杂化轨道理论配合物理论

第2课时杂化轨道理论、配合物理论1.了解杂化轨道理论的基本内容。2.能根据有关理论判断简单分子或离子的空间构型。3.了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键情况。杂化轨道理论及其应用。一、杂化轨道理论1.杂化与杂化轨道(1)轨道的杂化。原子内部能量相近的原子轨道重新组合生成与原轨道数目相等、能量相同的一组新轨道的过程。(2)杂化轨道。杂化后形成的能量相同的一组新的原子轨道。2.杂化轨道的类型及空间构型杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目杂化轨道的数目杂化轨道间的夹角杂化轨道的空间构型实例1个s轨道1个p轨道1个s轨道2个p轨道1个s轨道3个p轨道234180°120°109°28′直线形平面三角形正四面体形CO2、C2H2BF3、苯、乙烯CH4、CCl4二、配合物理论1.配位键共用电子对由成键原子_____提供而跟另一个原子形成的_______，即“电子对__________键”，是一类特殊的共价键。2.配位化合物金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以_______结合形成的化合物,简称配合物。单方共价键给予-接受配位键3.配合物形成举例实验操作实验现象有关离子方程式Cu2++2NH3·H2O====Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3====［Cu(NH3)4］2++2OH-滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体溶液颜色变红Fe3++3SCN-====Fe(SCN)31.任意两个原子轨道都能发生杂化吗？提示：不是，只有能量相近的原子轨道才能杂化。2.杂化方式相同的分子，空间构型一定相同吗？提示：不一定。如CCl4和CH4是sp3杂化，空间构型是正四面体形；NH3也是sp3杂化，其空间构型是三角锥形。3.任何分子都能形成配位键吗？提示：不是，形成配位键的两方必须是一方有孤电子对，一方有能接受孤电子对的空轨道。一、杂化轨道理论1.已知“杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数”，据此探究CO2、CH2O、CH4、SO2、NH3、H2O的杂化轨道类型。0+2=20+3=3sp20+4=4sp31+2=3sp21+3=4sp32+2=4sp3sp2.讨论BeCl2、BF3等分子的形成过程以及它们的中心原子采取的是哪种杂化类型？它们分别具有什么样的分子构型？提示：气态BeCl2分子的结构：铍原子的电子层结构是1s22s2，在激发态下，铍的一个2s电子可以进入2p轨道，经过杂化形成2个sp杂化轨道，与2个氯原子中的3p轨道重叠形成2个sp-pσ键。由于杂化轨道间的夹角为180°，所以形成的BeCl2分子的空间构型是直线形的。如图所示：BF3分子的结构，硼原子的电子层结构为1s22s22px1,当硼与氟反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使硼原子的电子层结构变为1s22s12px12py1。硼原子的2s轨道和两个2p轨道杂化，组合成三个sp2杂化轨道，硼原子的三个sp2杂化轨道分别与三个氟原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2-pσ键，由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120°,所以BF3分子具有平面三角形结构。如图所示：3.为什么CH4、NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，但键角却分别为109°28′、107°、105°？提示：因为CH4分子的中心原子碳原子上无孤电子对，4个σ键伸向正四面体的4个顶点，键角为109°28′，NH3分子中氮原子上有一对孤电子对，孤电子对对另外三个σ键产生排斥作用，使三个σ键的键角变小，同理，H2O分子的氧原子上有2对孤电子对，对σ键排斥力更大，故键角更小。中心原子杂化类型的确定方法(1)以价层电子对互斥理论判断分子的VSEPR构型;(2)记住VSEPR构型与杂化方式的关系;直线sp1平面三角四面体sp3【典题训练】指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。【解题指南】解答本题要注意两个方面：(1)杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键个数。(2)当没有孤电子对时，杂化轨道的空间构型和分子的空间构型相同。【解析】(1)PCl3中磷原子为sp3杂化，与NH3、NCl3中的氮原子相似，分子构型为三角锥形。(2)BCl3与BF3相似，硼原子为sp2杂化，分子构型为平面三角形。(3)CS2和CO2相似，碳原子为sp杂化，分子构型为直线形。(4)乙烯中的C采用sp2杂化，分子构型是平面形。答案：【互动探究】(1)乙烯分子中σ键成键轨道完全相同吗?(2)前三种物质的中心原子还能作为中心离子形成配合物吗？提示：(1)不完全相同。乙烯中有两类σ键，C、H之间的σ键是C的sp2杂化轨道和H的s轨道形成的，C、C之间的σ键是C的sp2杂化轨道与C的sp2杂化轨道形成的。(2)在这三种分子中，只有BCl3中的硼原子有空轨道，可以作为中心离子形成配合物。二、配合物理论1.把CuSO4、CuCl2·2H2O、CuBr2、NaCl、K2SO4、KBr溶于水后，观察现象并思考：哪些现象能够说明溶液的颜色是水合铜离子的颜色？提示：前三种物质的溶液呈天蓝色，而后三种物质的水溶液均为无色，这说明溶液的蓝色是铜盐特有的，而硫酸铜呈白色，这说明溶液的蓝色不是由铜离子引起的，而是由铜离子和水生成的新物质引起的。2.实验室配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，为什么？提示：因为氨水呈弱碱性，滴入AgNO3溶液中，会形成AgOH白色沉淀，当氨水过量时，NH3分子与Ag+形成［Ag(NH3)2］+配离子，配离子很稳定，会使AgOH逐渐溶解，反应过程如下Ag++NH3·H2O====AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3====［Ag(NH3)2］++OH-“出现