专题四分子空间结构与物质性质.ppt

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1、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共价键σ键π键键参数键能键长键角衡量化学键的强弱描述分子的立体结构的重要因素成键方式“头碰头”,呈轴对称成键方式“肩并肩”,呈镜像对称形形色色的分子H2OCO2NH3C2H2CH4P4C6H6C8H82、为什么H2O分子是“V”型、键角是104.5°，而不是“直线型”或键角是“90°”？【你知道吗】1、C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为109.5°）？杂化轨道理论（193

2、1年，美国化学家鲍林提出）基本要点：①.成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新的价电子轨道—杂化轨道。②.杂化前后轨道数目不变。③.杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态激发它的要点是：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109.5，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：杂化一、杂化轨道与分子的空间构型1.等性sp3杂化原子形成分子时，同一个原子中能量相近

3、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。109.5°2.等性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。sp2杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。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°杂化sp2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。BeCl2分子形成激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化直线形sp杂化态3.等性sp

4、杂化Be采用sp杂化生成BeCl2sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道。【例题选讲】例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。乙烯中碳以sp2杂化，C=C中一个σ和一个π乙炔中碳以sp杂化，C=C中一个σ和两个π4.杂化的分类:(1)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(2)不等性杂化有孤对电子参与的杂化都是不等性杂化。NH3的空间构型基态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s

5、p3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。的空间构型基态O的最外层电子构型为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

6、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V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平面三角形正四面体三角锥形V形实例BeCl2乙炔乙烯BF3CH4CCl4NH3H2O键角180°120°107.3°104.5°00012几种常见的杂化轨道类型小结：109.5°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

7、对互斥理论二、确定分子空间构型的简易方法：ABm型分子的价电子对数n的确定（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6；（3）离子的价电子对数计算NH4+：42141×5=-+=nSO42-：42206=++=n=2中心原子A的价电子数+配位原子B提供的价电子数×mnA的价电子对数n234杂化类型spsp2sp3A的价电子对空间构型直线型平面三角形正四面体例2：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数中

8、心原子杂化轨道类型杂化轨道电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spsps