分子的立体构型(第2课时)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 分子的立体构型,第二课时,杂化理论,活动：请根据价层电子对互斥理论分析,CH,4,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,CH,4,，而不是,CH,2,？,C,原子轨道排布图,1s,2,2s,2,2p,2,H,原子轨道排布图,1s,1,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,C,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论,sp,3,C,：,2s,2,2p,2,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。,我们把这种轨道称之为,sp,3,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,sp,3,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-SP,3,键，从而构成一个正四面体构型的分子。,10928,三、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。,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；,三、杂化理论简介,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；,（,3,）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；,sp,杂化轨道的形成过程,x,y,z,x,y,z,z,x,y,z,x,y,z,180,每个,sp,杂化轨道的形状为一头大，一头小，,含有,1/2,s,轨道和,1/2,p,轨道的成分,两个轨道间的夹角为,180,，呈,直线型,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。,180,Cl,Cl,Be,例如：,Sp,杂化, BeCl,2,分子的形成,Be,原子：,1,s,2,2,s,2,没有单个电子，,sp,sp,杂化,Cl,Cl,sp,p,x,p,x,sp,2,杂化轨道的形成过程,x,y,z,x,y,z,z,x,y,z,x,y,z,120,每个,sp,2,杂化轨道的形状也为一头大，一头小，,含有,1/3,s,轨道和,2/3,p,轨道的成分,每两个轨道间的夹角为,120,，,呈,平面三角形,sp,2,杂化,：,1,个,s,轨道与,2,个,p,轨道进行的杂化,形成,3,个,sp,2,杂化轨道。,120,F,F,F,B,例如：,Sp,2,杂化, BF,3,分子的形成,B,：,1s,2,2s,2,2p,1,没有,3,个成单电子,sp,2,sp,2,杂化,sp,3,杂化轨道的形成过程,x,y,z,x,y,z,z,x,y,z,x,y,z,10928,sp,3,杂化,：,1,个,s,轨道与,3,个,p,轨道进行的杂化,形成,4,个,sp,3,杂化轨道。,每个,sp,3,杂化轨道的形状也为一头大，一头小，,含有,1/4,s,轨道和,3/4,p,轨道的成分,每两个轨道间的夹角为,109.5,，,空间构型为,正四面体型,例如：,Sp,3,杂化, CH,4,分子的形成,sp,3,C,：,2s,2,2p,2,三、杂化理论简介,3.,杂化轨道分类：,sp,3,CH,4,原子轨道杂化,等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合,。,杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角,(,键角,),sp,1/2,s,，,1/2,p,180,sp,2,1/3,s,，,2/3,p,120,sp,3,1/4,s,，,3/4,p,10928,3.,杂化轨道分类：,三、杂化理论简介,H,2,O,原子轨道杂化,O,原子：,2,s,2,2,p,4,有,2,个单电子，可形成,2,个共价键，键角应当是,90,，,Why?,2,s,2,p,2,对孤对电子,杂化,不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的,不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对,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,三、杂化理论简介,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，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。,=,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,杂化轨道数,=,中心原子价层电子对数,三、杂化理论简介,4.,杂化类型判断：,A,的价电子对数,2,3,4,A,的杂化轨道数,杂化类型,A,的价电子空间构型,A,的杂化轨道空间构型,ABm,型分子或离子空间构型,对于,ABm,型分子或离子，其中心原子,A,的杂化轨道数恰好与,A,的价电子对数相等。,2,3,4,sp,sp,2,sp,3,直线型,平面三角形,正四面体,直线型,平面三角形,正四面体,直线型,平面三角形或,V,形,正四面体三角锥形或,V,形,例,1,：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表,物质,价电,子对数,中心原,子杂化,轨道类型,杂化轨道,/,电子对空,间构型,轨道,夹角,分子空,间构型,键角,气态,BeCl,2,CO,2,BF,3,CH,4,NH,4,+,H,2,O,NH,3,PCl,3,2,2,3,4,4,4,4,4,sp,sp,sp,2,sp,3,直线形,直线形,平面三角形,正四面体,180,180,120,109.5,直线形,直线形,平面三角形,正四面体,V,形,三角锥形,180,180,120,109.5,109.5,104.5,107.3,107.3,课堂练习,例题二：对,SO,2,与,CO,2,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,SO,2,为,V,形结构，,CO,2,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,sp,2,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,sp,2,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,sp,2,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。各自剩余的,1,个,sp,杂化轨道相互形成,1,个,键，两个碳原子的未杂化,2p,轨道分别在,Y,轴和,Z,轴方向重叠形成,键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。,大,键,C,6,H,6,sp,2,杂化,