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杂化轨道理论 C2H4 sp2杂化 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 表示方法 A B 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 形成条件 一个原子提供孤对电子 另一原子提供空轨道 2 配位化合物 简称配合物 又叫络合物 定义 中心离子 或原子 与配体 某些分子或离子 以配位键的形式结合而成的化合物 配位键也一种共价键 配位键与其他共价键虽然形成原因不同 但只要成键的原子相同 其键参数一样 如NH4 描述现象 试写出实验中发生的两个反应的离子方程式 加入极性较小的溶剂 如乙醇 析出深蓝色晶体 Cu NH3 4 SO4 H2O 名称 一水合硫酸四氨合铜或一水合硫酸铜氨 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 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 2 中心原子杂化方式的判断 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 另一方法 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 价电子总数价电子对数 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 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 注意 杂化轨道数 中心原子价层电子对数 键电子对数 孤电子对数 ABn型 n 1 2 a xb 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 分子构型与价层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