各种杂化轨道在空间的几何分布

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,*,H,：,1,s,1,H,：,1,s,1,O:,1s,2,2,s,2,2,p,x,1,2,p,y,1,2,p,z,2,N:,1s,2,2,s,2,2,p,x,1,2,p,y,1,2,p,z,1,H,：,1,s,1,H,：,1,s,1,H,：,1,s,1,键角,理论 实测,90 104.5,键角,理论 实测,90,10718,4.2.3,杂化轨道（,hybrid orbital,）,新理论的提出,6,C,核外电子排布,问题：,2s,2,2p,2, 2s,2,2,p,x,1,2,p,y,1,2,p,z,0,2.,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,CH,2,但实际上是形成了,CH,4,，怎样解释？, 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,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（,hybrid orbital,）,P52,二、杂化轨道的种类,s,p,型,s,p,d,型,a ),按参加杂化的轨道分类,sp,、,sp,2,、,sp,3,杂化 ；,sp,3,d,、,sp,3,d,2,杂化,等,。,b ),按杂化轨道能量是否一致分类,等性杂化,如,C,的,sp,3,杂化,4,条,sp,3,杂化轨道能量一致,不等性杂化,如,O,的,sp,3,杂化,4,条,sp,3,杂化轨道能量不相等。,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,sp,2,杂化,形成,3,个能量相等的,sp,2,杂化轨道，属于,等性杂化,。,三、,各种杂化轨道在空间的几何分布,1,sp,杂化 两条杂化轨道呈直线形分布,互成 180角。,BeCl,2,分子的成键过程：,Be,：,2,s,2,2,p,0, 2,s,1,2,p,1,(,sp,),1,(,sp,),1,Cl,:,3,s,2,3,p,5,3,p,x,1,3,p,y,2,3,p,z,2,Cl,:,3,s,2,3,p,5,3,p,x,1,3,p,y,2,3,p,z,2,2,个,sp,分别与,Cl,的,3,p,x,形成,2,个,sp-p,键,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,。,C,p,y,p,z,sp,杂化，,sp,1s,，,sp,sp,均为,键 。分子为直线形,。,例如,CO,2,2s,2p,2p,2s,激发,sp,2p,杂化,O,C,O,O,C,O,SP,2,2,sp,2,杂化,一个,s,轨道和二个,p,轨道杂化，产生三个等同的,sp,2,杂化轨道，,sp,2,杂化轨道间夹角,120,，,呈,平面三角形。,BCl,3,BF,3,3,个,键，,1,个,4,6,键。,分子是平面三角形，键角,120,，,NO,3,-, CO,3,2-, SO,3,是,sp,2,杂化,C sp,2,杂化,C,C sp,2,sp,2,，,C,H sp,2,s,，,均为,键,。,HCH,键角为 120，未杂化的,p,轨道之间,成,键，故有,C,C,的,存在。,-,+,-,+,苯,C,6,H,6,平面正六边形,C sp,2,等性杂化,3,条杂化轨道互成,120角 。,C,C,键,sp,2,sp,2,C,H,键,sp,2,1s,键角,C,C,C 120,，,H,C,C,120,。,3,sp,3,杂化, 等性,sp,3,杂化,CH,4,C:,2s,2,2p,2,PCl,5,三角双锥,P sp,3,d,杂化,sp,3,d,杂化 5 条,三角双锥,三种交角,90120和 180,4 ,s,p,d,杂化,s p,3,d,2,杂化,-,SF,6,呈正八面体形状，,sp,3,d,2,杂化,S,H,2,O V,形结构,，,O sp,3,不等性杂化 。,sp,3,不等性杂化,HOH,键角本应 10928,，但由,于孤对电子的斥力，该角变小，为,10445,。,O,H,H,5,不等性杂化,不等性,sp,3,杂化,孤对电子,NH,3,:,N: 2,s,2,2,p,3,2,s,1,2,p,4,(,sp,3,),1,(,sp,3,),1,(,sp,3,),1,(,sp,3,),2,H: 1,s,1,H: 1,s,1,H: 1,s,1,NH,3,：,3,个,键，,N,上有,1,对孤对电子,NH,3,三角锥形,N,sp,3,不等性杂化,HNH,角小于 109 28,，,为,10718,。,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,Be Hg,sp,sp,2,sp,3,sp,3,(,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,2,3,4,4,180,120,109,28,直线型,平面,三角形,(,正,),四面体,三角,锥型,V,型,BeCl,2,HgCl,2,BF,3,BCl,3,CH,4,CHCl,3,NH,3,H,2,O,H,2,S,PH,3,B,C,N P,O S,A,B,A,A,A,A,90 , LP-BP BP-BP,价层电子对,=,键电子对,+,孤对电子对,(VP) (,BP) (LP),4.2.4,价层电子对互斥理论,（,VSEPR,法）,孤,孤,孤,成,成,成,推断步骤,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,AX,m,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,VP=1/2A,的价电子数,+X,提供的价电子数,离子电荷数,( ),负 正,电子对与构型,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,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= (4+4)=4,四面体,VP= (5+5)=5,三角双锥,VP= (6+6)=6,八面体,例如：,LP0,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,SnCl,2,平面三角形,V,形,NH,3,四面体 三角锥,H,2,O,四面体,V,形,IF,5,八面体 四方锥,XeF,4,八面体 平面正方形,VP,LP,电子对的,空间构型,分子的,空间构型,例,VP5,电子对数 配体数 孤电子对数 电子对构型 分子构型,( m ) ( n ) ( m,n ),3 2 1,三角形 “,V ”,字形,A,B,B,A,4 3 1,正四面体 三角锥,A,B,B,B,A,4 2 2,正四面体,“,V ”,字形,A,A,B,B,孤对 孤对 0 0,孤对 孤对,0 0 1,5 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 2 3,成键 成键 4 3,从,90,方向上的分布情况看， 甲 稳定，称变形四面体。,孤对 成键,6 4 3,成键 成键,0 2 2,6 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,6 8 8 8 5 10,3 4 4 4 3 5,三角形 正四面体 正四面体 正四面体 三角形 三角双锥,例 1 利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何,构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型 。,AlCl,3,H,2,S SO,3,2 -,NH,4,+,NO,2,IF,3,解：总数,对数,电子对构型,分子构型,三角形,V,字构型 三角锥 正四面体,V,字形,T,字形,2,多重键的处理,某配体（非,VI A,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,+,1,2,+,2 = 8 4 对 减 1 3 对,3,个配体 平面三角形 。 注意，这里是,以左碳为中心,讨论的 。,进一步讨论影响键角的因素：,键的存在，相当于孤对电子排斥成键电子，使,键角变小,。例如：,中心原子和配位原子的电负性大小也影响键角。例如：,N,:,F,F,F,中心原子电负性大者，键角较大；配位原子电负性大者，键角较小。,C = C,H,H,H,H,N,:,H,H,H,P,:,H,H,H,H,思考,思考题：,解释,NO,2,+, O,3, SnCl,3,-, OF,2, ICl,3, I,3,-, XeF,5,+, ICl,4,-,等离子或分子的空间构型,并指出其中心原子的轨道杂化方式。,MO,