化学原理[4]化学键与分子结构-2.ppt

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1、四、轨道杂化理论在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型，但能量相近的几个原子轨道混合起来，重新组成一组同等数量的能量完全相同的杂化原子轨道。所形成的新轨道叫杂化轨道，它可以与其它的原子轨道重叠形成化学键。4.1轨道的杂化原子形成杂化轨道的一般过程激发杂化轨道重叠sp3杂化：CH4分子的形成2s2p激发杂化CH4分子成键+4Hsp3杂化轨道2s2p4.2杂化轨道的类型1个ns轨道与3个np轨道组合产生4个sp3杂化轨道，每个sp3轨道含1/4s，3/4p轨道成分。4个sp3轨道间的夹角为109.5注意点：原子轨道的杂化，只有在形成

2、分子的过程中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化。只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。n个原子轨道间杂化就得到n个杂化轨道。sp2杂化：BF3分子的形成2s2p2s2psp2杂化轨道2p1个ns轨道与2个np轨道组合产生3个sp2杂化轨道，每个sp2轨道含1/3s，2/3p轨道成分，夹角为1202s2p2s2psp杂化轨道2psp杂化：气态BeCl2分子的形成1个ns轨道与1个np轨道组合产生2个sp杂化轨道，每个sp轨道含1/2s，1/2p轨道成分，夹角为180总结：sp杂化轨道的类型有d轨道参加的杂化轨道(sp3d、sp3d2、sp

3、3d3、dsp2)总结：sp型杂化轨道和spd型杂化轨道的空间构型4.3等性杂化和不等性杂化等性杂化：参与杂化的原子轨道都为具有不成对电子的轨道。sp3杂化轨道中，每个sp3杂化轨道都是等同的，都含有1/4的s和3/4的p轨道的成分。不等性杂化：参与杂化的原子轨道不仅包含不成对电子的轨道，也包含成对电子的轨道。NH3，H2O4.4杂化轨道理论的应用C2H4(sp2杂化）C2H2(sp杂化）H2C=CH2HCCH离域键：多中心多电子形成的键，也称大键苯（C6H6）NO3-П46П66例题：根据下列分子或离子的几何构型，试用杂化轨道理

4、论加以说明。(1)HgCl2(直线形);(2)SiF4(正四面体);(3)BCl3(平面三角形);(4)NF3(三角锥形，102);(5)NO2-(V形，115.4)(1)HgCl2中Hg一个6s和6p轨道进行sp杂化。(2)SiF4中Si原子一个3s和3个3p轨道sp3杂化。(3)BCl3中B原子一个2s和2个2p轨道sp2杂化。(4)NF3中N原子通过sp3不等性杂化，孤对电子对N-F成键电子对斥力较大，键角小于109.5。(5)NO2-中N原子通过sp2不等性杂化，存在1对孤对电子，对N-O键的斥力使得键角小于120。杂化轨

5、道理论可以解释分子的空间构型，但是一个分子究竟采取哪种类型的杂化轨道，多数情况下难以预言。ClO3-离子，Cl原子的杂化类型？PCl6-离子，P原子的杂化类型？1940年西奇威克(N.V.Sidgwick)和鲍威尔(H.W.Powell)提出了价层电子对互斥理论(VSEPR)。Valence-shellelectron-pairrepulsion多原子分子或离子的空间构型取决于中心原子周围的价层电子对空间构型，价层电子对空间构型又取决于价层电子对数。五、价层电子对互斥理论价层电子对数23456电子对空间构型直线型平面三角形四面体三角双锥八

6、面体中心原子的价层电子对数目如何确定？PH3:H-P-HH··价层电子对数=键电子对数+孤对电子对数(中心原子价电子数+配位原子提供电子数-离子电荷数)2SO42-:(6+0+2)/2=4价层电子对数=配位原子提供电子数：H与卤素为1;O和S为0;N为-1使价层电子对间的斥力最小，确定孤对电子的位置，推断分子的空间构型。价电子对间斥力大小的顺序为：孤对－孤对孤对－成键成键－成键中心原子没有孤对电子AX2型(BeCl2)直线型AX3型(BF3)平面正三角形电子对的空间构型即为分子的空间构型AX4型(CH4)正四面体AX5型(PCl

7、5)双三角锥形AX6型(SF6)正八面体型根据斥力规则确定孤对电子的位置，分子的空间构型为成键电子对的空间构型。由于孤对电子只受一个原子的吸引，电子云偏向中心原子，对其它价电子有更强的排斥作用，而使键角和分子构型有所改变。例：CH4CNH3N:H2OO::(2s22p3)(2s22p4)中心原子有孤对电子例题：试用VSEPR理论推断下列离子的几何构型：I3-、ICl2+、TlI43-、CO32-、ClO3-、SiF5-、PCl6-I3-:中心原子为I，价层电子对数：[7+2-(-1)]2=5孤对电子数：5-2=3电子对空间构型：三角双锥

8、离子的几何构型：直线型ICl2+:中心原子为I，价层电子对数：[7+2-1)]2=4孤对电子数：4-2=2电子对空间构型：四面体离子的几何构型：V型TlI43-:中心原子为Tl，价层电子对数