高中化学分子的空间构型课件苏教版选修3.pptVIP

问题 键角 co2 h2o nh3 ch4 为什么会有不同键角呢 碳的电子排布式2s22p2只有2个未成对电子应用共价键原理应该只能形成两个键 键角应该90 却为4个一样的键 键角都为109 5 为什么呢 180 104 5 107 5 109 5 实验测得ch4的立体构型为正四面体 tetrahedral 若认为ch4分子里的中心原子碳的4个价电子层原子轨道 2s和2px 2py 2pz分别跟4个氢原子的1s原子轨道重叠形成 键 无法解释甲烷的4个c h键是等同的 因为碳原子的3个2p轨道是相互正交的 90 夹角 而2s轨道是球形的 c 1s22s22px12py12pz0 分子的空间构型 一 杂化轨道理论 1 杂化的定义 原子在相互结合成键形成分子时 由于原子间的相互作用 使同一原子中能量相近的不同类型原子轨道重新混合 重新组合为一组新轨道 这种轨道重新组合的过程叫杂化 所形成的新轨道称为杂化轨道 如一个2s轨道与三个2p轨道混合 可组合成四个sp3杂化轨道 称为sp3杂化 同样常见的还有sp2杂化和sp杂化等 形成分子时 通常存在激发 杂化和轨道重叠等过程 ch4采取sp3杂化 c 2s22p2 2 杂化的过程 3 杂化轨道的类型 1 sp杂化 当中心原子取sp杂化轨道时 形成直线形的骨架结构 中心原子上有一对垂直于分子骨架的未参与杂化的p轨道 例如co2中的碳原子 h c n 中的碳原子 bef2分子中的铍原子等等都是sp杂化 1个s轨道1个p轨道杂化 sp杂化轨道 bef2的立体结构为线性 激发 杂化 co2 乙炔 2 sp2杂化 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的结构图 1个s轨道2个p轨道杂化 sp2杂化 乙烯 sp2杂化 ch4 ccl4 nh4 ch3cl nh3 h2o等等都采取sp3杂化 c 2s22p2 3 sp3杂化 sp3杂化及其成键过程 甲烷 乙烯 乙炔的结构及sp3 sp2 sp杂化 杂化轨道理论如何解释分子的几何构型 立体三角锥 不等性sp3杂化 与中心原子键合的是同一种原子 分子呈高度对称的正四面体构型 其中的4个sp3杂化轨道没有差别 这种杂化类型叫做等性杂化 中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的 轨道 如h2o的中心原子的4个杂化轨道分别用于 键和孤对电子对 这样的4个杂化轨道显然有差别 叫做不等性杂化 氧原子以两个sp3的杂化轨道与氢原子的1s轨道成键 两对孤对电子分别分布在另两个sp3的杂化轨道上 不等性sp3杂化 小结 杂化轨道的特点 1 形成分子时 通常存在激发 杂化和轨道重叠等过程 2 原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生 孤立的原子是不可能发生杂化的3 杂化轨道的数目杂化前后轨道数目不变 4 杂化后轨道伸展方向 形状发生改变 5 只有能量相近的轨道才能杂化 2s2p 6 杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理杂化轨道间的夹角 分子空间构型 7 杂化轨道的角度部分一头大 一头小 成键时利用大的一头 可以使轨道重叠程度更大 从而形成稳定的化学键 即杂化轨道增强了成键能力 8 杂化轨道所形成的化学键全部为 键 甲烷分子不是因为它有sp3杂化轨道而具有四面体形状 杂化仅仅是描述给定分子结构中成键的一种理论方式 它只是对分子形状的一个解释 强调 二 确定分子空间构型的简易方法 价层电子对互斥理论 1 基本思路 分子中的价电子对 包括成键电子对和孤电子对 由于相互排斥作用而趋向尽可能彼此远离以减小斥力 分子尽可能采取对称的空间构型 2 一般原则 确定中心原子的价电子数 对应的理想几何构型 根据有无孤电子对确定构型 3 理想构型 4 abm型分子 a是中心原子 b为配位原子 分子中价电子对数可能通过下式确定 如 becl2 bf3 ccl4 ch4 中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数 配位原子中卤原子 氢原子提供1个价电子 氧原子和硫原子按不提供价电子计算 氧原子和硫原子若为中心原子价电子数按6计算 若有单个电子 按孤电子对处理 如 no2如果分子中存在孤对电子对