高中化学 2.2《分子的立体结构》课件（第二课时） 新人教版选修3.ppt

杂化轨道理论 1 要点 中心原子价电子层电子对 包括 电子对和的孤对电子对 的互相作用 使分子的几何构型总是采取电子对相互的那种构型 即分子尽可能采取对称的空间构型 vsepr模型 成键 未成键 排斥 排斥最小 价层电子对互斥模型 应用 可用来预测分子的立体结构 利用价层电子对互斥理论时 首先要根据原子的最外层电子数 判断中心原子上有没有孤对电子 然后再根据中心原子结合的原子的数目 就可以判断分子的空间构型 直线形 平面三角形 正四面体 v形 三角锥形 价层电子对互斥模型 分析思考 写出c原子电子排布的轨道表示式 并由此推测 ch 分子的c原子有没有可能形成四个共价键 怎样才能形成四个共价键 如果c原子就以 个 轨道和 个 轨道上的单电子 分别与四个 原子的 轨道上的单电子重叠成键 所形成的四个共价键能否完全相同 这与ch 分子的实际情况是否吻合 如何才能使ch 分子中的c原子与四个h原子形成完全等同的四个共价键呢 原子轨道 伸展方向 二 杂化轨道理论 解释分子的立体构型 1 杂化轨道的概念在形成多原子分子的过程中 中心原子的若干能量相近的原子轨道间通过相互的混杂后 形成相同数量的几个能量与形状都相同的新轨道 杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳孤对电子剩余的p轨道可以形成 键 c2h4 sp2杂化 2 杂化轨道的类型 a 中心原子价层电子总数等于中心a的价电子数加上配体b在成键过程中提供的电子数 如ccl44 1 4 8 杂化轨道数 中心原子总价电子数 2 不包括 键 b 氧族元素的原子做中心时 价电子数为6 如h2o或h2s 做配体时 提供电子数为0 如co2 c 处理离子时 要加减与离子价数相当的电子 如po43 5 0 4 3 8 nh4 5 1 4 1 8 3 中心原子杂化方式的判断 4 0 2 2 4 2 0 2 3 4 4 2 4 6 0 2 3 5 3 2 4 6 2 2 4 sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3 直线形 平面三角形 正四面体形 v形 三角锥形 v形 0 2 2 0 3 3 0 4 4 1 2 3 1 3 4 2 2 4 sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3 直线形 平面三角形 正四面体形 v形 三角锥形 v形 练习 用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型 成键情况和分子的空间构型 1 co2 2 h2o 3 hcho 4 hcn 5 so3 配合物理论简介 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 思考 前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关 依据是什么 结论 上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子 可表示为 cu h2o 4 2 在四水合铜离子中 铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的o原子提供孤对电子对给予铜离子 铜离子提供空轨道 铜离子接受水分子的孤对电子形成的 这类 电子对给予 接受键 被称为配位键 1 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 2 配位化合物 中心离子 或原子 与配位体 某些分子或离子 以配位键的形式结合而成的化合物 可用a b表示a表示提供孤对电子的原子 叫电子给予体或配体 常为n o p s 卤素的原子或离子b表示接受电子的原子 叫接受体 一般为过渡金属 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 例题一 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 例题二 下列分子或离子中都存在着配位键的是 a nh3 h2ob nh4 h3o c n2 hclod cu nh3 4 2 pci3 b 由于该离子的颜色极似血液 常被用于电影特技和魔术表演 例题三 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 例题四 下列各种说法中错误的是 a 形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子 b 配位键是一种特殊的共价键 c 配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子 d 共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 d 例题五 写出下列分子的路易斯结构式 是用短线表示键合电子 小黑点表示未键合的价电子的结构式 并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型 并预测分子的几何构型 1 pci3 2 bcl3 3 cs2 4 c12o 实例分析 试分析becl2分子的形成和空间构型 be原子的价层电子排布为2s2 在形成becl2分子的过程中 be原子的1个2s电子被激发到2p空轨道 价层电子排布变为为2s12px1 这2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化 组成夹角为1800的2个能量相同的sp杂化轨道 其形成过程可表示为 理论分析 be原子上的两个sp杂化轨道分别与2个cl原子中含有单电子的3p轨道重叠 形成2个sp p的 键 所以becl2分子的空间构型为直线 实验测定 becl2分子中有2个完全等同的be cl键 键角为1800 分子的空间构型为直线 实例分析 试说明bf3分子的空间构型 bf3分子的中心原子是b 其价层电子排布为2s22px1 在形成bf3分子的过程中 b原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道 价层电子排布为2s12px12py1 1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化 形成夹角均为1200的3个完全等同的sp2杂化轨道 其形成过程可表示为 理论分析 b原子的三个sp2杂化轨道分别与3个f原子含有单电子的2p轨道重叠 形成3个sp2 p的 键 故bf3分子的空间构型是平面三角形 实验测定 bf3分子中有3个完全等同的b f键 键角为1200 分子的空间构型为平面三角形 实例分析 试解释ccl4分子的空间构型 ccl4分子的中心原子是c 其价层电子组态为2s22px12py1 在形成ccl4分子的过程中 c原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道 价层电子组态为2s12px12py12pz1 1个2s轨道和3个2p轨道进行sp3杂化 形成夹角均为109028 的4个完全等同的sp3杂化轨道 其形成过程可表示为 理论分析 c原子的4个sp3杂化轨道分别与4个cl原子含有单电子的2p轨道重叠 形成4个sp3 p的 键 故ccl4分子的空间构型是正四面体 实验测定 ccl4分子中有四个完全等同的c cl键 其分子的空间构型为正四面体 作业 1 整理学案 2 完成课后习题 1 中心价层电子的总数和对数a 中心原子价层电子总数等于中心a的价电子数加上配体b在成键过程中提供的电子数 如ccl44 1 4 8 1 确定中心原子价层电子对数 b 氧族元素的原子做中心时 价电子数为6 如h2o或h2s 做配体时 提供电子数为0 如在co2中 c 处理离子时 要加减与离子价数相当的电子 如po43 5 0 4 3 8 nh4 5 1 4 1 8 d 总数除以2 得电子对的对数 总数为奇数时 商进位 例如总数为9 则对数为5 2 用 vsepr模型 推断分子或离子空间构型的步骤 例 价电子数价电子对数 nh4 n 5 4 1 8 ccl4n 8 no2n 5 icl2 n 10 ocl2n 8 po43 n 5 3 8 4 4 4 3 5 4 只有一种角度 120 只有一种角度 109 28 2 电子对数和电子对空间构型的关系电子对相互排斥 在空间达到平衡取向 2对电子直线形 3 分子构型与电子对空间构型的关系若配体的个数n和电子对数m相一致 则分子构型和电子对空间构型一致 这时 各电子对均为成键电子对 当配体数n小于电子对数m时 一部分电子对属于成键电对 其数目等于n 另一部分电子对成为孤电子对 其数目等于m n 确定出孤对电子的位置 分子构型才能确定 电子对数配体数孤电子对数电子对构型分子构型 m n m n 321三角形 v 字形 对于分子中有双键 叁键等多重键时 使用价层电子对理论判断其分子构型时 双键的两对电子和叁键的三对电子只能作为一对电子来处理 或者说在确定中心