化学选修3第二章 第二节分子的立体构型

1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质分子的立体构型实验测定法分子的立体构型实验测定法复习回忆写出H2O、CO2的结构式与电子式CO2复习回忆写出CH2O、NH3的结构式与电子式CH2O价层电子对互斥理论（VSEPR theory）分子的立体构型简单预测法分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对包括键电子对和中心原子上的孤电子对电子对带负电荷，因此它们之间有排斥的作用力。排斥的力量越大，分子越不稳定。要想让分子成为较稳定状态，应使价层电子对之间尽可能彼此远离（即夹角越大越好），这样它们之间的斥力就可以很小了。价层电子对互斥理论（VSEPR theory）分子的立体构型简单预

2、测法价层电子对包括键电子对和中心原子上的孤电子对例如：CO2为什么不是直角形状，而是直线型呢？中心原子（C原子）形成了两条键（两对键电子对），没有孤电子对，总和为2对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为180，也就预测出了CO2不可能是直角形状，而必定是直线型。价层电子对互斥理论（VSEPR theory）分子的立体构型简单预测法价层电子对包括键电子对和中心原子上的孤电子对再例：CH4为什么不是正方形，而是正四面体结构呢？中心原子（C原子）形成了四条键（四对键电子对），没有孤电子对，总和为4对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为10928，不能是90。也就预测出了CH4

3、必定是正四面体。价层电子对互斥理论（VSEPR theory）分子的立体构型简单预测法说明：利用价层电子对互斥理论，可以对分子的结构做出比较精确的预测。但前提是，要算出分子的中心原子的价层电子对的个数。价层电子对= 键电子对 + 中心原子上的孤电子对键电子对可从分子式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的键个数，即键电子对的数量。价层电子对互斥理论（VSEPR theory）分子的立体构型简单预测法价层电子对= 键电子对 + 中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对可用下式计算：（A原子的价电子 n个B原子总共结合掉的电子）

4、2价层电子对互斥理论（VSEPR theory）价层电子对= 键电子对 + 中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对=（A原子的价电子 n个B原子总共结合掉的电子） 2例：CH4：C原子的孤电子对为（ 4 - 41 ） 2 = 0 个；分子中一个C原子与4个H原子形成了4个键电子对；则价层电子对为4。这4对价层电子对之间彼此排斥，便得到了正四面体的VSEPR模型，也就是分子的构型。价层电子对互斥理论（VSEPR theory）价层电子对= 键电子对 + 中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对=（A原子的价电子 n个B原子总共结合掉的电子） 2例：CO2：C原子的孤电子对为（ 4 - 22 ）

5、 2 = 0 个；分子中一个C原子与2个O原子形成了2个键电子对；则价层电子对为2。这2对价层电子对之间彼此排斥，便得到了直线型的VSEPR模型，也就是分子的构型。价层电子对= 键电子对 + 中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对=（A原子的价电子 n个B原子总共结合掉的电子） 2练习：推导出下列粒子的VSEPR模型。分子或离子孤电子对键电子对价层电子对VSEPR模型H2OO：（6 - 21） 2 = 224四面体SO2S：（6 - 22） 2 = 123三角形NH4+N：（4 - 41） 2 = 044四面体CO32C：（6 - 32） 2 = 033三角形得到VSEPR模型以后，若分子的

6、中心原子有孤电子对，应略去孤电子对，才是分子的空间构型。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对VSEPR模型都是四面体，但CH4孤电子对为0，正四面体NH3孤电子对为1，三角锥形H2O孤电子对为2，V形左图为必须掌握的分子构型CO2、CS2SO3、CO32SO2CCl4、SO42NH3、SO32H2O、H2S第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质杂化轨道理论简介分析思考： 1、如果C原子以个2S轨道和个2P轨道上的单电子，分别与四个原子的1S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？杂化轨道理论简介实际上：键长、键能相同，键角也

7、相同为 109282s 2px 2py 2pzC杂化轨道理论简介l 鲍林提出了杂化轨道理论l 形成分子时，中心原子的若干轨道们会发生混杂l 混杂时保持轨道总数不变，得到若干个杂化轨道C的基态的基态激发态激发态sp3 杂化态杂化态杂化轨道理论简介l 杂化后的轨道相比杂化前的轨道，在形状上、伸展方向上、能量上，均有所变化l 杂化轨道们在空间中尽可能远离，使轨道之间的排斥力量最小，分子最稳定CHHHH杂化轨道理论简介l C原子的四条sp3杂化轨道形成以后，四个H原子各自以1个s轨道与C原子上的1个sp3杂化轨道相互重叠l 形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3键l 从而形成了一个正四面体构

8、型的分子。CHHHH杂化轨道理论简介l 为什么杂化？l 谁可以杂化？l 杂化的目的是？l 杂化轨道的用途？ 解释分子空间构型的成因 多原子分子的中心原子 形成更有利于成键的杂化轨道 杂化轨道专门用于形成键或容纳孤电子对，而键与杂化轨道无关！杂化轨道理论简介sp2 杂化态l 同一个原子的一个 ns 轨道与两个np 轨道进行杂化l 形成三个 sp2 杂化轨道。lsp2 杂化轨道间的夹角是120l 决定了分子的空间构型为平面正三角形。2s2pB的基态2p2s激发态正三角形BF3分子形成BFFF激发120杂化轨道理论简介碳的sp2杂化过程碳的三条sp2杂化轨道用于形成键或容纳孤电子对，那么未参与杂化的

9、2pz轨道里的单电子怎么办呢？杂化轨道理论简介C2H4 乙烯的结构杂化轨道理论简介l 同一个原子的一个 ns 轨道与一个np 轨道进行杂化l 形成两个 sp 杂化轨道。lsp 杂化轨道间的夹角是180l 决定了分子的空间构型为直线形。BeCl2分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化sp杂化态杂化态杂化轨道理论简介碳 的s p杂化过程碳的两条sp杂化轨道用于形成键或容纳孤电子对，那么 未 参 与 杂 化 的2py、2pz轨道里的单电子怎么办呢？杂化轨道理论简介l 你注意到了什么？ 杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子 即： 说明：通过VSEPR理论推算出来的价层电子

10、对的数量，与杂化轨道的数量是一样的。 例：CO2的价层电子对为2，即杂化轨道数量也为2。是sp杂化。杂化轨道数= 中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数0+2=2sp直线形0+3=3sp2平面三角形0+4=4sp3正四面体形1+2=3sp2V形1+3=4sp3三角锥形2+2=4sp3V形代表物价层电子对数杂化轨道类型 分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介l 杂化轨道理论的应用范围？ 通常是先用VSEPR理论推算出分子的空间构型，如果需要探讨其成因的话，就用杂化轨道理论加以解释。 但是，有时VSEPR理论不适用的时候，用杂化轨道理

11、论可直接推导出分子的构型。如：乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2），中心原子C有两个，不适用VSEPR理论。 乙烯中的C原子形成了一个键，3个键，无孤电子对 乙炔中的C原子形成了两个键，2个键，无孤电子对sp2sp（双键两侧原子）（三键两侧原子）第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质复习用VSEPR理论推算出铵根（NH4+）、水合氢离子（H3O+）的空间构型、杂化方式。物质价层电子对数杂化方式分子结构NH4+H3O+0+4=4sp3正四面体1+3=4sp3三角锥形思考：氮原子形成三个共价键即可达到8电子稳定结构，而铵根（NH4+）的氮原子却形成了四个共价键，这种情况该如何解释？配位键属性：共

12、价键的一种。特点：共用电子对不是由两原子各提供一个电子来形成，而是完全来自一个原子。另一个原子提供空轨道来容纳这一对电子对。记作：ABA为提供电子对的一方，B为提供空轨道的一方。配位键注意：u 配位键只是在成键过程中与一般共价键不同。但形成配位键后，就与一般共价键没有任何区别了。u 配位键既可以是键，也可以是键。u 杂化轨道可用于形成配位键类型的键，因为杂化轨道可容纳孤电子对，也可用空轨道杂化。u 共价键可分为配位键与一般共价键两类。配位键配位键形成的目的：u 分子中，某原子如果已经达到8电子稳定结构，仍可以用孤电子对形成更多的键。例如，硫酸分子中的硫原子。u 分子中，某原子的价电子层若存在空

13、轨道，也可以接受其他原子的孤电子对，使自己达到8电子稳定结构。例如，Al2Cl6分子中的铝原子。配位键例：请画出NH3BF3的结构式、电子式（已知分子中N原子、B原子已经达到8电子稳定结构）思考：已知Cu2+、SO42均为无色离子，为什么CuSO4溶液呈蓝色？因为溶液中存在水合铜离子，Cu2+4H2O=Cu(H2O)42+ （蓝色）配位化合物u 定义：由金属离子(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，称为配位化合物。简称配合物。u 要点：金属离子提供空轨道；配体中的某个原子提供孤电子对。内界里用配位键连接金属离子与配体；内界与外界之间有离子键。配位化合物仿照书上Cu(N

14、H3)42+的结构简式，写出Cu(H2O)42+的结构简式2+ 注意箭头从哪个原子出发！ 注意箭头的指向！ 注意右上角的电荷量！配位化合物u 实验2-2：制备Cu(NH3)4SO4H2O晶体。原理：Cu2+ + 2NH3H2O = Cu(OH)2 + 2NH4+（生成蓝色沉淀）Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu(NH3)42+ + 2OH（生成深蓝色溶液）加入乙醇，析出的是Cu(NH3)4SO4H2O晶体。配位化合物例：具有6个配体的Co3+的配合物CoClmnNH3，若1mol配合物与AgNO3作用生成1mol AgCl沉淀，则m、n的值是？答：根据化合价为零的原则，m=3，n不确定；1mol该配合物虽然有3mol的Cl原子，但是只有1mol的氯原子是真正电离出来的，从而与1mol银离子形成AgCl沉淀。说明未电离的2mol 的氯原子处于配合物内界；内界总共是6个配体，说明NH3 共有4mol，n=4该配合物的化学式为CoCl2(NH3)4Cl配位化合物叶绿素为镁卟啉化合物，主要吸收红光、蓝光，因此溶液呈绿色。配位化合物往往都有着绚烂多彩的颜色，这些颜色装点着整个世界。Fe3+与SCN-的配合物 血红Fe3+与 苯酚的配合物