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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,*,专题四 分子空间结构与物质性质,第一单元 分子构型与物质的性质,分子的空间构型,复习回顾,http:/ 2p,x,2p,y,2p,z,问题：,2s 2p,x,2p,y,2p,z,C,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，,1.,杂化轨道理论简介,2,s,2,p,C,的基态,2,s,2,p,激,发态,正四面体形,sp,3,杂化态,C,H,H,H,H,10928,激发,它的要点是：当碳原子与,4,个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的,2s,轨道和,3,个,2p,轨道会发生,混杂,，,混杂,时保持轨道总数不变，得到,4,个,能量相等、成分相同,的,sp3,杂化轨道，夹角,109,28,，表示这,4,个轨道是由,1,个,s,轨道和,3,个,p,轨道杂化形成的如下图所示：,等性,sp,3,杂化,原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个,ns,轨道与三个,np,轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为,sp,3,杂化轨道。,SP,2,等性,sp,2,杂化,同一个原子的一个,ns,轨道与两个,np,轨道进行杂化组合为,sp,2,杂化轨道。,sp,2,杂化轨道间的夹角是,120,，分子的几何构型为平面正三角形。,2,s,2,p,B,的,基态,2,p,2,s,激,发态,正三角形,sp,2,杂化态,BF,3,分子形成,B,F,F,F,激发,120,碳的,sp,2,杂化轨道,sp,2,杂化：三个夹角为,120,的平面三角形杂化轨道,。,同一原子中,ns-,np,杂化成新轨道,：,一个,s,轨道和一个,p,轨道杂化组合成两个新的,sp,杂化轨道。,BeCl,2,分子形成,激发,2,s,2,p,Be,基态,2,s,2,p,激,发态,杂化,直线形,sp,杂化态,键合,直线形,化,合态,Cl,Be,Cl,180,等性,sp,杂化,碳的,sp,杂化轨道,sp,杂化：夹角为,180,的直线形杂化轨道。,根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？,C,C,sp,3,sp,2,sp,C,C,C,C,1,、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有,1,个叁键，则其中有,2,个,键，用去了,2,个,p,轨道，形成的是,sp,杂化；如果有,1,个双键则其中有,1,个,键，形成的是,sp,2,杂化；如果全部是单键，则形成的是,sp,3,杂化。,2,、没有填充电子的空轨道,一般,不参与杂化,.,一般方法,2,杂化的分类,:,由原子轨道组合成一组简并杂化轨道的杂化,过程称为,等性杂化,。完全由一组具有未成对电子,的原子轨道或空轨道参与的杂化都是等性杂化。,如果杂化后所得到的一组杂化轨道并不完全,简并，则称为,不等性杂化,。有孤对电子参与的杂,化都是不等性杂化。,应该指出，等性杂化并不表示形成的共价键,等同。例如，,CHCl,3,为变形四面体，分子中三个,键与 键并不等同，但,C,采取的杂化,方式仍是,sp,3,等性杂化。,基态,N,的最外层电子构型为,2s,2,2p,3,，在,H,影响,下，,N,的一个,2s,轨道和三个,2p,轨道进行,sp,3,不等性,杂化，形成四个,sp,3,杂化轨道。其中三个,sp,3,杂化轨,道中各有一个未成对电子，另一个,sp,3,杂化轨道被,孤对电子所占据。,N,用三个各含一个未成对电子,的,sp,3,杂化轨道分别与三个,H,的,1s,轨道重叠，形成,三个 键。由于孤对电子的电子云密集在,N,的,周围，对三个 键的电子云有比较大的排斥作,用，使 键之间的键角被压缩到 ，因此,NH,3,的空间构型为三角锥形。,NH,3,的空间构型,基态,O,的最外层电子构型为,2s,2,2p,4,，,在,H,的,影响下，,O,采用,sp,3,不等性杂化，形成四个,sp,3,杂,化轨道，其中两个杂化轨道中各有一个未成对电,子，另外两个杂化轨道分别被两对孤对电子所占,据。,O,用两个各含有一个未成对电子的,sp,3,杂化轨,道分别与两个,H,的,1s,轨道重叠，形成两个,键。由于,O,的两对孤对电子对两个 键的成键,电子有更大的排斥作用，使 键之间的键角被,压缩到,，,因此,H,2,O,的空间构型为角型。,的空间构型,杂化类型,sp,sp,2,sp,3,杂化轨道排布,直线形,三角形,四 面 体,杂化轨道中孤对电子数,分子空间构型,直线形,三角形,正四面体,三角锥形,角 形,实 例,BeCl,2,BF,3,CCl,4,NH,3,H,2,O,键 角,180,120,0 0 0 1 2,几种常见的杂化轨道类型,共价分子的几何外形取决于分子,价层电子对数目和类型,。分子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于,相互排斥,作用,而趋向尽可能,远离,以,减小斥力,而采取,对称,的空间构型。,价层电子对互斥理论,3,、确定分子空间构型的简易方法：,利用价层电子对互斥理论预测分子或离子的,空间构型的步骤如下：,（,1,）确定中心原子的价层电子对数：,价层电子对数（中心原子的价电子数,配位原子提供的电子数,离子电荷数,)/2,式中：中心原子的价电子数,=,主族序数,例如：,B,：,3,，,C,：,4,，,N,：,5,，,O,：,6,，,X,：,7,，稀有气体：,8,配位原子提供的价电子数：,H,与卤素：,1,，,O,与,S,为,0 N,原子做配位原子时为,-1,当中心原子的价电子数为奇数时要加,1,例如：,SO,4,2-,VP=(6+0+2)/2=4,价层电子对数,2,3,4,5,6,电子对排布方式,直线形,平面三角形,四面体,三角锥,八面体,二、价层电子对互斥理论的应用实例,在,CH,4,中，,C,有,4,个电子，,4,个,H,提供,4,个电,子，,C,的价层电子总数为,8,个，价层电子对为,4,对。,C,的价层电子对的排布为正四面体，由于,价层电子对全部是成键电子对，因此,CH,4,的空,间构型为正四面体。,（一）,CH,4,的空间构型,（二）,的空间构型,在 中，,Cl,有,7,个价电子，不提供电,子，再加上得到的,1,个电子，价层电子总数为,个，价层电子对为,4,对。,Cl,的价层电子对的排布,为四面体，四面体的,3,个顶角被,3,个,O,占据，余,下的一个顶角被孤对电子占据，因此 为三,角锥形。,（三）,PCl,5,的空间构型,在,PCl,5,中，,P,有,5,个价电子，,5,个,Cl,分别提,供,1,个电子，中心原子共有,5,对价层电子对，价,层电子对的空间排布方式为三角双锥，由于中,心原子的价层电子对全部是成键电子对，因此,PCl,5,的空间构型为三角双锥形。,利用价层电子对互斥理论，可以预测大多,数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或,离子的空间构型。,中心原子的价层电子对的排布和,AB,n,型共价分子的构型,价层电子对排布,成键电子对数,孤对电子对数,分子类型,电子对的排布方式,分子构型,实 例,直线形,2,3,平面,三角,形,2 0 AB,2,直线形,HgCl,2,3 0 AB,3,2 1 AB,2,价,层,电,子,对,数,平面三角形,BF,3,角形,PbCl,2,价层电子对数,价层电子对排,成键电子对数,孤对电子对数,分子类型,电子对的排布,分子构型,实 例,布,方式,4,四面,体,4 0 AB,4,3 1 AB,3,2 2 AB,2,正四面体,CH,4,三角锥形,NH,3,角形,H,2,O,价层电子对数,价层电子对排,成键电子对数,孤对电子对数,分子类型,电子对的排,分子构型,实 例,布,布方式,体,5,三角,双锥,50 AB,5,4 1 AB,4,3 2 AB,3,2 3 AB,2,三角双锥,PCl,5,变形四面,SF,4,T,形,ClF,3,直线形,价层电子对数,价层电子对排,成键电子对数,孤对电子对数,分子类型,电子对的排,分子构型,实 例,布,布方式,形,6,八面体,60 AB,6,51 AB,5,42 AB,4,正八面体,SF,6,四方锥形,IF,5,平面正方,1,、写出,HCN,分子和,CH,2,O,分子的结构式。,2,对,HCN,分子和,CH,2,O,分子的立体结构进行预测。,3,写出,HCN,分子和,CH,2,O,分子的中心原子的杂化类型。,4,分析,HCN,分子和,CH,2,O,分子中的,键。,科学探究:,直线形,平面三角形,sp,杂化,sp,2,杂化,2,个,键,1,个,键,1,、,下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是,(),A,CO,2,与,SO,2,B,CH,4,与,NH,3,C,BeCl,2,与,BF,3,D,C,2,H,2,与,C,2,H,4,B,课堂练习,2,、,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,课堂练习,课堂练习,3,、,指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。,(1)PCl,3,(2)BCl,3,(3)CS,2,
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