第二章 第二节 分子的立体构型.ppt

1、第二节 分子的立体构型,1.了解共价键分子结构的多样性和复杂性。 2认识价层电子对互斥理论、杂化轨道理论和配合物理论。 3能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。 4会判断简单配合物的成键情况，了解简单配合物的命名方法。 5简单了解分子立体结构的测定办法。,一、形形色色的分子 分子的立体构型即分子的立体构型。是两个以上原子构成的分子中的原子的空间关系问题。 1三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。如：,基础知识梳理,180,105,直线形,V形,2.四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。如：,平面三角形,三角锥形,120,107,3.五原子分子的可能立体构型更多，最常见的

2、是正四面体形。如：,正四面 体形,正四面 体形,10928,10928,4.其他多原子分子,1.四原子分子的立体构型只有平面三角形和三角锥形吗？,思考,【思考提示】不是，还有一种正四面体形的立体构型如P4(白磷) ，其键角为60。,二、价层电子对互斥模型(VSEPR models) 1价层电子对互斥理论 在ABn型分子或离子中，中心原子A周围所配置的原子B(配位原子)的立体构型，主要取决于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥。这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布，以使彼此间的排斥能最小。,2VSEPR模型的用途 预测分子或离子的 。 (1)中心原子上的价电子都用于形成共价键的

3、分子的立体构型,立体构型,直线形,180,120,2,3,4,(2)中心原子上有孤电子对的分子的立体构型 对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。见下表。,V形,三角锥形,直线形,三角锥形,V形,三、杂化轨道理论简介 1杂化轨道理论 (1)杂化的概念 在形成分子时，由于原子的相互影响，若干能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程。 (2)杂化轨道 原子 所形成的新轨道。 (3)杂化轨道的分类 对于非过渡元素，由于ns和np能级接近，往往采用sp型杂化，而sp型杂化又分为：,轨道

4、重新组合,sp杂化：1个s轨道和1个p轨道间的杂化。 sp2杂化：1个s轨道和2个p轨道间的杂化。 sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道间的杂化。 (4)分子构型与杂化类型的关系 sp杂化,180,直线形,120,平面三角形,正四面体形,10928,2.用杂化轨道理论分析NH3呈三角锥形的原因。,思考,2几种常见分子的立体构型 NH4： ，NH3： ，H2O： ，HCHO： ，SO2： ，BeCl2： ，CO2： 。 3路易斯结构式 (1)表示 用短线表示键合电子，小黑点表示未键合的电子。如,正四面体形,三角锥形,V形,平面三角形,V形,直线形,直线形,(2)特点 既标出了 电子，又标出了 电子

5、，更有利于对物质立体构型的判断。 四、配合物理论简介 1配位键 (1)概念 共用电子对由 提供而跟另一个原子共用的共价键，即“ ”，是一类特殊的 。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由H2O提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受H2O的孤电子对形成的。,成键,未成键,一个原子单方面,电子对给予接受键,共价键,(2)表示 配位键可以用AB来表示，其中A是 孤电子对的原子，叫做 ；B是 孤电子对的原子，提供 ，叫做 。,配位体,提供,接受,空轨道,中心原子,(3)实验,Cu2,天蓝色,2.配位化合物 (1)定义： 与某些 (称为 )以 结合形成的化合物，简称 。 (2)配合物的形成,金属离

6、子(或原子),分子或离子,配体,配位键,配合物,3.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？ 【思考提示】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配合离子，配合离子很稳定，会使AgOH逐渐溶解，反应过程如下： AgNH3H2O=AgOHNH4 AgOH2NH3=Ag(NH3)2OH,思考,1用价层电子对互斥理论判断共价分子构型的一般规则 (1)确定中心原子(A)的价电子层中的总电子数，即中心原子(A)的价电子数和配位体(X)提供的价电子数的总和。然后被2除，即为分子的中心原子(

7、A)的价电子层的电子对数。即对于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的价电子对数(n)为：,课堂互动讲练,(2)根据中心原子(A)周围的电子对数，找出相对应的理想几何结构图形。如果出现有奇数电子(有一个成单电子)，可把这个单电子当作电子对来看待。 (3)画出结构图，把配位原子排布在中心原子(A)周围，每一对电子联结1个配位原子，剩下的未结合的电子对便是孤电子对。 (4)根据孤电子对、成键电子对之间相互斥力的大小，确定排斥力最小的稳定结构，并估计这种结构对理想立体构型的偏离程度。,2用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的实例,用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体构型：,【解析】H

8、CN的分子结构中有CN，可将三键看作一对电子，根据VSEPR理论，分子应为直线形结构，VSEPR模型为：,NH4结构中具有4对成键电子，且都是完全等同的NH键，应向正四面体的四个顶点方向伸展才能使相互间的斥力最小。VSEPR模型与CH4类似，是正四面体形结构，VSEPR模型为：,H3O中含有孤电子对，结构与NH3相似，是三角锥形结构，VSEPR模型为： BF3分子中硼原子的价电子为3，完全成键，没有孤电子对，应为平面三角形分子。VSEPR模型为：,【答案】直线形正四面体形三角锥形 平面三角形,1若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是()

9、A若n2，则分子的立体构型为V形 B若n3，则分子的立体构型为三角锥形 C若n4，则分子的立体构型为正四面体形 D以上说法都不正确 解析：选C。若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小原则：当n2时，分子构型为直线形；n3时，分子构型为平面三角形；n4时，分子构型为正四面体形。,1杂化轨道的成键特点 (1)杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键与键之间排斥力的大小决定键的方向，即决定杂化轨道之间的夹角，键角越大，化学键之间的排斥力越小。 (2)sp杂化和sp2杂化的两种形式中，原子还有未参与杂化的p轨道，可用于形成键，而杂化轨道只能用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤电子

10、对。,2分子的构型与杂化类型的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成键时,(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时 由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，其分子不呈正四面体构型，而呈V形，氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。,下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是() BF3CH2CH2 CHCHNH3CH4 AB C D 【思路点拨】解答本题要注意以下三点： (1)sp杂化，分子构型为直线形。 (2)sp2杂化，分子构型为平面三角形。 (3)sp3

11、杂化，分子构型为四面体形或三角锥形。,【解析】sp2杂化轨道形成夹角为120的平面三角形，BF3为平面三角形且BF键夹角为120；C2H4 中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成键；同相似；乙炔中的碳原子为sp杂化；NH3中的氮原子为sp3杂化；CH4中的碳原子为sp3杂化。 【答案】A,2关于原子轨道的说法正确的是() A凡是中心原子采取sp3杂化形式成键的分子其立体构型都是正四面体形 BCH4分子中的sp3杂化轨道是由4个氢原子的1s轨道和碳原子的2p轨道混合形成的 Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合形成的一组能量相同的新轨道 D所有AB3型共价化合物中，其

12、中心原子A均采取sp3杂化形式成键 解析：选C。本题是对sp3杂化轨道的理解和应用。,1配合物的组成,一般中心原子(或离子)的配位数为2、4、6。 2形成配合物的条件 (1)配位体有孤电子对；(2)中心原子有空轨道。 3配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配位体的性质有关。 4配合物形成时的性质改变 (1)颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成； (2)溶解度的改变，如AgClAg(NH3)2。,5配离子的空间结构 当配位体在中心原子周围配位时，为了减少配位体(尤其是阴离子配位体)之间的静电排斥作用(或成键电

13、子对之间的斥力)，以达到能量上的稳定状态，配位体要尽量互相远离，因而在中心原子周围采取对称分布的状态。表中列出了不同配位数的配合单元的空间结构。,注：图中“o”代表中心原子，“”代表配位体。 从表中看出，不仅配位数不同时，配离子的空间构型不同，即使配位数相同，由于中心离子和配位体的种类以及相互作用的情况不同，空间构型也可能不同。例如ZnCl42为四面体形，而PtCl42则为平面正方形。,向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是() A反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变 B沉淀溶解后，生成深蓝色

14、的配离子Cu(NH3)22 CCu(NH3)42的立体构型为正四面体形 D在Cu(NH3)42中，Cu2给出孤电子对，NH3提供空轨道,【解析】本题考查对配位键、配合物及其形成过程的理解。,【答案】C,3下列现象与形成配合物无关的是() A向FeCl3中滴入KSCN溶液，溶液呈血红色 B向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O，溶液呈绿色，再加水，溶液呈蓝色 CCu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色 D向AlCl3中逐滴滴加NaOH至过量，先出现白色沉淀，继而消失,解析：选D。Fe3与SCN形成配合物Fe(SCN)3，显血红色；Cu2在水溶液中形成配离子Cu(

15、H2O)22显绿色，Cu(H2O)42显蓝色，故A、B、C项均与形成配合物有关。D项中，Al3与OH形成Al(OH)3，而Al(OH)3 显两性，能与过量的OH反应，生成AlO2，因而与形成配合物无关。,当堂达标训练,化学所有有机单晶纳米材料与器件研究取得新进展 在中国科学院、国家自然科学基金委、科技部的支持下，中科院化学所有机固体院重点实验室的胡文平研究员、朱道本院士、李洪祥副研究员等与国家纳米中心的王琛研究员、贺蒙副研究员合作，以CuTCNQ为原料，控制合成了不同尺度的CuTCNQ单晶材料，并利用其纳米单晶构筑了三维结构，这一研究结果为有机单晶纳米材料的控制合成及三维结构的构筑开拓了新的思路。有关研究成果已经发表在近期的先进材料上(Adv.Mater.2005,17,29532957)。,课外轻松阅读,同时，他们在有机单晶纳米带的控制合成方面也进行了积极的合作，以CuPc这种经典的有机半导体为原料，合成了Cu