无机与分析化学-分子结构第二部分课件

,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,*,生产计划部,*,11/15/2024,生产计划部,无机与分析化学-分子结构第二部分,10/9/2023生产计划部无机与分析化学-分子结构第二部分,1,(1),杂化轨道理论,*,杂化轨道理论是,基于,VB,理论的,是,VB,理论的发,展。能够较好地解决分子的构型问题。,1.,杂化与杂化轨道：,杂化：,不同类型的,中心原子,的轨道（,s,、,p,、,d,、,f,）在,形成,共价键时，能量相近的轨道会,互相作用,，,重新组合,成新的轨道，其过程称杂化，形成的轨道称杂化轨道。,*,重新组合：能量和成键能力都重新组合；,成键能力：轨道（或杂化轨道）越肥大，成键能力越强,?,能量：由不同能量的轨道组合成能量一致的轨道,(1)杂化轨道理论*杂化轨道理论是基于VB理论的,是VB理论,BeCl,2,分子的sp杂化及构型示意图,-,+,+,-,BeCl2分子的sp杂化及构型示意图-+-,sp杂化轨道:,BeF,2,的立体结构为线性,Be：1s,2,2s,2,sp杂化轨道:BeF2 的立体结构为线性Be：1s22s2,由原子中一个,s,轨道和两个,p,轨道杂化而产生3个等同的,sp,2,杂化轨道,每一个,sp,2,杂化轨道中含有 1/3 个,s,轨道成分及 2/3,p,轨道成分,sp,2,杂化轨道间夹角为120,o,，呈平面三角型,例如：BCl,3,、BF,3,、,NO,3,-,、,CO,3,2-,、,SO,3,sp,2,杂化,？,由原子中一个s 轨道和两个 p 轨道杂化而产生3个等同的 s,BF,3,分子的sp,2,杂化及构型示意图,BF3分子的sp2杂化及构型示意图,由原子中一个,s,轨道和三个,p,轨道杂化而产生4个等同的,sp,3,杂化轨道,每一个,sp,3,杂化轨道中含有 1/4 个,s,轨道成分及 3/4,p,轨道成分,sp,3,杂化轨道间夹角为109,o,28,，呈四面体结构,例如：CH,4,、CCl,4,、金刚石、,NH,3,、H,2,O,sp,3,杂化,由原子中一个s 轨道和三个 p 轨道杂化而产生4个等同的 s,sp,3,杂化,1s,2,2s,2,2p,x,1,2p,y,1,1s,2s,2p,1s,2s,2p,1s,sp,3,hybrid atomic orbital,1s,2,2(sp,3,),1,2(sp,3,),1,2(sp,3,),1,2(sp,3,),1,1s,2,2s,1,2p,x,1,2p,y,1,2p,z,1,sp3杂化1s22s22px12py1 1s2s2,sp,3,杂化轨道及CH,4,分子构型示意图,sp3杂化轨道及CH4分子构型示意图,dsp,2,杂化,由原子中一个,s,轨道、两个,p,轨道和一个,d,轨道杂化而产生4个等同的,dsp,2,杂化轨道,只有第三周期以后的元素才可能有,dsp,2,杂化（,？,）,dsp,2,杂化轨道间夹角为90,o,及180,o,，呈平面正方形结构,例如：Cu（NH,3,）,4,2,dsp,2,杂化,dsp2杂化dsp2 杂化,sp,3,d,（dsp,3,)杂化,由原子中一个,s,轨道、三个,p,轨道和一个,d,轨道杂化而产生5个等同的,dsp,3,杂化轨道,只有第三周期以后的元素才可能有,sp,3,d,(,dsp,3,)杂化,sp,3,d,杂化轨道间夹角为120,o,、90,o,及180,o,，呈三角双锥形结构,例如：PCl,5,sp,3,d 杂化,sp3d（dsp3)杂化sp3d 杂化,sp,3,d,2,(d,2,sp,3,)杂化,由原子中一个,s,轨道、三个,p,轨道和两个,d,轨道杂化而产生6个等同的,sp,3,d,2,杂化轨道,只有第三周期以后的元素才可能有,sp,3,d,2,(d,2,sp,3,),杂化,sp,3,d,2,杂化轨道间夹角为90,o,及180,o,，呈八面体结构,例如：SF,6,sp,3,d,2,杂化,sp3d2(d2sp3)杂化sp3d2 杂化,有d轨道参加的杂化轨道,有d轨道参加的杂化轨道,有d轨道参加的杂化轨道,有d轨道参加的杂化轨道,有d轨道参加的杂化轨道,有d轨道参加的杂化轨道,2.,杂化轨道的类型：,sp,、,sp,2,、,sp,3,、,dsp,2,、,sp,3,d(dsp,3,),、,sp,3,d,2,(d,2,sp,3,),；,不同杂化轨道的成键能力及其原因,：,成键能力：,spsp,2,sp,3,sp,3,d(dsp,3,),成,孤,成,成,成,单,单,单；,叁键,双键,单键；,斥力排序原因：,a.,孤对电子离核近，中心原子周围电子密度大，斥力也大,;,b.,多重键的共享电子对多，对其它电子对的斥力也大。,3.价层电子对的估算及排斥力的大小及原因：,4.,操作规则及步骤：,确定中心原子价层电子数（含配位原子提供的，要注意电子数的算法,包括,离子电荷,、,酸根基团的电荷,）；,计算价层电子对数（单电子也算一对）；,确定,价层电子对,的空间构型；,根据分子式（即配位数）确定分子的成键数；,根据对称性、稳定性原则，确定,分子,的空间构型,。,*,价层,电子对的空间构型,不一定同于,分子的空间构型,！,?,要特别注意！,要特别注意！,如何确定价层电子对的空间构型,如何确定价层电子对的空间构型,中心原子的价层电子对排列方式,中心原子的价层电子对排列方式,无机与分析化学-分子结构第二部分课件,一般多考虑90,0,及以下孤对电子的排斥作用尽可能少,一般多考虑900及以下孤对电子的排斥作用尽可能少,无机与分析化学-分子结构第二部分课件,键角与价层电子对的空间构型,键角与价层电子对的空间构型,常见,AX,m,型化合物分子的几何构型,注：分子的空间构型列中红色为电子对的几何构型类型,常见AXm 型化合物分子的几何构型注：分子的空间构型列中红色,常见,AXm,型化合物分子的几何构型,常见AXm 型化合物分子的几何构型,蓝-N、红-O、灰-C,等电子体,？,蓝-N、红-O、灰-C等电子体？,键角的比较,104.5,103,98,119,键角的比较 104.5,键角的比较,(X,相同,),=,=,A不同,键角的比较(X相同)=A不同,比较键角的步骤,判断中心原子的杂化类型；,判断价层电子对的性质（成键电子对、孤电子对）；,判断成键的两端原子电负性的大小（吸电子的能力）：,a.,中心原子不同，则中心原子的电负性大，键角大,中心原子周围电子斥力大,；,b.,配位原子不同，则配位原子的电负性大，键角小,中心原子周围电子斥力小,。,比较键角的步骤判断中心原子的杂化类型；,ONO=134,0,键的组成与分子构型及性质,ONO=1340键的组成与分子构型及性质,5.,关于杂化轨道理论和价层电子对互斥理论,：,杂化轨道理论,共价键本质，讨论成键过程中的能量问题、成键方式、分子构型；,价层电子对互斥理论,从中心原子价层的稳定性角度讨论分子的空间构型及分子的稳定性；,前者是理论，说明实质；后者是经验规则，操作性强；,两者可结合起来使用。最后均要为实验所证实。,5.关于杂化轨道理论和价层电子对互斥理论：,关于大,键及共振体,关于大键及共振体,无机与分析化学-分子结构第二部分课件,6.,共价键的键参数及意义：,键能,：成键时放出的能量，键能越大键越牢固；,键级,：象征共价键的个数，但可以是小数。键级大于或等于零；,键角,：分子中键与键之间的夹角，表征分子的空间结构；,键长,：成键的两个原子的核间距，象征键的强度，键长短，键强度大。,键的极性,：形成共价键的两个原子的电负性差值的表征，差值大，键的极性强。,*,键能、键级、键长,与,能量,有关。,键角、键长,与,分子的,空间结构,有关。,键的极性,与,偶极矩,有关。,6.共价键的键参数及意义：,判断下列物种的几何构型，并指出中心原子采取何种杂化方式。,(1)AsF,4,;,(2)XeOF,3,(3)SF,5,(4)Cl,2,CO,(5)I,3,(6)I,3,判断下列物种的几何构型，并指出中心原子采取何种杂化方式。,用价层电子对互斥理论预言下列分子或离子的尽可能准确的几何形状,并估计中心原子的杂化类型：,PCl,3,(2)PCl,5,(3)SF,2,(4)SF,4,(5)SF,6,(6)ClF,3,(7)IF,4,(8)ICl,2,(9)PH,4,(10)CO,3,2,(11)OF,2,(12)XeF,4,用价层电子对互斥理论预言下列分子或离子的尽可能准确的几何形状,15.11.2024,生产计划部,谢谢大家,09.10.2023生产计划部谢谢大家,