杂化轨道上课

C的价电子中只有两个未成对电子，为什么CH4分子中C形成四个共价键？3个相互垂直的2p和一个球形的2s与氢原子4个1s原子轨道重叠不可能得到正四面体构型的甲烷

疑问？2P第1页/共36页第一页，共37页。三、杂化轨道理论－解释分子的立体结构Pauling（鲍林）在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足。C原子基态原子电子排布图例CH42S2P第2页/共36页第二页，共37页。三、杂化轨道理论－解释分子的立体结构（一）杂化理论要点：

1.在形成分子时，每一原子中能量相近的“轨道”会发生重组，形成新的原子轨道，这个过程称“杂化”，新的原子轨道称“杂化轨道”。

2.杂化前后原子“轨道”总数不变，但能量趋于平均化，“杂化轨道”对称性更高,利于成键。

3.原子可用“杂化轨道”与其它原子的轨道重叠形成共价键。Pauling（鲍林）在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足。第3页/共36页第三页，共37页。（二）杂化类型1、sp3杂化：例CH4第4页/共36页第四页，共37页。sp3杂化轨道的形成过程

xyzxyzzxyzxyz109°28′基态原子激发态原子1个S轨道和3个P轨道4个相同的SP3杂化轨道混杂第5页/共36页第五页，共37页。实例分析2：

试分析BeCl2分子的形成和空间构型。2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化，组成夹角为1800

的2个能量相同的sp杂化轨道，所以BeCl2分子的空间构型为直线型。第6页/共36页第六页，共37页。sp杂化轨道的形成过程

xyzxyzzxyzxyz180°第7页/共36页第七页，共37页。实例分析2：试说明BF3分子的空间构型。1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化，形成夹角均为1200的3个完全等同的SP2杂化轨道。所以BF3分子的空间构型为平面正三角型。第8页/共36页第八页，共37页。sp2杂化轨道的形成过程

xyzxyzzxyzxyz120°第9页/共36页第九页，共37页。杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道间夹角18001200109028’

空

间

构

型直线正三角形正四面体实

例BeCl2,

C2H2BF3

,C2H4CH4

,CCl4三种杂化轨道的比较

第10页/共36页第十页，共37页。（三）杂化轨道的应用范围:

杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参加成键的孤电子对。杂化轨道个数=价层电子对数（未参与杂化的p轨道可形成键）

杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的中心原子价层电子对数，再由杂化轨道数判断杂化轨道类型。第11页/共36页第十一页，共37页。互斥模型（VSEPR）与杂化轨道类型价层电子对数

杂化类型

VSEPR模型

2sp杂化直线形

3sp2杂化平面三角形

4sp3杂化四面体形了解

5sp3d(或dsp3)杂化三角双锥形

6sp3d2(或d2sp3)杂化正八面体利用中心原子杂化轨道类型可判断分子的立体构型第12页/共36页第十二页，共37页。一般方法：1、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，则其中有2个π键，用去了2个P轨道，形成的是SP杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，形成的是SP2杂化；如果全部是单键，则形成的是SP3杂化。2、没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。第13页/共36页第十三页，共37页。例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3

C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B第14页/共36页第十四页，共37页。例题二：对SO2与CO2说法正确的是()A．都是直线形结构

B．中心原子都采取sp杂化轨道

C．S原子和C原子上都没有孤对电子

D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构D第15页/共36页第十五页，共37页。课堂练习1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl42.下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A.H2OB.CO2C.C2H2D.P4BBC第16页/共36页第十六页，共37页。无色实验2-1固体颜色溶液颜色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。CuOH2H2OH2OH2O2+第17页/共36页第十七页，共37页。第18页/共36页第十八页，共37页。1、配位键：共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成的共价键叫配位键。是一种特殊的共价键。2、配位化合物：中心离子（或原子）与配位体(某些分子或离子)以配位键的形式结合而成的化合物。CuOH2H2OH2OH2O2+①可用A→B表示A表示提供孤对电子的原子，叫电子给予体或配体，常为N、O、P、S、卤素的原子或离子B表示接受电子的原子，叫接受体，一般为过渡金属②形成配位键的条件：一个原子提供孤对电子，另一原子提供空轨道第19页/共36页第十九页，共37页。2+CuNH3H3NNH3NH3实验2-2已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成了[Cu(NH3)4]2+

，其结构简式为：试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O蓝色沉淀深蓝色溶液第20页/共36页第二十页，共37页。实验2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血红色例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3

C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B例题二：下列分子或离子中都存在着配位键的是()A．NH3、H2OB．NH4+

、H3O+

C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+

、PCI3B由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。第21页/共36页第二十一页，共37页。配合物理论简介一、配合物的组成第22页/共36页第二十二页，共37页。配离子：[Cu(NH3)4]2+[Ag(CN)2]-配合物：

配盐：[Cu(NH3)4]SO4[Cu(H2O)4]SO4.H2O

配酸：H2[PtCl6]

配碱：[Cu(NH3)4](OH)2配合分子：Ni(CO)4[Co(NH3)3Cl3]第23页/共36页第二十三页，共37页。

1.中心离子或原子(也称形成体)有空轨道

主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金属元素的离子；

或是具有高氧化数的非金属元素，硼，硅、磷等，如Na[BF4]中的B(Ⅲ)、K2[SiF6]中的Si(Ⅳ)和NH4[PF6]中的P(Ⅴ)；

或是不带电荷的中性原子，如[Ni(CO)4],[Fe(CO)5]中的Ni,Fe都是中性原子，

碱金属、碱土金属等可作为螯合物的形成体。第24页/共36页第二十四页，共37页。中心离子：也有中性如：Ni(CO)4、Fe(CO)5多核配合物：[(H3N)5Cr-O-Cr(NH3)5]X4(卤化μ－氧＋氨合二铬（III））第25页/共36页第二十五页，共37页。[Cu(NH3)4]SO4中，NH3是配位体，N为配位原子。2.

配位体和配位原子有孤对电子a.单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子)含氮配位体NH3,NCS-;含硫配位体SCN-;含卤素配位体F-,Cl-,

Br-,

I-;含碳配位体CN-,CO含氧配位体H2O,OH-，羧酸，醇，醚等b.多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子)

乙二胺NH2一CH2一CH2一NH2简写为en，乙二胺四乙酸根（EDTA）等。第26页/共36页第二十六页，共37页。单齿配体：NH3、Cl－双齿配体：en四齿配体：氨基三乙酸人们形象地把含多齿配体的配合物称为螯合物第27页/共36页第二十七页，共37页。

3．配位数与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。例：[AlF6]3-

配位数6、[Cu(NH3)4]SO4配位数4、

[Co(NH3)2(en)2](NO3)3配位数6*中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有利于形成配位数较高的配合物。

常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系：中心离子的电荷：+1+2+3+4

常见的配位数：24(或6)6(或4)6(或8)*中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，配位数越大。第28页/共36页第二十八页，共37页。[AlF6]3-[AlCl4]-[BF4]-[AgI2]-[AgI4]2-

从这些配离子你看出配位数有什么规律？第29页/共36页第二十九页，共37页。

4.配离子的电荷配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和。如K2[PtCl4]第30页/共36页第三十页，共37页。5、配位化合物的命名配位数—配位体名称—合—中心离子(用罗马数字表示氧化数)，用二、三、四等数字表示配位体数。不同配位名称之间用圆点“·”分开。阴离子次序为：简单离子——复杂离子——有机酸根离子。中性分子次序为：NH3—H2O—有机分子。第31页/共36页第三十一页，共37页。

⑴．配位阴离子配合物--配位阴离子“酸”外界

⑵．配位阳离子配合物——

“某化某”或“某酸某”

⑶．中性配合物K2[SiF6]六氟合硅(Ⅳ)酸钾K[PtCl5(NH3)]五氯·一氨合铂(Ⅳ)酸钾[Co(NH3)6]Br3

三溴化六氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)2(en)2](NO3)3

硝酸二氨·二（乙二胺）合钴（Ⅲ）[PtCl2(NH3)2]二氯·二氨合铂(Ⅱ)[Ni(CO)4]四羰基合镍(0)第32页/共36页第三十二页，共37页。

6、配合物的盐与复盐的比较

复盐,能电离出两种或两种以上阳离子的盐如明矾KAl(SO4)2·12H2O、光卤石KCl·MgCl2·6H2O等，仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各组分离子：

KAl(SO4)2·12H2O(溶于水)→K++Al3++2SO42-+12H2OKCl·MgCl2·6H2O(溶于水)→K++Mg2++3Cl-+6H2O

配合物盐，是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子：

[Cu(NH3)4]SO4·H2O→[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O第33页/共36页第三十三页，共37页。(1)CsRh(SO4)2.4H2O+BaCl2

无沉淀出现。[Rh(H2O)4(SO4)2]-(二硫酸根四水合铑（III））是配合物（2）光卤石：KCl.MgCl2.6H2O明矾：KAl（SO4）2

·12H2O不是配合物