分子的立体结构(整理版).ppt

1、高二化学准备小组，第二章分子结构和性质，第二节分子的立体结构，再学习评论，共价键、键、键、键、键、键残奥仪，键长、键角、化学键稳定性的测定，描述分子立体结构的重要因素，键方式1 .二原子分子(直线型)，2，三原子分子立体结构(直线型和v型四原子分子立体结构(直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体)、(平面三角形、三角锥形)、C2H2，即C8H8、CH3OH、5，其他：C60、C20、C40、C70，资料卡片：色彩斑斓的分子，分子世界如此色彩斑斓，色彩多样，美丽那么，分子结构是如何测量的呢？ 年轻时的科学家主要是系统地总结物质的宏观性质得到规律再推测，现在科学家已经创造了许多测量分子结构的现代仪

2、器，红外光谱就是其中之一。 分子中的原子不是固定的，而是不断地振动着。 所谓分子立体构造，其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。 红外线透过分子时，分子吸收与其化学键的振动频率相同的红外线，记录在图像上，呈现吸收峰。 通过计算机模拟可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式产生的，通过综合这些信息，可以分析分子的立体结构。 科学视野分子的立体结构是如何测量的？ (指导阅读P37 )，分子体构造：红外分光器吸收峰值分析。 同样的三原子分子，为什么CO2和H2O分子的空间构造不同？为什么3360，直线形，v形，同样的四原子分子，CH2O和NH3分子的空间构造也不同？为什么3360，考虑三角锥

3、状，平面三角形，CO2，H2O，NH3，CH2O，CH4等分子分析了结构式及分子的空间构型：O=C=O、H-O-H、写直线形的CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4电子式的中心原子价电子层电子的键合情况。 孤对电子：未用于形成共价键的电子对，结论：键电子对和孤对电子对影响分子的空间构型，直线形、平面三角形、正四面体、v形、三角锥形、小结节：孤对电子对分子的立体构型影响较大。 二价层电子互斥模型(VSEPR )、VSEPR模型的点用通式ABnEm表示仅含有一个中心原子的分子或离子的组成，式中a表示中心原子，b表示配位原子(也称为末端原子)、下标n在知道分子或离子的组成和原子的排列顺序的情况下，

4、m值为下式： m=(A的族价-X的化价x的个数-离子的电荷数)/2，孤立对电子是指成对但未结合的价电子，例如：NH3、H2O、BF3、即SO42-、(2)通式ab n VSEPR模型认为分子中的价层电子对总是尽可能互斥，在分子中均匀分布，因此，z的数量决定了一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布(与分子的立体配置不同)，VSEPR理想模型： z 2 3 4 5 6模型，平面可以画直线形的电子对数和立体构造，4，3，5， 6、电子对数和立体结构2、价层电子对互斥(VSEPR )模型：1分子或离子中的价层电子对在空间中的分布(即含孤立电子的VSEPR模型)2 3 4 5 6、CH4、CO2、化学

5、式、结构式、VSEPR模型、分子立体结构、(2) 如果中心原子a的价层电子对包含结合电子对和孤对电子(中心原子中有孤对电子)，则价层电子对的相对位置不是分子的配置，而是例如、的思想和通信，用0、4、1、3、3、0、0、2、1、VSEPR模型预测下一个分子的立体结构作为OF2 B、H2S C、BeCl2 D的各原子之所以在同一平面上，可以认为是因为() a、NH3 B、CCl4 C、H2O D、CH2O、坚固的练习、C D、d、A B、4、多核离子所具有的电荷，是由于中心原子得到或失去了电子以下离子的所有原子在同一平面上的组，根据() a、NO2-和NH2- B、H3O和ClO3- C、NO3-

6、和CO32- D、PO43-和SO42-、A C、5、)的VSEPR模型理论进行推定，以下微粒子为正四面体结构的是() a、 三角锥状，(3)分子中心原子的键合电子对数和孤立电子数可以决定比较稳定的分子的几何配置：小结，0，直线形，bec l 2，0，0，平面三角形，BF3，CH2O，0，正四面体形，CH4 1个c原子可以和几个氢原子键合形成分子？ 价层电子对相互排斥模型只能说明化合物分子的空间结构，但无法说明甲烷中4个C-H的键长、键能相同、H-C-H的键角为10928等许多深层次的问题。 我们学到的价键理论表明，甲烷的4个ch单键都应该是键，但碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨

7、道和1个球形的2s轨道，它们与4个氢原子的1s原子轨道重叠，不能得到四面体结构的甲烷分子。 为什么呢？ c原子的价电子以一定的能量发生电子迁移，从基态变为激发态。 为了弥补2s、2p、2s、2p、3、混合轨道理论概述、价键理论的不足，轮询Pauling在价键理论的基础上于1931年提出了“混合轨道理论”。电子从基态转变为激发态需要一定的能量，但激发后能形成4个共价键远大于电子形成2个CH键发射的能量。 因为这些能量足以补充电子激发所需的能量，所以c和h在形成化合物时生成CH4而不是CH2。 轨道的混合化有利于轨道间的重叠耦合。 混合后的电子云分布更集中，因此结合原子轨道间的重叠部分增大，结合能

8、力增强，因此c和h原子与稳定的CH4结合。 三、混合轨道理论概述、c原子基态原子的电子构型图：混合和混合轨道、混合是指在形成分子时，由于原子间的相互影响，几种不同类型的能量相近的原子轨道混合并重新组合成新轨道的过程。 形成的新轨道称为混合轨道。 孤立的原子不能杂化，只发生在形成分子的过程中。 混合动力前后原子轨道的数量不变。 根据条件的不同，混合轨道类型也有所不同。 (1)混合、混合轨道由1个s轨道和3个p轨道进行新的混合组合，形成4个能量相等的混合轨道。 各轨道由1/4 S成分、3/4 P成分构成。 其立体形状为正四面体。 c原子位于四面体的中心，4个轨道分别指向四面体的各顶点，轨道之间的夹

9、角为109o28。 SP3杂化轨道、SP3杂化轨道的形成过程、CH4分子的空间结构(正四面体)、(2)SP2杂化轨道、杂化轨道是1个s轨道和2个p轨道混合而成的3个轨道。 各轨道分为1/3 S成分、2/3 P成分。 三个轨道在同一平面上。 轨道间的角度是120o。 碳原子上还有一个p轨道，这个p轨道正好垂直于3个混合轨道形成的平面。 电子配置图：形成sp2混合动力轨道的过程、形成sp2混合动力轨道的过程、形成sp2混合动力轨道的过程、形成sp2混合动力轨道的过程、形成sp2混合动力轨道的过程、形成sp2混合动力轨道的过程、形成sp2混合动力轨道的过程。 c原子基态原子的电子构型图另一个p轨道不

10、参与混合的3个轨道形成键，未混合的p轨道形成“肩并肩”键。 乙烯分子有1个C-C键，4个C-H键，1个键。双键=1、乙烯的sp2混合图解、苯环的结构、平面正六边形、离域大键。 1、苯环中的碳均由sp2混合形成的角度为1200三个sp2混合轨道.2.苯环中的六个碳之间形成六个键， 各碳和氢形成一个键。3 .苯环中的六个碳中不混合的p轨道相互形成一个大的键。4 .形成大的键比通常的键稳定，因为各个碳原子的左右邻接的两个碳原子没有任何差异， 与中心碳原子的混合无关的p轨道中的电子仅与左邻碳原子上的平行p轨道中的一个电子形成p键，不形成右邻p键，反之被认为明显不合逻辑。 因此，可以认为，所有6个平行的

11、p轨道的合订6个电子一起分散在苯环整体中的6个碳原子的上下形成了一个p-p区域大键，符号66。 p-p大键(有机化学中的共轭系)的概念苯的结构式如下右图所示即可。 后者已经得到了广泛的应用。 来自区域的键与2个原子间的键不同，是由3个以上的原子组成的键。 在由s键连接的3个以上的原子之间，如果能够满足以下条件，(1)这些原子都在同一平面上；(2)各原子具有相互平行的p轨道；(3)p电子的数量不足p轨道数量的2倍。 O3分子的中心o原子采用sp2杂化，与2个末端o原子形成2个s键，另外与中心o原子配位的o原子都具有p轨道，总共4个电子小于轨道数的2倍6，如果满足上述条件，则可以形成离域34键。C

12、O32离子中的大键：碳酸根离子属于AY3型分子，中心碳原子采用sp2混合形式，碳原子中有垂直于分子平面的p轨道的末端的3个氧原子也分别有1个垂直于分子平面的p轨道的分子的总电子数为24，3个COs键有6个电子， 由于每个氧原子有两对与分子平面不垂直的孤立电子对，因此四个平行p轨道上有24634=6个电子，CO32离子有一个四轨道六电子pp大键，符号为46。 丁二烯分子式H2C=CH-CH=CH2。 4个碳原子都是3个配位原子相邻，因此采用sp2杂化，形成3个s键，所有的原子都在同一平面上。 每个碳原子都有不参与杂合的p轨道，垂直于分子平面，每个p轨道都有电子。 根据上述苯分子的结构分析模式，丁

13、二烯分子有4轨4电子的p-p大键。 (3) SP混合、碳原子进行sp混合时，1个2S电子被激发到2P轨道。 一个s轨道和一个p轨道形成两个等同的SP混合轨道。 每个SP音轨都包含1/2 S和1/2 P分量。 两条轨道在同一条直线上，方向相反。 两个SP轨道的对称轴之间的角度为180o。 c原子基态原子的电子配置图：sp混合轨道的形成过程、sp混合轨道、sp混合轨道的形成过程、180、乙炔分子中，碳原子取sp混合。 每个碳原子有两个p轨道不参与混合的混合的两个轨道可以形成键，而非混合的p轨道可以“并肩”形成键，形成键。 乙炔分子中含有1个C-C键、2个C-H键。 还有两个钥匙。叁键=1 2、乙炔

14、键、CO2的碳原子取sp混合轨道，这两个未参加混合的p轨道的空间取向与sp混合轨道的轴相互垂直。 CO2分子有2组3原子4电子符号34的pp大键。 (I路易斯结构式分子中有2组平行的p轨道表示大键的结构式)，石墨分子结构为层形结构，各层为由无限个碳六元环组成的平面，其中碳原子取sp2混合，与苯的结构类似，各碳原子具有尚未参与混合的p轨道，与分子平面垂直且相互平行平行的n个p轨道形成一个p-p大键。 n个电子分散在整个层的n个碳原子组成的大键中，电子可以在这个大的pnn键中自由移动，石墨可以通电。 小结节杂化轨道理论，sp3杂化：正四面体型杂化，4个杂化轨道可形成4个结合，结合稳定，可自由旋转。

15、 sp2混合： 3个混合轨道是平面的，可以形成3个结合，未混合的p轨道可以形成结合，形成结合后，双键不能自由旋转的sp混合： 2个混合轨道是一条直线，可以形成2个结合，被混合众所周知，NH3、H2O中的n、o都是SP3混合物，请分析它们的形成过程和结构。 孤电子对数： 0 1 2夹角： 109.5 107.3 104.5空间结构：正四面体三角锥形v形，结论： CH4、NH3和H2O分子中，中心原子均采用sp3杂化物，其夹角随着孤电子对数的增加而减少。 混合轨道的要点，(1)轨道混合是指同一原子中的相关轨道的混合，由此产生的混合轨道也是原子轨道。 (2)混合所涉轨道中电子的能级略有不同，混合轨道中电子处于相同的能级。 混合后的能级相当于与混合前的电子能级相关的中间值。 (3)混合动力轨道的数量等于混合动力所涉轨道的总数