分子的空间构型与分子性质

1、第2章 分子结构与性质 第二节分子的立体构型,第1课时 杂化轨道理论,项城三高化学组 王献群,活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型,新问题：1,1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？,新问题2：,按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C H单键都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子,C,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论,C：2s22p2,由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道

2、。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。,为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?,四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3键，从而构成一个正四面体构型的分子。,杂化理论简介,1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型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叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。,杂化类型,2.要点：,（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；,（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂

3、化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；,（4）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；,（3）杂化轨道的形状相同，能量相等,sp杂化轨道的形成过程,180,sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,形成2个sp杂化轨道。,Cl,Cl,Be,例如： Sp 杂化 BeCl2分子的形成,Be原子：1s22s2 没有单个电子，,sp2杂化轨道的形成过程,120,sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。,例如： Sp2 杂化 BF3分子的形成,B

4、： 1s22s22p1,sp3杂化轨道的形成过程,sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。,例如： Sp3 杂化 CH4分子的形成,C：2s22p2,H2O原子轨道杂化,O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90，为什么.?,杂化,排斥力：孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对-成键电子对,4.杂化类型判断：,因为杂化轨道只能用于形成键或用来容纳孤电子对，故有,杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型或价层电子对数，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。,=中心原子孤电子对数中心原子结合的原子数,杂化

5、轨道数=中心原子价层电子对数,例1：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,试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况,交流讨论,C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。,C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成键。各自剩