分子的立体构型PPT课件

1、所谓所谓“分子的立体构型分子的立体构型”指指多原子多原子构成构成的共价分子中的原子的空间关系问题。的共价分子中的原子的空间关系问题。在在O2、HCl这样的双原子分子中不存在这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。分子的立体结构问题。O2HCl第1页/共80页一、形形色色的分子一、形形色色的分子H2OCO2 1 1、三原子分子立体结构直线形直线形180180V V形形105105第2页/共80页一、形形色色的分子一、形形色色的分子 2 2、四原子分子立体结构HCHONH3平面三角形平面三角形120120三角锥形三角锥形107107第3页/共80页3 3、五原子分子立体结构一、形形色色的分子一

2、、形形色色的分子CH4正四面体正四面体第4页/共80页4 4、其它一、形形色色的分子一、形形色色的分子P4正四面体正四面体6060C2H2直线形直线形180180第5页/共80页 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？ 同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？第6页/共80页二、价层互斥理论二、价层互斥理论1.1.内容内容对对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价层电价层电子对子对（包括成键（包括成键键键电子对和未成键的电子对和未成键的孤对孤对电子对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的）之间由于存在排斥力，将使分

3、子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，种构型，以使彼此之间斥力最小，以使彼此之间斥力最小，分子体系分子体系键电子对和孤对电子对排斥力最小第7页/共80页二、价层互斥理论二、价层互斥理论1.1.价层电子对（价层电子对（键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤对电子对孤对电子对）代表代表物物电子式电子式与中心原子结与中心原子结合的原子数合的原子数键电键电子对子对中心原子中心原子孤对电子孤对电子价层价层电子电子对数对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O:2342224314404202=键个数+中心原子上的

4、孤对电子对个数价层电子对数键电子对数 = 与中心原子结合的原子数第8页/共80页中心原子上的孤电子对数 =（a-xb)a: 对于原子：为中心原子的最外层电子数(对于阳离子：a为中心原子的 最外层电子数减去离子的电荷数；对于阴离子： a为中心原子 的最外层电子数加上离子的电荷数）x 为与中心原子结合的原子数b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）=键个数+中心原子上的孤对电子对个数2、价层电子对数第9页/共80页分子或分子或离子离子中心原中心原子子 a x b中心原子中心原子上的孤电上的孤电子对数子对数 H2O O SO2 S NH4+ N C

5、O32- C 6 15-1=4 0 4+2=6 0224132孤电子对的计算 6 212=（a-xb)第10页/共80页二、价层互斥理论二、价层互斥理论 剖析内容剖析内容对对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价层电子对价层电子对（包括成键（包括成键键键电子对和未成键的电子对和未成键的孤对电子对孤对电子对）之）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系力最小，分子体系排斥力最小A第11页/共80页3.3.价电子对的空间构型即

6、价电子对的空间构型即VSEPRVSEPR模型模型二、价层互斥理论二、价层互斥理论第12页/共80页分子或离分子或离子子价层电价层电子对数子对数目目键键电电子对数子对数孤电孤电子对子对数数VSEPR模模型及名称型及名称分子的立体分子的立体构型及名称构型及名称CO22CO32-3SO234. 4. VSEPRVSEPR模型应用模型应用预测分子立体构型预测分子立体构型232001COOCOOOSOO直线形直线形平面三角形平面三角形V形平面三角形中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，第13页/共80页应用反馈化学式化学式中心原子中心原子 孤对电子孤对电子数

7、数键电子键电子对数对数VSEPR模型模型H H2 2S SBFBF3 3NHNH2 2- -2023空间构型V V形平面三角形 V 形22平面三角形四面体四面体第14页/共80页ABn 型分子的型分子的VSEPRVSEPR模型模型和立体结构和立体结构VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构立体结构 实 例 23平面平面三角三角形形2 0 AB2直线形直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形平面三角形 BF3V V形形SO2直线形直线形第15页/共80页价层电子对数 VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数 孤对电子对数 分

8、子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4正四正四面面体体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体正四面体 CH4三角锥形三角锥形 NH3V V形形H2O第16页/共80页1、价层电子、价层电子对数对数：2直线型直线型CO2分子类型：分子类型： AB2CH2O2 2、价层电子、价层电子对数对数：3 3分子类型：分子类型： AB3BF3平面三角形平面三角形第17页/共80页3 3、价层电子、价层电子对数对数：4 4CH4三角锥形三角锥形H2O角形角形正四面体正四面体NH3AB4AB3AB2分子类型分子类型成键电成键电子对数子对数孤对电孤对电子对数子对数403122正四面体正四面体第1

9、8页/共80页NH3 的空间构型的空间构型的空间构型2H O第19页/共80页中心原子上无孤对电子的分子：中心原子上无孤对电子的分子：VSEPR模型就是其分子的立体结构。模型就是其分子的立体结构。中心原子上存在孤对电子的分子：中心原子上存在孤对电子的分子： 先由价层电子对数得出含有孤对电子先由价层电子对数得出含有孤对电子的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩下的就是分子的立体结构。下的就是分子的立体结构。第20页/共80页4、价层电子、价层电子对数对数：5PCl5SF4ClF3三角双锥三角

10、双锥变形四面体变形四面体T 形形直线形直线形三角双锥角双锥I3-第21页/共80页5 5、价层电子、价层电子对数对数：6 6八面体八面体SF6平面正方形平面正方形4ICl八面体八面体四方锥形四方锥形IF5第22页/共80页1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（ ） A.若n=2，则分子的立体构型为V形 B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形 C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确C2.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形D第23页/共80页思

11、考与交流思考与交流 1 1、甲烷分子呈正四面体结构，它的四个、甲烷分子呈正四面体结构，它的四个C-H键的键长相同，键角都是键的键长相同，键角都是10910928 28 ，四，四个个C-H键的性质完全相同键的性质完全相同 2 2、根据价键理论，甲烷形成四个根据价键理论，甲烷形成四个C-H键都键都应该是应该是键，然而键，然而C原子最外层的四个电子分别原子最外层的四个电子分别2个在球形在球形2S轨道、轨道、2个在相互垂直个在相互垂直2P轨道上，轨道上，用它们跟用它们跟4个氢原子的个氢原子的1S原子轨道重叠，不可能原子轨道重叠，不可能形成四面体构型的甲烷分子形成四面体构型的甲烷分子如何解决上列一对矛盾

12、？如何解决上列一对矛盾？第24页/共80页 值得注意的是价层电子对互斥模值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，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。却无法解释许多深层次的问题。 为了解决这一矛盾，为了解决这一矛盾，鲍林鲍林提出了提出了杂杂化轨道理论化轨道理论第25页/共80页三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介-鲍林鲍林1 1、杂化：、杂化：杂化是指在形成分子时，由于原子的杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型相互影响，若干不同类型能量相近能量相近的原子轨道的原子轨道混杂起来，重新组合成一组新的原子轨道。这混杂起来，重新组合成一组

13、新的原子轨道。这种重新组合的过程叫做种重新组合的过程叫做杂化杂化，所形成的新的轨，所形成的新的轨道称为道称为杂化轨道。杂化轨道。2 2、杂化的过程：、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在时，通常存在激发、杂化激发、杂化和和轨道重叠轨道重叠等过程。等过程。2s2p2s2psp3激发激发杂化杂化C原子原子sp3杂化轨道形成过程杂化轨道形成过程第26页/共80页CH4分子的形成过程：分子的形成过程： 碳原子碳原子2s2s轨道中的一个电子吸收能量跃迁到轨道中的一个电子吸收能量跃迁到2p2p轨道上，这个过程称为轨道上，这个过程称为激发激发。但此时各个轨道。但此时各

14、个轨道的能量并不完全相同，于是一个的能量并不完全相同，于是一个2s2s轨道和三个轨道和三个2p2p轨道轨道“混杂混杂”起来，形成能量相等，成份相同的起来，形成能量相等，成份相同的四个四个spsp3 3杂化轨道，然后四个杂化轨道，然后四个spsp3 3杂化轨道上的电杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个子间相互排斥，使四个spsp3 3杂化轨道杂化轨道指向空间距指向空间距离最远的正四面体的四个顶点离最远的正四面体的四个顶点，碳原子四个，碳原子四个spsp3 3杂化轨道分别与四个氢原子的杂化轨道分别与四个氢原子的1s1s轨道形成四个相轨道形成四个相同的同的spsp3 3键，从而形成键，从而形成CH4分

15、子。由于四个分子。由于四个C-H键键完全相同，所以形成的完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体，键分子为正四面体，键角为角为10910928 28 第27页/共80页激发s2p2p2s2杂化3spsp3C：2s22p2 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合成并重新组合成4个能量与个能量与形状完全相同的轨道。形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?第28页/共80页 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠

16、后，就形成了四个性质、杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的能量和键角都完全相同的S-SP3键，从而构成一键，从而构成一个正四面体构型的分子。个正四面体构型的分子。 10928第29页/共80页3.3.杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点(1) (1) 发生轨道杂化的原子一定是发生轨道杂化的原子一定是中心原子。中心原子。(2) (2) 参加杂化的各原子轨道参加杂化的各原子轨道能量要相近能量要相近（同一能（同一能 级组或相近能级组的轨道）。级组或相近能级组的轨道）。(3) (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。杂化轨道的能量、形状完全相同。(4) (4) 杂化前后原子轨道数

17、目不变：参加杂化的轨杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨 道数目道数目等于等于形成的杂化轨道数目；形成的杂化轨道数目；杂化后原杂化后原 子轨道方向改变子轨道方向改变，杂化轨道在成键时更，杂化轨道在成键时更有利有利 于轨道间的重叠于轨道间的重叠(5) (5) 杂化轨道在杂化轨道在空间构型空间构型上都具有一定的上都具有一定的对称性对称性 （以减小化学键之间的排斥力）。（以减小化学键之间的排斥力）。(6)(6)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。第30页/共80页4 4、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型（1 1） sp杂杂化：化： sp杂化轨道是由一个杂化

18、轨道是由一个ns轨道和轨道和一个一个np轨道组合而成的。轨道组合而成的。sp杂化轨道的夹角是杂化轨道的夹角是180180，呈直线形。例如，气态的，呈直线形。例如，气态的BeCl2分子的分子的结构。结构。Be原子的电子层结构是原子的电子层结构是1s22s2，从，从表面表面上看上看Be原子似乎不能形成共价键，但是在激发原子似乎不能形成共价键，但是在激发状态下，状态下，Be的的一个一个2s电子进入电子进入2p轨道，经过杂轨道，经过杂化形成两个化形成两个sp杂化轨道，与氯原子中的杂化轨道，与氯原子中的3p轨道轨道重叠形成两个重叠形成两个sp-p 键。由于杂化轨道间的夹键。由于杂化轨道间的夹角为角为18

19、0180，所以形成的，所以形成的BeCl2分子的空间结构分子的空间结构是直线形的。是直线形的。第31页/共80页2s2p2s2psp激发激发杂化杂化 Be原子原子sp杂化轨道形成过程杂化轨道形成过程BeBe原子基原子基态态激发态激发态杂化态杂化态第32页/共80页sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180，呈直线型 sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp杂化轨道。第33页/共80页 sp杂化是一个杂化是一个s轨道和一个轨道

20、和一个p轨道组合而成轨道组合而成的，每个的，每个sp杂化轨道含有（杂化轨道含有（1/21/2）s s和（和（1/21/2）p的成分，杂化轨道间的夹角为的成分，杂化轨道间的夹角为180180，呈直线型。，呈直线型。 为什么铍原子的四个电子不单独分占四个轨为什么铍原子的四个电子不单独分占四个轨道，进而形成四个杂化轨道呢？道，进而形成四个杂化轨道呢？这是因为组成杂这是因为组成杂化轨道的原子轨道，要求化轨道的原子轨道，要求能量相差不能太大能量相差不能太大。2s轨道和轨道和2p 轨道在能量上是比较接近的，而轨道在能量上是比较接近的，而2s、2p 和和1s相比能量相差较大，不易形成杂化轨道。相比能量相差较

21、大，不易形成杂化轨道。你你还能说出还能说出哪些分子的中心原子采取的是哪些分子的中心原子采取的是sp杂化？杂化？ CO2 、C2H2等，也就是当等，也就是当中心原子价层电中心原子价层电子对数为子对数为2 2时，这个中心原子就进行了时，这个中心原子就进行了sp杂化杂化第34页/共80页（2 2） sp2杂化杂化： sp2杂化轨道是由一个杂化轨道是由一个ns轨道轨道和两个和两个np轨道组合而成的。轨道组合而成的。sp2杂化轨道的夹杂化轨道的夹角是角是120，呈平面三角形。例如，呈平面三角形。例如，BF3分子的分子的结构，结构，B原子的电子层结构是原子的电子层结构是1s22s22pX1，当当硼与氟反应

22、时，硼与氟反应时，B的一个的一个2s电子电子激发激发到一个空到一个空的的2p轨道中，使轨道中，使B原子的电子层结构变为原子的电子层结构变为1s22s12pX12pY1。B原子的原子的2s轨道和两个轨道和两个2p轨轨道道杂化组合杂化组合成三个成三个sp2杂化轨道，杂化轨道，B原子三个原子三个sp2杂化轨道分别与氟原子的各一个杂化轨道分别与氟原子的各一个2p2p轨道重轨道重叠形成三个叠形成三个sp2-p键。由于键。由于三个三个sp2杂化轨道杂化轨道在同一平面上，在同一平面上，而且夹角为而且夹角为120，所以形成，所以形成的的BF3分子的空间结构是平面三角形。分子的空间结构是平面三角形。第35页/共

23、80页2s2p2s2psp2激发杂化 B原子原子spsp2 2杂化轨道形成过程杂化轨道形成过程B B原子基原子基态态激发态激发态杂化态杂化态第36页/共80页sp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为120，呈平面三角形 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。第37页/共80页 sp2杂化是一杂化是一个个s轨道和轨道和两个两个p轨道组合而成的，每个轨道组合而成的，每个sp2杂化轨道含有杂化轨道含有

24、（1/3）s和和（2/3）p的成分，杂化轨道的成分，杂化轨道间的夹角为间的夹角为120120，呈平面三，呈平面三角角形形。如。如BF3分子分子BFFF120 你你还能说出还能说出哪些分子的中心原子采取的是哪些分子的中心原子采取的是sp2杂化？杂化？ CH2O、 C2H4 、SO2等，也就是当等，也就是当中心原中心原子价层电子对数为子价层电子对数为3时，这个中心原子就进行时，这个中心原子就进行了了sp2杂化杂化第38页/共80页(3) sp(3) sp3 3杂化杂化-四面体形四面体形 在学习价层电子对互斥模型时我们知道，在学习价层电子对互斥模型时我们知道，H2O和和NH3的的VSEPR模型跟甲烷

25、一样，也是四模型跟甲烷一样，也是四面体形的，因此它们的中心原子也是采取面体形的，因此它们的中心原子也是采取sp3杂化杂化的。所不同的是，水分子的氧原子的的。所不同的是，水分子的氧原子的sp3杂化杂化轨道有轨道有2个孤对电子占据的，而氨分子的个孤对电子占据的，而氨分子的氮原子的氮原子的sp3杂化杂化轨道有轨道有1 1个由孤对电子占据个由孤对电子占据。你你还能说出还能说出哪些分子的中心原子采取的是哪些分子的中心原子采取的是spsp3 3杂化？杂化？NH3 、H2O 、 CX4 、 H2S 、CH2X2等，也等，也就是当就是当中心原子价层电子对数为中心原子价层电子对数为4时，这个中时，这个中心原子就

26、进行了心原子就进行了sp3杂化，杂化，烷烃和其它化合物烷烃和其它化合物分子中的饱和碳原子均为分子中的饱和碳原子均为sp3杂化。杂化。第39页/共80页sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为109.5， 空间构型为正四面体型第40页/共80页杂杂 化化 类类 型型spsp2sp3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道 杂杂 化化 轨轨 道道 数数 杂化轨道

27、杂化轨道间夹角间夹角 空空 间间 构构 型型 实实 例例 5.5.三种三种spsp杂化轨道类型的比较杂化轨道类型的比较 1个s + 2个p1个 s + 1个p1个s + 3个p2个sp杂化杂化轨道轨道3个sp2杂化轨道杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形BeCl2 BF3 CH4 第41页/共80页6 6、几点说明、几点说明（1）杂化轨道只用于形成）杂化轨道只用于形成键键或者用来容纳未或者用来容纳未 参与成键的孤对电子。参与成键的孤对电子。（2）未参与杂化的）未参与杂化的p p轨道，可用于形成轨道，可用于形成键键（3）有几

28、个原子轨道参与杂化，就形成几个杂）有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道化轨道（4）利用中心原子杂化轨道类型可直接判断分）利用中心原子杂化轨道类型可直接判断分 子的立体结构子的立体结构 杂化轨道的电子云一头大，一头小，杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键成键时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。即从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成杂化轨道增强了成键能力键能力 .第42页/共80页H2O原子轨道杂化 O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是109.5，Why? 2s2p2 对孤对电子杂化杂化不等

29、性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对第43页/共80页排斥力排斥力：孤电子对：孤电子对- -孤电子对孤电子对 孤电子对孤电子对- -成键电子对成键电子对 成键电子对成键电子对- -成键电子对成键电子对第44页/共80页三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断： 因为杂化轨道只能用于形成键或用来容纳孤电子对，故有 杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数=中心原子价层电子对数第45页/共80页例1：计算下列分子或离子中

30、的价电子对数，并根据已学填写下表物质物质价电价电子对子对数数中心原中心原子杂化子杂化轨道类型轨道类型杂化轨道杂化轨道/电子对空电子对空间构型间构型轨道轨道夹角夹角分子空分子空间构型间构型键角键角气态气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形正四正四面体面体180180120109.5直线形直线形直线形直线形平面三平面三角形角形正四正四面体面体V形形三角三角锥形锥形180180120109.5109.5104.5107.3107.3课堂练习课堂练习第46页/共80页试用杂化轨

31、道理论分析乙烯和乙炔分子试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况的成键情况第47页/共80页 C C原子在形成乙烯分子时，碳原子的原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s2s轨道与轨道与2 2个个2p2p轨道发生杂化，形成轨道发生杂化，形成3 3个个spsp2 2杂化轨道，伸向平面正杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个三角形的三个顶点。每个C C原子的原子的2 2个个spsp2 2杂化轨道分杂化轨道分别与别与2 2个个H H原子的原子的1s1s轨道形成轨道形成2 2个相同的个相同的键，各自剩键，各自剩余的余的1 1个个spsp2 2杂化轨道相互形成一个杂化轨道相互形成一个键，键，各自没有杂

32、各自没有杂化的化的l l个个2p2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成肩并肩重叠形成键。键。所以，在乙烯分子中双键由一所以，在乙烯分子中双键由一个个键和一个键和一个键构成。键构成。第48页/共80页 C C原子在形成乙炔分子时发生原子在形成乙炔分子时发生spsp杂化，两个杂化，两个碳原子以碳原子以spsp杂化轨道与氢原子的杂化轨道与氢原子的1s1s轨道结合形成轨道结合形成键。各自剩余的键。各自剩余的1 1个个spsp杂化轨道相互形成杂化轨道相互形成1 1个个键，键，两个碳原子的未杂化两个碳原子的未杂化2p2p轨道分别在轨道分别在Y Y轴和轴和

33、Z Z轴轴方向重叠形成方向重叠形成键。键。所以乙炔分子中碳原子间以所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。叁键相结合。第49页/共80页第50页/共80页大 键 C6H6 sp sp2 2杂化第51页/共80页下列关于苯分子的描述不正确的是下列关于苯分子的描述不正确的是A A、苯分子中的碳原子均以苯分子中的碳原子均以spsp2 2杂化方式成键，杂化方式成键，形成形成120120的三个的三个spsp2 2杂化轨道，故为正六边形杂化轨道，故为正六边形的碳环的碳环B B、每个碳原子还有一个未参与杂化的每个碳原子还有一个未参与杂化的2p2p轨道以轨道以“肩并肩肩并肩”形式形成一个大形式形成一个大键键C C

34、、苯分子中所有原子共面，六个碳碳键完全相苯分子中所有原子共面，六个碳碳键完全相同，分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的同，分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊的键一种特殊的键D D、邻二甲苯存在同分异构体邻二甲苯存在同分异构体D第52页/共80页已知：杂化轨道只用于形成已知：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子键或者用来容纳孤对电子杂化轨道数杂化轨道数0+2=2SP直线形直线形0+3=3SP2平面三角形平面三角形0+4=4SP3正四面体形正四面体形1+2=3SP2V形形1+3=4SP3三角锥形三角锥形2+2=4SP3V形形代表物代表物杂化轨道数杂化轨道数杂化轨道类型杂化轨道类型分子

35、结构分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数第53页/共80页杂化类型杂化类型参加杂化的轨道参加杂化的轨道杂化轨道数杂化轨道数分子空间构型分子空间构型实实 例例价层电子价层电子对数对数s+ps+(2)ps+(3)p243 180 120四面体四面体2BeCl3PH4CH3BF4SiCl3BCl3NHSH2OH2234spsp2sp3杂化轨道间的夹杂化轨道间的夹角角直线形直线形三角形三角形三角锥三角锥V V型型109.5 第54页/共80页判断分子或离子中心原子的杂化

36、类型的一般方法：判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：1 1、对于、对于主族元素主族元素来说，来说，中心原子的杂化轨道数中心原子的杂化轨道数= =价层电子数价层电子数= =键电子键电子对数（中心原子结合的电子数）对数（中心原子结合的电子数）+ +孤电子对数孤电子对数规律：规律：当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为4 4时，其杂化类时，其杂化类型为型为spsp3 3杂化，杂化，当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为3 3时，其杂化类时，其杂化类型为型为spsp2 2杂化，杂化，当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为2 2时，其杂化类时，其杂化类型

37、为型为spsp杂化。杂化。第55页/共80页2 2、通过看中心原子有没有形成双键或三键来判、通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。断中心原子的杂化类型。规律：规律：如果有如果有1 1个三键或两个双键，则其中有个三键或两个双键，则其中有2 2个个键，键，用去用去2 2个个p p轨道，形成的是轨道，形成的是spsp杂化；杂化；如果有如果有1 1个双键则其中必有个双键则其中必有1 1个个键，用去键，用去1 1个个P P轨道，形成的是轨道，形成的是spsp2 2杂化；杂化；如果全部是单键，则形成如果全部是单键，则形成spsp3 3杂化。杂化。第56页/共80页例题例题1 1、下列

38、分子中的中心原子杂化轨道的类型相同、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是的是A、CO2与与SO2 B、CH4与与NH3C、 BeCl2与与BF3 D、C2H4与与C2H22 2、为什么、为什么CH4、NH3与与H2O分子中中心原子的杂分子中中心原子的杂化轨道的类型都是化轨道的类型都是spsp3 3杂化，但三者的空间构型杂化，但三者的空间构型却大不相同？却大不相同？CH4、NH3与与H2O分子中中心原子的杂化轨道的类分子中中心原子的杂化轨道的类型都是型都是spsp3 3杂化，为四面体。其中杂化，为四面体。其中CH4中四个中四个占据占据四个顶点，而四个顶点，而NH3与与H2O中中分别有一对和

39、两对孤分别有一对和两对孤对电子占据了四面体的顶点，所以对电子占据了四面体的顶点，所以B第57页/共80页3 3、BF3是平面三角形，但是平面三角形，但NF3却是三角锥形，却是三角锥形，试用杂化轨道理论加以说明。试用杂化轨道理论加以说明。在在BFBF3 3中中B B原子以三个原子以三个spsp2 2杂化轨道分别与三个杂化轨道分别与三个F F原原子的子的2p2p轨道形成三个轨道形成三个spsp2 2-p -p 键。由于键。由于三个三个spsp2 2杂杂化轨道在同一平面上，化轨道在同一平面上，而且夹角为而且夹角为120120，所以，所以形成的形成的BFBF3 3分子的空间结构是平面三角形。分子的空间

40、结构是平面三角形。而而NFNF3 3中中N N原子形成四个原子形成四个spsp3 3杂化轨道，其中有一个杂化轨道，其中有一个杂化轨道被一对孤对电子占据，其余三个杂化轨杂化轨道被一对孤对电子占据，其余三个杂化轨道分别与三个道分别与三个F F原子的原子的2p2p轨道形成三个轨道形成三个spsp3 3-p -p 键，键，由于孤对电子对对成键电子对的排斥作用，致使由于孤对电子对对成键电子对的排斥作用，致使spsp3 3-p -p 键的键角键的键角小于小于10910928 28 。所以。所以NFNF3 3分子分子几何构形是三角锥形。几何构形是三角锥形。第58页/共80页练习练习1 1在乙烯分子中有在乙烯

41、分子中有5个个键、一个键、一个键，键，它们分别是它们分别是 （ ）A Asp2杂化轨道形成杂化轨道形成键、未杂化的键、未杂化的2p轨道形轨道形成成键键B Bspsp2 2杂化轨道形成杂化轨道形成键、未杂化的键、未杂化的2p轨道形轨道形成成键键C CC-H之间是之间是sp2形成的形成的键，键，C-C之间是未参之间是未参加杂化的加杂化的2p轨道形成的轨道形成的键键D DC-C之间是之间是sp2形成的形成的键，键，C-H之间是未参之间是未参加杂化的加杂化的2p轨道形成的轨道形成的键键A 2 2下列分子的中心原子形成下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是杂化轨道的是 AH2O BNH3 CC2H4

42、DCH4C第59页/共80页3 3有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是 A A两个碳原子采用两个碳原子采用sp杂化方式杂化方式B B两个碳原子采用两个碳原子采用sp2杂化方式杂化方式C C每个碳原子都有两个未杂化的每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成轨道形成键键D D两个碳原子形成两个两个碳原子形成两个键键B4 4氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为四面体形，这是因为 （ ）A A两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为为sp2型杂化，而型杂化，而CH4是

43、是sp3型杂化。型杂化。B BNH3分子中分子中N原子形成三个杂化轨道，原子形成三个杂化轨道，CH4分分子中子中C原子形成原子形成4个杂化轨道。个杂化轨道。C CNH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。键电子的排斥作用较强。C第60页/共80页为什么为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝色而无水晶体是蓝色而无水CuSO4是白色？是白色？Cu(H2O)42+SO42 天蓝色天蓝色 天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色 无色无色 无色无色 无色无色Na+Cl-K +Br -K +固体固体溶液颜色溶液颜色无色离子：无色离子：CuSO4CuCl22H2OCu

44、Br2NaClK2SO4KBr什么离子呈天蓝色：什么离子呈天蓝色：白色白色白色白色白色白色 白色白色绿色绿色深褐色深褐色思考与交流思考与交流1 1第61页/共80页Cu(HCu(H2 2O)O)4 4 2+2+平面正方形结构平面正方形结构第62页/共80页CuCu2+2+与与HH2 2OO是如何结合的呢？是如何结合的呢？思考与交流思考与交流2 2第63页/共80页四、配合物理论简介四、配合物理论简介1. 1. 配位键配位键 （1 1）概念：成键的两个原子一方提供孤对电）概念：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的子，一方提供空轨道而形成的共价键共价键 （2 2）形成条件：一方提

45、供孤对电子，一方）形成条件：一方提供孤对电子，一方提供空轨道提供空轨道注意：注意：配位键是一种特殊的共价键配位键是一种特殊的共价键配位键同样具有饱和性和方向性配位键同样具有饱和性和方向性H3O+、NH4+中含有配位键中含有配位键第64页/共80页（3 3）配位键的表示方法）配位键的表示方法ABHOHHCu H2OH2OH2OOH22+请你写出请你写出NH4+的配位键的表示法？的配位键的表示法？第65页/共80页课堂反馈课堂反馈 讨论在讨论在NH3BF3中，何种元素的原子提供孤对中，何种元素的原子提供孤对电子，何种元素的原子接受孤对电子电子，何种元素的原子接受孤对电子? ?写出写出NH3BF3的

46、结构式的结构式NH3中中N原子提供孤对电子原子提供孤对电子BF3中的中的B原子提供空轨道接受孤对电子原子提供空轨道接受孤对电子NHHHBFFF第66页/共80页2. 2. 配位化合物（配合物）配位化合物（配合物）（1 1）概念：由提供孤对电子对的配体与接受孤对）概念：由提供孤对电子对的配体与接受孤对电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。 或把金属离子（或原子）与某些分子或离子或把金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物。（称为配体）以配位键结合形成的化合物。 配合物种类已超过数百万；配合物种类已超过数百万； 配位键的强

47、度有大有小，因而有的配合物配位键的强度有大有小，因而有的配合物很稳定，有的不稳定；很稳定，有的不稳定； 许多过渡元素金属离子对多种配体具有很许多过渡元素金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属的配合物多。属的配合物多。第67页/共80页3.3.配合物的组成配合物的组成Cu(NH3)4 SO4中心原子中心原子配位体配位体 配位数配位数内界内界外界外界配配离子离子相关说明：相关说明：中心原子：中心原子：也称配位体的形成体，一般是带也称配位体的形成体，一般是带正电荷的阳离子，主要是过渡金属的阳离子，正电荷的阳离子，主要是过渡金属的阳离

48、子，但也有中性原子。如：但也有中性原子。如：Ni(CO)5、Fe(CO)5中的中的Ni和和Fe都是中性原子都是中性原子第68页/共80页配位配位体：体：配位体可以是阴离子，如配位体可以是阴离子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子，如等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位体中直接同中心原子醇、胺、醚等。配位体中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子是必须含有孤对电配合的原子叫做配位原子。配位原子是必须含有孤对电子的原子，如子的原子，如NHNH3 3中的中的N N原子，原子，H2O分子中的分子中的O原子，配原子，配位原子

49、常是位原子常是VA、VIA、VIIA主族元素的原子。主族元素的原子。配位配位数：数：直接同中心原子（或离子）配位的原子（离直接同中心原子（或离子）配位的原子（离子或分子）总的数目。一般中心原子（或离子）的配位子或分子）总的数目。一般中心原子（或离子）的配位数为数为2、4、6、8。在计算中心离子的配位数时，一般。在计算中心离子的配位数时，一般是先在配离子中找出中心离子和配位体，接着找出配位是先在配离子中找出中心离子和配位体，接着找出配位原子数目。如：原子数目。如： Co(NH3)4Cl2Cl配位数是配位数是6。第69页/共80页CuSO45H2O是配合物是配合物向硫酸铜水溶液中向硫酸铜水溶液中加

50、入氨水加入氨水第70页/共80页蓝色沉淀蓝色沉淀深深蓝色的透明溶液蓝色的透明溶液实验实验2-2现现 象象向硫酸铜水溶向硫酸铜水溶液中加入氨水液中加入氨水继续加入氨水继续加入氨水加入乙醇加入乙醇深深蓝色的晶体蓝色的晶体产生现象的原因：产生现象的原因：Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH-深蓝色的晶体深蓝色的晶体: Cu(NH3)4 SO4H2O第71页/共80页Cu(NH3)42+离子离子NH3NH3NH3H3NCu2+2+第72页/共80页实验实验2-3在盛有氯化铁溶液（或任何含在盛有氯化铁溶液（或任何含有的有的Fe3+溶液）的试管中滴加溶液）的试管中滴加硫氰化钾（硫氰化钾（KSCN）溶液溶液现象：生成血红色溶液现象：生成血红色溶液原因：生成原因：生成Fe(SCN)n3-n(n=16)作用：检验或鉴定作用：检验或鉴定Fe3+，用于电影特技和用