4 2 3 杂化轨道ppt课件

H 1s1H 1s1 O 1s22s22px12py12pz2 N 1s22s22px12py12pz1 H 1s1H 1s1H 1s1 键角理论实测90104 5 键角理论实测90107 18 4 2 3杂化轨道 hybridorbital 新理论的提出 6C核外电子排布 问题 2s22p2 2s22px12py12pz0 2 有几个单电子 3 在形成共价键时可以和几个单电子配对 4 和H形成的C H化合物中 应该形成CH2 但实际上是形成了CH4 怎样解释 成键时能级相近的价电子轨道相混杂 形成新的价电子轨道 杂化轨道 一 基本要点 轨道成分变了 总之 杂化后的轨道 轨道的能量变了 轨道的形状变了 结果 当然是更有利于成键 变了 杂化后轨道伸展方向 形状和能量发生改变 杂化前后轨道数目不变 4 2 3杂化轨道 hybridorbital P52 二 杂化轨道的种类 s p型s p d型 a 按参加杂化的轨道分类 sp sp2 sp3杂化 sp3d sp3d2杂化等 b 按杂化轨道能量是否一致分类 等性杂化 如C的sp3杂化 4条sp3杂化轨道能量一致 不等性杂化 如O的sp3杂化 4条sp3杂化轨道能量不相等 判断是否等性杂化 要看各条杂化轨道的能量是否相等 不看未参加杂化的轨道的能量 又如C的sp2杂化 形成3个能量相等的sp2杂化轨道 属于 等性杂化 三 各种杂化轨道在空间的几何分布1 sp杂化两条杂化轨道呈直线形分布互成180 角 BeCl2分子的成键过程 Be 2s22p0 2s12p1 sp 1 sp 1Cl 3s23p5 3px13py23pz2Cl 3s23p5 3px13py23pz22个sp分别与Cl的3px形成2个sp p 键 乙炔分子直线形 两点结论1 分子构型由 键确定 2 键在 键基础上形成 Cpypzsp杂化 sp 1s sp sp均为 键 分子为直线形 例如CO2 SP2 2 sp2杂化 一个s轨道和二个p轨道杂化 产生三个等同的sp2杂化轨道 sp2杂化轨道间夹角120 呈平面三角形 BCl3BF33个 键 1个 46键 分子是平面三角形 键角120 NO3 CO32 SO3是sp2杂化 苯C6H6平面正六边形Csp2等性杂化3条杂化轨道互成120 角 C C 键sp2 sp2C H 键sp2 1s键角C C C120 H C C120 3 sp3杂化 等性sp3杂化CH4 C 2s22p2 PCl5三角双锥Psp3d杂化 4 s p d杂化 S H2OV形结构 Osp3不等性杂化 sp3不等性杂化 5 不等性杂化 不等性sp3杂化 孤对电子 NH3 N 2s22p3 2s12p4 sp3 1 sp3 1 sp3 1 sp3 2H 1s1H 1s1H 1s1 NH3 3个 键 N上有1对孤对电子 NH3三角锥形Nsp3不等性杂化 HNH角小于109 28 为107 18 总结 杂化轨道类型 参加杂化轨道 杂化轨道数目 成键轨道键角 分子空间构型 实例 中心原子 BeHg sp sp2 sp3 sp3 不等性 1个s 1个p 1个s 2个p 1个s 3个p 1个s 3个p 2 3 4 4 180 120 109 28 直线型 平面三角形 正 四面体 三角锥型 V型 BeCl2 HgCl2 BF3 BCl3 CH4 CHCl3 NH3 H2O H2S PH3 B C NP OS A B A A A A 思考题 解释CCl4 C2H2 CO2 NH4 H3O 的分子构型 已知 C2H2 CO2均为直线型 的构型为 分子的空间构型与杂化轨道的空间构型 一致为等性杂化 不一致为不等性杂化 VSEPR 用杂化轨道理论说明SO2分子的成键过程 S采取sp2杂化方式 S 3s23p4 sp2 2 sp2 1 sp2 1 pz 2O 2s22p42px12py22pz1O 2s22p42px12py22pz1 S不等性sp2杂化 V形结构 同时存在一个 34 O3 试用杂化轨道理论解释下面问题 NH3 H2O的键角为什么比CH4小 CO2的键角为何是180 乙烯为何取120 的键角 在BCl3和NCl3分子中 中心原子的氧化数和配体数都相同 为什么两者的空间分子结构却不同 还是杂化形式不同 杂化形式不同 共轭大 键 离域 键是由三个或三个以上原子形成的 键 三个或三个以上原子用s键联结起来满足下列条件 则可以生成离域 键 1 这些原子都在同一平面上 每一原子有一互相平行的p轨道 或d轨道 或p d轨道 2 形成大 键的原子轨道能量应相近 3 p电子的数目小于p轨道数目的两倍 大 键的表示方法 电子数 平行p轨道数 共轭大 键 离域 键是由三个或三个以上原子形成的 键 不同于两原子间的 键 在三个或三个以上用s键联结起来的原子之间 如能满足下列条件 则可以生成离域 键 1 这些原子都在同一平面上 每一原子有一互相平行的p轨道 或d轨道 或p d轨道 2 形成大 键的原子轨道能量应相近 3 p电子的数目小于p轨道数目的两倍 共轭大 键 CO2的碳原子取sp杂化轨道 它的两个未参加杂化的p轨道在空间的取向是跟sp杂化轨道的轴相互垂直 CO2分子里有两套3原子4电子符号为 34的p p大 键 大 键的表示方法 电子数 平行p轨道数 I路易斯结构式II分子中有2套III大 键平行p轨道的结构式 基本要点 分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关 价层电子对尽可能远离 以使斥力最小 LP LP LP BP BP BP 4 2 4价层电子对互斥理论 VSEPR法 孤 孤 孤 成 成 成 推断步骤 推断分子或离子的空间构型的具体步骤 确定中心原子的价层电子对数 以AXm为例 A 中心原子 X 配位原子 原则 A的价电子数 主族序数 配体 H和卤素每个原子各提供一个价电子 氧与硫不提供价电子 正离子应减去电荷数 负离子应加上电荷数 例 VP 6 4 0 2 4 电子对与构型 确定电子对的空间构型 VP 2直线形 VP 3平面三角形 VP 4正四面体 VP 5三角双锥 VP 6正八面体 分子构型 确定中心原子的孤对电子对数 推断分子的空间构型 LP 0 分子的空间构型 电子对的空间构型 VP 2 2 2直线形 VP 3 3 3平面三角形 VP 4 4 4四面体 VP 5 5 5三角双锥 VP 6 6 6八面体 例如 LP 0 LP 0 分子的空间构型不同于电子对的空间构型 3 4 6 1 1 2 1 2 SnCl2 平面三角形V形 NH3 四面体三角锥 H2O 四面体V形 IF5 八面体四方锥 XeF4 八面体平面正方形 VP 5 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 孤对 孤对00 孤对 孤对001 5对电子 4个配体 1对孤对电子 有2种情况供选择 甲乙 5对电子 3个配体 2对孤对电子 有3种情况供选择 甲乙丙 结论 乙种稳定 称 T 字形 孤对 成键23 成键 成键43 从90 方向上的分布情况看 甲 稳定 称变形四面体 孤对 成键643 成键 成键022 6对电子对1对孤对电子四角锥6对电子对2对孤对电子正方形 6888510344435三角形正四面体正四面体正四面体三角形三角双锥 分子构型三角形V字构型三角锥正四面体V字形T字形 2多重键的处理某配体 非VIA族 与中心之间有双键或三键时 价层电子对数减1或减2 如 乙烯以左碳为中心电子总数4 1 2 2 84对减13对3个配体平面三角形 注意 这里是以左碳为中心讨论的 进一步