高二化学分子的空间构型 苏教

1、专题四 分子空间构造与物质性质第一单元 分子构型与物质的性质分子的空间构型复习回忆共价键键键键参数键能键长键角衡量化学键的强弱描述分子的立体构造的重要因素成键方式 “头碰头,呈轴对称成键方式 “肩并肩,呈镜像对称形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2OCOCl2NH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70问题 C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型键长、键能一样，键角一样为10928？2s 2px 2py 2pz问题：2s 2px 2py 2pz C为了解决这一矛盾

2、，鲍林提出了杂化轨道理论，1.杂化轨道理论简介2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3 杂化态CHHHH10928激发它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个能量相等、成分一样的sp3杂化轨道，夹角109 28 ，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如以下图所示：等性sp3 杂化 原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进展混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。SP2等性sp2 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进展杂化组合为 sp2

3、 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120，分子的几何构型为平面正三角形。2s2pB的基态2p2s激发态正三角形sp2 杂化态BF3分子形成BFFF激发120碳的sp2杂化轨道sp2杂化：三个夹角为120的平面三角形杂化轨道。 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。BeCl2分子形成激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化直线形sp杂化态键合直线形化合态Cl Be Cl180等性sp 杂化碳的sp杂化轨道sp杂化：夹角为180的直线形杂化轨道。 根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？CCsp3sp2spCCC

4、C1、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，那么其中有2个键，用去了2个p轨道，形成的是sp杂化；如果有1个双键那么其中有1个键，形成的是sp2杂化；如果全部是单键，那么形成的是sp3杂化。2、没有填充电子的空轨道一般不参与杂化.一般方法2杂化的分类: 由原子轨道组合成一组简并杂化轨道的杂化过程称为等性杂化。完全由一组具有未成对电子的原子轨道或空轨道参与的杂化都是等性杂化。 如果杂化后所得到的一组杂化轨道并不完全简并，那么称为不等性杂化。有孤对电子参与的杂化都是不等性杂化。 应该指出，等性杂化并不表示形成的共价键等同。例如，CHCl3 为变形四面体，分子中三个 键与 键并不等同，但

5、C 采取的杂化方式仍是 sp3 等性杂化。 基态N的最外层电子构型为 2s22p3，在H影响下，N 的一个2s轨道和三个2p 轨道进展sp3 不等性杂化，形成四个sp3 杂化轨道。其中三个sp3杂化轨道中各有一个未成对电子，另一个sp3 杂化轨道被孤对电子所占据。 N 用三个各含一个未成对电子的sp3 杂化轨道分别与三个H 的1s 轨道重叠，形成三个 键。由于孤对电子的电子云密集在N 的周围，对三个 键的电子云有比较大的排斥作用，使 键之间的键角被压缩到 ，因此NH3 的空间构型为三角锥形。NH3 的空间构型 基态O 的最外层电子构型为2s22p4，在 H 的影响下，O 采用sp3 不等性杂化

6、，形成四个sp3 杂化轨道，其中两个杂化轨道中各有一个未成对电子，另外两个杂化轨道分别被两对孤对电子所占据。O 用两个各含有一个未成对电子的sp3杂化轨道分别与两个H 的 1s 轨道重叠，形成两个 键。由于O的两对孤对电子对两个 键的成键电子有更大的排斥作用，使 键之间的键角被压缩到 ，因此 H2O 的空间构型为角型。 的空间构型杂化类型 sp sp2sp3杂化轨道排布 直线形 三角形 四 面 体杂化轨道中孤对电子数 分子空间构型 直线形 三角形 正四面体 三角锥形 角 形 实 例 BeCl2BF3CCl4NH3H2O键 角 180 120 0 0 0 1 2几种常见的杂化轨道类型 共价分子的

7、几何外形取决于分子价层电子对数目和类型。分子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,而趋向尽可能远离以减小斥力而采取对称的空间构型。价层电子对互斥理论3、确定分子空间构型的简易方法： 利用价层电子对互斥理论预测分子或离子的空间构型的步骤如下： 1确定中心原子的价层电子对数： 价层电子对数中心原子的价电子数 配位原子提供的电子数离子电荷数 )/2式中：中心原子的价电子数=主族序数 例如：B：3，C：4，N：5，O：6，X：7，稀有气体：8 配位原子提供的价电子数： H与卤素：1，O与S为0 N原子做配位原子时为-1当中心原子的价电子数为奇数时要加1 例如：SO42- VP=(6+0+

8、2)/2=4 价层电子对数 2 3 4 5 6电子对排布方式 直线形平面三角形 四面体 三角锥 八面体二、价层电子对互斥理论的应用实例 在CH4 中，C 有4个电子，4个H 提供4个电子，C 的价层电子总数为8个，价层电子对为4对 。C 的价层电子对的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对，因此 CH4 的空间构型为正四面体。一 CH4 的空间构型二 的空间构型 在 中，Cl 有7个价电子，不提供电子，再加上得到的1个电子，价层电子总数为个，价层电子对为4对。Cl的价层电子对的排布为四面体，四面体的 3 个顶角被3个O占据，余下的一个顶角被孤对电子占据，因此 为三角锥形。三 PCl5

9、的空间构型 在 PCl5 中，P 有5个价电子，5 个Cl分别提供1个电子，中心原子共有5对价层电子对，价层电子对的空间排布方式为三角双锥，由于中心原子的价层电子对全部是成键电子对，因此PCl5 的空间构型为三角双锥形。 利用价层电子对互斥理论，可以预测大多数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或离子的空间构型。中心原子的价层电子对的排布和 ABn 型共价分子的构型价层电子对排布 成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布方式 分子构型 实 例直线形 23平面三角形2 0 AB2直线形HgCl23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形 BF3角形PbCl2价层电子对数 价层电子对

10、排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例布方式 4四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体 CH4三角锥形 NH3角形H2O价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排分子构型 实 例布布方式体5三角双锥50 AB54 1 AB43 2 AB32 3 AB2三角双锥 PCl5变形四面 SF4T形 ClF3直线形价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排分子构型 实 例布布方式形6八面体60 AB651 AB542 AB4正八面体 SF6四方锥形IF5平面正方1、写出HCN分子和CH2O分子的构造式。2对HCN分子和CH2O分子的立体构造进展预测。 3写出HCN分子和CH2O分子的中心原子的杂化类型。4分析HCN分子和CH2O分子中的键。科学探究:直线形 平面三角形sp杂化 sp2杂化2个键1个键1、以下分子中的中心原子杂化轨道的类型一样的是 ( )ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2