杂化轨道理论+分子极性.ppt

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1、1、共价键的形成条件?2、共价键的成键特征是什么？按照共价键的成键过程中,一个原子有几个未成对电子,通常只能和几个自旋相反的电子形成共价键,所以在共价分子中,每个原子形成共价键的数目是一定,这就是共价键的“饱和性”.如HF而不是H2F。2s2px2py2pzCC原子的电子排布式是1s22s22p2,从轨道表示式看出只有两个未成对电子,只能形成两个共价键,但甲烷CH4分子中形成四个共价键,且键角是109.50,怎么解释?为解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论.原子在形成分子时,为了增强成键能力,使分子的稳定性增加,趋向于将不同类型的原子轨道重新组合

2、成能量、形状和方向与原来不同的新原子轨道;这种重新组合称为杂化;杂化后的原子轨道称为杂化轨道.一.杂化轨道理论简介注意点(1)只有能量相近的轨道才能相互杂化。(2)形成的杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道数目。(3)杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道--因为杂化轨道的形状变成一头大一头小了,用大的一头与其他原子的轨道重叠,重叠部分显然会增大。1.sp3杂化原子形成分子时,同一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sp3杂化轨道.2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109°28’激发当碳

3、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轨道这4个轨道会发生混杂,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′,如下图所示：sp2杂化:三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。2.sp2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sp2杂化轨道.xyzxyzzxyzxyz120°2s2pB的基态2p2s激发态正三角形sp2杂化态BF3分子形成BFFF激发120°用杂化轨道理论分析乙烯分子的成键情况sp2杂化的Csp2杂化的C相互靠拢分子中2个平行形成s-骨架的p轨道形成p键碳

4、的sp2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。3.sp杂化夹角为180°的直线形杂化轨道xyzxyzzxyzxyz180°BeCl2分子形成激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化直线形sp杂化态键合直线形化合态ClBeCl180请用杂化轨道理论分析乙炔的成键情况乙炔碳的sp杂化轨道请用杂化轨道理论分析苯分子的成键情况苯杂化轨道理论很好的解释了苯的结构与性质的特殊性大键使得苯分子的结构非常稳定,能量很低。1.苯分子中,既不存在碳碳单键,也不存在碳碳双键。而是六条碳碳键完全相同,介于碳碳单键

5、和碳碳双键之间。2.苯分子在发生化学反应时，不破坏大键的取代反应相对容易；而需要破坏大键的加成反应和氧化反应则困难的多。基态N的最外层电子构型为2s22p3，在H影响下，N的一个2s轨道和三个2p轨道进行sp3不等性杂化，形成四个sp3杂化轨道。其中三个sp3杂化轨道中各有一个未成对电子，另一个sp3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sp3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NH3的空间构型为三角锥形。基态O的最外层

6、电子构型为2s22p4，在H的影响下，O采用sp3不等性杂化，形成四个sp3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sp3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H2O的空间构型为角型。杂化类型spsp2sp3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BeCl2BF3CCl4NH3H2O键角180°120°00012几种常

7、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。1、价层电子对互斥理论二、确定分子空间构型的简易方法：各种电子对的斥力大小:孤对-孤对电子>孤对-成键电子>成键-成键电子>成键-单电子如何确定价层电子对数？推断分子或离子的空间构型的具体步骤：以AXm为例(A—中心原子,X—配位原子)：1.先确定中心原子的价层电子对数n，原则：①A的价电子数=主族序数；②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子,规定氧与硫不提供价电子；③正

8、离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。例：B:3，C:4，N:5，O:6，X:7，稀有气体:8例如：SO42-:n=(6+0+2)/2=