杂化轨道上课ppt课件

第二节分子的立体构型 1 C的价电子中只有两个未成对电子 为什么CH4分子中C形成四个共价键 3个相互垂直的2p和一个球形的2s与氢原子4个1s原子轨道重叠不可能得到正四面体构型的甲烷 疑问 2P 2 三 杂化轨道理论 解释分子的立体结构 Pauling 鲍林 在价键理论基础上提出了 杂化 假设 补充了价键理论的不足 C原子基态原子电子排布图 例CH4 2S 2P 3 三 杂化轨道理论 解释分子的立体结构 一 杂化理论要点 1 在形成分子时 每一原子中能量相近的 轨道 会发生重组 形成新的原子轨道 这个过程称 杂化 新的原子轨道称 杂化轨道 2 杂化前后原子 轨道 总数不变 但能量趋于平均化 杂化轨道 对称性更高 利于成键 3 原子可用 杂化轨道 与其它原子的轨道重叠形成共价键 Pauling 鲍林 在价键理论基础上提出了 杂化 假设 补充了价键理论的不足 4 例CH4 5 sp3杂化轨道的形成过程 基态原子 激发态原子 1个S轨道和3个P轨道 4个相同的SP3杂化轨道 混杂 6 实例分析2 试分析BeCl2分子的形成和空间构型 2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化 组成夹角为1800的2个能量相同的sp杂化轨道 所以BeCl2分子的空间构型为直线型 7 sp杂化轨道的形成过程 180 8 实例分析2 试说明BF3分子的空间构型 1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化 形成夹角均为1200的3个完全等同的SP2杂化轨道 所以BF3分子的空间构型为平面正三角型 9 sp2杂化轨道的形成过程 120 10 三种杂化轨道的比较 11 三 杂化轨道的应用范围 杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳未参加成键的孤电子对 杂化轨道个数 价层电子对数 未参与杂化的p轨道可形成 键 杂化类型的判断方法 先确定分子或离子的中心原子价层电子对数 再由杂化轨道数判断杂化轨道类型 12 互斥模型 VSEPR 与杂化轨道类型价层电子对数杂化类型VSEPR模型2sp杂化直线形3sp2杂化平面三角形4sp3杂化四面体形了解5sp3d 或dsp3 杂化三角双锥形6sp3d2 或d2sp3 杂化正八面体 利用中心原子杂化轨道类型可判断分子的立体构型 13 一般方法 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SP2杂化 如果全部是单键 则形成的是SP3杂化 2 没有填充电子的空轨道一般不参与杂化 1对孤电子对占据1个杂化轨道 14 例题一 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 A CO2与SO2B CH4与NH3C BeCl2与BF3D C2H2与C2H4 B 15 例题二 对SO2与CO2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 SO2为V形结构 CO2为直线形结构 D 16 课堂练习 1 下列物质中 分子的立体结构与水分子相似的是 A CO2B H2SC PCl3D SiCl42 下列分子的立体结构 其中属于直线型分子的是 A H2OB CO2C C2H2D P4 B BC 17 无色 实验2 1 固体颜色 溶液颜色 思考 前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关 依据是什么 结论 上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子 可表示为 Cu H2O 4 2 在四水合铜离子中 铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子 铜离子提供空轨道 铜离子接受水分子的孤对电子形成的 这类 电子对给予 接受键 被称为配位键 18 19 1 配位键 共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成的共价键叫配位键 是一种特殊的共价键 2 配位化合物 中心离子 或原子 与配位体 某些分子或离子 以配位键的形式结合而成的化合物 可用A B表示A表示提供孤对电子的原子 叫电子给予体或配体 常为N O P S 卤素的原子或离子B表示接受电子的原子 叫接受体 一般为过渡金属 形成配位键的条件 一个原子提供孤对电子 另一原子提供空轨道 20 21 例题一 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 A CO2与SO2B CH4与NH3C BeCl2与BF3D C2H2与C2H4 B 例题二 下列分子或离子中都存在着配位键的是 A NH3 H2OB NH4 H3O C N2 HClOD Cu NH3 4 2 PCI3 B 由于该离子的颜色极似血液 常被用于电影特技和魔术表演 22 配合物理论简介 一 配合物的组成 23 配离子 Cu NH3 4 2 Ag CN 2 配合物 配盐 Cu NH3 4 SO4 Cu H2O 4 SO4 H2O配酸 H2 PtCl6 配碱 Cu NH3 4 OH 2配合分子 Ni CO 4 Co NH3 3Cl3 24 1 中心离子或原子 也称形成体 有空轨道 主要是一些过渡金属 如铁 钴 镍 铜 银 金 铂等金属元素的离子 或是具有高氧化数的非金属元素 硼 硅 磷等 如Na BF4 中的B K2 SiF6 中的Si 和NH4 PF6 中的P 或是不带电荷的中性原子 如 Ni CO 4 Fe CO 5 中的Ni Fe都是中性原子 碱金属 碱土金属等可作为螯合物的形成体 25 中心离子 也有中性 如 Ni CO 4 Fe CO 5 多核配合物 H3N 5Cr O Cr NH3 5 X4 卤化 氧 氨合二铬 III 26 Cu NH3 4 SO4中 NH3是配位体 N为配位原子 2 配位体和配位原子有孤对电子 a 单齿配位体 一个配位体中只有一个配位原子 含氮配位体NH3 NCS 含硫配位体SCN 含卤素配位体F Cl Br I 含碳配位体CN CO含氧配位体H2O OH 羧酸 醇 醚等 b 多齿配位体 有两个或两个以上的配位原子 乙二胺NH2一CH2一CH2一NH2简写为en 乙二胺四乙酸根 EDTA 等 27 单齿配体 NH3 Cl 双齿配体 en 四齿配体 氨基三乙酸 人们形象地把含多齿配体的配合物称为螯合物 28 3 配位数与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数 例 AlF6 3 配位数6 Cu NH3 4 SO4配位数4 Co NH3 2 en 2 NO3 3配位数6 中心离子的电荷高 对配位体的吸引力较强 有利于形成配位数较高的配合物 常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系 中心离子的电荷 1 2 3 4常见的配位数 24 或6 6 或4 6 或8 中心离子半径越大 其周围可容纳配体就越多 配位数越大 29 AlF6 3 AlCl4 BF4 AgI2 AgI4 2 从这些配离子你看出配位数有什么规律 30 4 配离子的电荷 配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和 如K2 PtCl4 31 5 配位化合物的命名 配位数 配位体名称 合 中心离子 用罗马数字表示氧化数 用二 三 四等数字表示配位体数 不同配位名称之间用圆点 分开 阴离子次序为 简单离子 复杂离子 有机酸根离子 中性分子次序为 NH3 H2O 有机分子 32 配位阴离子配合物 配位阴离子 酸 外界 配位阳离子配合物 某化某 或 某酸某 中性配合物 K2 SiF6 六氟合硅 酸钾K PtCl5 NH3 五氯 一氨合铂 酸钾 Co NH3 6 Br3三溴化六氨合钴 Co NH3 2 en 2 NO3 3硝酸二氨 二 乙二胺 合钴 PtCl2 NH3 2 二氯 二氨合铂 Ni CO 4 四羰基合镍 0 33 6 配合物的盐与复盐的比较 复盐 能电离出两种或两种以上阳离子的盐如明矾KAl SO4 2 12H2O 光卤石KCl MgCl2 6H2O等 仅在固态时稳定存在 一旦溶于水 几乎全部解离成各组分离子 KAl SO4 2 12H2O 溶于水 K Al3 2SO42 12H2OKCl MgCl2 6H2O 溶于水 K Mg2 3Cl 6H2O 配合物盐 是在配合物的溶液或晶体中 十分明确地存在着含有配位键的 能独立存在的复杂组成的离子 Cu NH3 4 SO4 H2O Cu NH3 4 2 SO42 H2O 34 1 CsRh SO4 2 4H2O BaCl2无沉淀出现 Rh H2O 4 SO4 2 二硫酸根四水合铑 III 是配合物 2 光卤石 KCl MgCl2 6H2O明矾 KAl SO4 2 12H2O不是配合物 冰晶石 Na3AlF6磷灰石 Ca5 PO4 3F 35 7 形成配合物时性质的改变 颜色的改变Fe3 nNCS Fe NCS n n 3 溶解度的改变 AgCl HCl AgCl2 H AgCl 2NH3 Ag NH3 2 Cl Au HNO3 4HCl H AuCl4 NO 2H2O3Pt 4HNO3 18HCl 3H2 PtCl6 4NO 8H2O 酸碱性的改变 HF K 3 53 10 4 HCN K 4 93 10 10 HF BF3 H BF4 为强酸HCN AgCN H Ag CN 2 强酸 Cu NH3 4 OH 2的碱性大于Cu OH 2 36