分子构型与物质的性质

1、分子构型与物质的性质第1页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一分子构型与物质的性质请完成下列各题:写出C、N、S的电子排布式和轨道表示式第2页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一分子构型与物质的性质请完成下列各题:甲烷分子的空间构型是什么？ 思考：甲烷分子中的C原子的电子排布式是1s22s22p2，只能形成两个共价键，且键角应该是大约900，而现在形成四个共价键，且键角是109.50，怎么解释？第3页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一一、分子的空间构型（一）杂化轨道理论 原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加，原子在成键时

2、，同一原子中能量相近的不同类型的原子轨道重新组合为一组新轨道。这种重新组合称为杂化；杂化后的原子轨道称为杂化轨道。 第4页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一CH4分子中C原子的杂化和成键情况 CH4分子中的C原子是sp3杂化，4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，与4个H原子的1s轨道形成4个相同的键。CH4分子具有正四面体的空间构型1、CH4 sp3杂化 第5页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一关于杂化轨道的注意点（1）只有能量相近的轨道才能相互杂化（如2s，2p）,空轨道一般不参与杂化。（2）原子轨道的杂化只在成键过程中才会发生。（3）杂化前后轨

3、道数目不变，但形状、方向、能量改变。（4）杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。（5）杂化轨道所形成的均为键第6页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一 思考题：为了满足生成BF3和BeCl2的要求，B和Be原子的价电子排布应如何改变？用轨道式表示B和Be原子的价电子结构的改变。 BF3中的B是sp2杂化，BeCl2中的Be是sp杂化。 第7页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一2、BF3 sp2杂化2s2p轨道2s2p2s2psp2激发 杂化 正三角形*CH2= CH2第8页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一3、BeCl2 sp杂化直线形2

4、s2p2s2psp2pexcited hybridization *CHCH第9页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一 挑战自我：NH3、H2O分子分别是三角锥形分子、V形分子，如何用杂化轨道的知识解释。 NH3、H2O分子中N、O原子都是sp3杂化，由于孤电子对的影响使键角都小于109.50。 NH3、H2O键角分别为107.30、104.50。 第10页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一杂化类型SPSP2SP3参与杂化轨道数1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p杂化轨道数2个sp3个sp24个sp3几种常见的杂化轨道类型第11页，共24页，2022

5、年，5月20日，9点56分，星期一杂化类型SPSP2SP3杂化轨道空间取向孤对电子数分子空间构型实例键角直线正三角形正四面体00012直线正三角形正四面体三角锥V形BeCl2乙炔BF3乙烯CH4NH3H2O1801201092810718104.5第12页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一分子构型与物质的性质 思考题：观察书本P62图，回答乙烯与乙炔分子的成键情况。乙烯 sp2杂化 5个键，1个键乙炔 sp杂化 3个键，2个键第13页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一三键sp2个键用2个p轨道双键Sp21个键用1个p轨道全单键Sp3无键关于碳原子的成键第

6、14页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一一、分子的空间构型（二）价层电子对互斥理论（VSEPR） 分子中的价电子对（包括成键电子对和孤对电子对）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。第15页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一预测分子（或离子）空间构型的简易方法 用分子或离子中的价电子对数去判断!1、对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），确定中心原子价层电子数n n中心原子的价电子数每个配位原子提供的价电子数m 2离子电荷数 中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。 配位原子中卤素原子、氢原子提供一

7、个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。 孤对电子数(n-m) 第16页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一 请判断下列分子价电子对的几何分布构型分子BeCl2BF3CH4CO2NH3H2O价电子对数几何构型2直线形3平面三角形4正四面体2直线形4正四面体4正四面体第17页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一请判断下列分子的几何构型分子BeCl2BF3CH4CO2NH3H2O价电子对数234244价电子几何构型直线形平面三角形正四面体直线形正四面体正四面体分子几何构型直线形平面三角形正四面体直线形三角锥形V形第18页，共24页，2022年，5月20日，9

8、点56分，星期一杂化轨道数 = 价电子对数BeCl2BF3CH4NH3H2O第19页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一*孤对电子对对键角的影响 孤对电子对孤 孤成键电子对 成成第20页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一一、分子的空间构型（三）等电子原理 具有相同价电子数（指全部电子总数或价电子总数）和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征和物理性质。1、等电子体特征：组成微粒原子数目相同组成微粒价电子数相同分子结构相似第21页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一 下列各组分子中所含电子数和价电子总数均相等的是 A、H2O、H2S B、HF、NH3 C、CO、CO2 D、NO2、SO2答案：B第22页，共24页，2022年，5月20日，9点56分，星期一 根据等电子原理，判断下列各组分子属于等电子体的是 A、H2O、H2S B、HF、NH3 C、CO、CO2 D、NO2、SO2答案：