杂化轨道幻灯片.ppt

1、H：1s1H：1s1,O:1s22s22px12py12pz2,N:1s22s22px12py12pz1,H：1s1H：1s1H：1s1,键角理论实测90104.5,键角理论实测9010718,4.2.3杂化轨道（hybridorbital）,新理论的提出,1,6C核外电子排布,问题：,2s22p22s22px12py12pz0,2.有几个单电子？3.在形成共价键时可以和几个单电子配对？4.和H形成的C-H化合物中，应该形成CH2,但实际上是形成了CH4，怎样解释？,2,成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道杂化轨道,一、基本要点,轨道成分变了,总之，杂化后的轨道,轨道的能量变了

2、,轨道的形状变了,结果，当然是更有利于成键！,变了,杂化后轨道伸展方向，形状和能量发生改变,杂化前后轨道数目不变,4.2.3杂化轨道（hybridorbital）,P52,3,二、杂化轨道的种类,sp型spd型,a)按参加杂化的轨道分类,sp、sp2、sp3杂化；,sp3d、sp3d2杂化等。,b)按杂化轨道能量是否一致分类,等性杂化,如C的sp3杂化,4条sp3杂化轨道能量一致,不等性杂化,如O的sp3杂化,4条sp3杂化轨道能量不相等。,4,判断是否等性杂化，要看各条杂化轨道的能量是否相等，不看未参加杂化的轨道的能量。,又如C的sp2杂化,形成3个能量相等的sp2杂化轨道，属于,等性杂化。

3、,5,三、各种杂化轨道在空间的几何分布1sp杂化两条杂化轨道呈直线形分布互成180角。,6,BeCl2分子的成键过程：Be：2s22p02s12p1(sp)1(sp)1Cl:3s23p53px13py23pz2Cl:3s23p53px13py23pz22个sp分别与Cl的3px形成2个sp-p键,7,乙炔分子直线形,两点结论1)分子构型由键确定；2)键在键基础上形成。,Cpypzsp杂化，sp1s，spsp均为键。分子为直线形。,8,例如CO2,SP2,9,2sp2杂化,一个s轨道和二个p轨道杂化，产生三个等同的sp2杂化轨道，sp2杂化轨道间夹角120，呈平面三角形。,10,BCl3BF33

4、个键，1个46键。分子是平面三角形，键角120，NO3-,CO32-,SO3是sp2杂化,11,12,苯C6H6平面正六边形Csp2等性杂化3条杂化轨道互成120角。CC键sp2sp2CH键sp21s键角CCC120，HCC120。,13,3sp3杂化,14,等性sp3杂化CH4,C:2s22p2,15,16,PCl5三角双锥Psp3d杂化,4spd杂化,17,S,18,H2OV形结构，Osp3不等性杂化。sp3不等性杂化,5不等性杂化,不等性sp3杂化,孤对电子,19,NH3:N:2s22p32s12p4(sp3)1(sp3)1(sp3)1(sp3)2H:1s1H:1s1H:1s1,NH3：

5、3个键，N上有1对孤对电子,NH3三角锥形Nsp3不等性杂化,20,HNH角小于10928，为10718。,21,总结,杂化轨道类型,参加杂化轨道,杂化轨道数目,成键轨道键角,分子空间构型,实例,中心原子,BeHg,sp,sp2,sp3,sp3(不等性),1个s、1个p,1个s、2个p,1个s、3个p,1个s、3个p,2,3,4,4,180,120,10928,直线型,平面三角形,(正)四面体,三角锥型,V型,BeCl2,HgCl2,BF3,BCl3,CH4,CHCl3,NH3,H2O,H2S,PH3,B,C,NP,OS,AB,A,A,A,A,22,思考题：解释CCl4，C2H2，CO2，NH

6、4+，H3O+的分子构型。,已知：C2H2，CO2均为直线型；,的构型为：,分子的空间构型与杂化轨道的空间构型,一致为等性杂化,不一致为不等性杂化,VSEPR,23,用杂化轨道理论说明SO2分子的成键过程：S采取sp2杂化方式,S:3s23p4(sp2)2(sp2)1(sp2)1(pz)2O:2s22p42px12py22pz1O:2s22p42px12py22pz1,S不等性sp2杂化，V形结构，同时存在一个34,O3,24,25,试用杂化轨道理论解释下面问题：,NH3、H2O的键角为什么比CH4小？CO2的键角为何是180？乙烯为何取120的键角？,在BCl3和NCl3分子中，中心原子的氧

7、化数和配体数都相同，为什么两者的空间分子结构却不同？,还是杂化形式不同,杂化形式不同,26,共轭大键,离域键是由三个或三个以上原子形成的键。三个或三个以上原子用s键联结起来满足下列条件，则可以生成离域键：(1)这些原子都在同一平面上；每一原子有一互相平行的p轨道(或d轨道，或p,d轨道)(2)形成大键的原子轨道能量应相近(3)p电子的数目小于p轨道数目的两倍。,大键的表示方法:,电子数,平行p轨道数,27,共轭大键,离域键是由三个或三个以上原子形成的键，不同于两原子间的键。在三个或三个以上用s键联结起来的原子之间，如能满足下列条件，则可以生成离域键：(1)这些原子都在同一平面上；每一原子有一互

8、相平行的p轨道(或d轨道，或p,d轨道)(2)形成大键的原子轨道能量应相近(3)p电子的数目小于p轨道数目的两倍。,28,共轭大键,CO2的碳原子取sp杂化轨道,它的两个未参加杂化的p轨道在空间的取向是跟sp杂化轨道的轴相互垂直。CO2分子里有两套3原子4电子符号为34的p-p大键。,大键的表示方法:,电子数,平行p轨道数,I路易斯结构式II分子中有2套III大键平行p轨道的结构式,29,基本要点：,分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关。,价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。,LP-LPLP-BPBP-BP,4.2.4价层电子对互斥理论,（VSEPR法）,孤孤,孤成,成成,推断步

9、骤,30,推断分子或离子的空间构型的具体步骤：,确定中心原子的价层电子对数，以AXm为例(A中心原子,X配位原子)：,原则：A的价电子数=主族序数；,配体：H和卤素每个原子各提供一个价电子,氧与硫不提供价电子；,正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。,例：VP()=(6+40+2)=4,电子对与构型,31,确定电子对的空间构型：,VP=2直线形,VP=3平面三角形,VP=4正四面体,VP=5三角双锥,VP=6正八面体,分子构型,32,确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。,LP=0:分子的空间构型=电子对的空间构型,VP=(2+2)=2直线形,VP=(3+3)=3平面三角形,VP=

10、(4+4)=4四面体,VP=(5+5)=5三角双锥,VP=(6+6)=6八面体,例如：,LP0,33,LP0：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。,3,4,6,1,1,2,1,2,SnCl2,平面三角形V形,NH3,四面体三角锥,H2O,四面体V形,IF5,八面体四方锥,XeF4,八面体平面正方形,VP5,34,电子对数配体数孤电子对数电子对构型分子构型(m)(n)(mn)321三角形“V”字形,35,孤对孤对00,孤对孤对001,5对电子，4个配体，1对孤对电子，有2种情况供选择：甲乙,5对电子，3个配体，2对孤对电子，有3种情况供选择：甲乙丙,结论：乙种稳定，称“T”字形。,孤对成键23,成键成键43,从90方向上的分布情况看，甲稳定，称变形四面体。,孤对成键643,成键成键022,36,6对电子对1对孤对电子四角锥6对电子对2对孤对电子正方形,37,6888510344435三角形正四面体正四面体正四面体三角形三角双锥,分子构型三角形V字构型三角锥正四面体V字形T字形,38,2多重键的处理某配体（非VIA族）与中心之间有双键或三键时，价层电子对数减1或减2。,如，乙烯以左碳为中心电子总数4+12+2=84对减13对3个配体平面三角形。注意，这里是以左碳为中心讨论的。,39,进一步讨论影响键角的因素：,键