 两个sp杂化轨道 其他例子 CO2 HC CH BeCl2分子的形成 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C C 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C H 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C C 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 BF3分子的形成 BCl3 CO32 NO3 H2C O SO3 烯烃 C C 结构中的中心原子都是以sp2杂化的 以sp2杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp2 骨架的未参与杂化的p轨道 如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠 并填入电子 就会形成 键 如 乙烯H2C CH2 甲醛H2C O 石墨 苯中碳原子也是以sp2杂化的 乙烯中的 在轨道杂化时 有一个 轨道未参与杂化 只是 的 s与两个 p轨道发生杂化 形成三个相同的sp2杂化轨道 三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点 未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面 杂化轨道间夹角为120 的sp2杂化 小结 s p型的三种杂化比较 杂化轨道数 中心原子孤对电子对数 中心原子结合的原子数 例1 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 A CO2与SO2B CH4与NH3C BeCl2与BF3D C2H2与C2H4 B 例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 课堂练