分子的空间构型 同步课件（苏教版选修3）.ppt

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1、第一单元分子构型与物质的性质第1课时分子的空间构型能用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型及等电子原理解释或预测一些分子或离子的空间构型。知道一些常见简单分子的空间立体构型(如甲烷、氨分子、苯、乙烯等)。1．2．CH4、CH2===CH2、的立体构型是什么？提示CH4：正四面体形CH2===CH2：平面形　：平面正六边形C原子和H原子结合形成的分子为什么是CH4？为什么CH4分子是正四面体型？答案根据杂化轨道理论，C原子是CH4分子的中心原子，其价层电子基态为2s22px12py12pz0，在形成CH4分子的过程中，C原子的1个2s电子激发到2pz0空轨道，只有一个未成对电子的2s轨道与3个

2、均含有未成对电子的2p轨道混合起来，形成能量相等，成分相同的4个完全等同的sp3杂化轨道。然后，中心原子C以夹角均为109.5°的4个完全笃学一分子的空间构型1.等同的sp3杂化轨道，分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个sp3s型的σ键，故CH4分子的空间构型为正四面体。杂化轨道理论很好的解释了甲烷分子的正四面体结构。为了满足生成BF3和BeCl2的要求，B和Be原子的价电子排布应如何改变？用轨道式表示B、Be原子的价电子结构的改变。答案B原子的基态电子排布式为1s22s22px1，当硼与氟反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，1个2s轨道和2个p轨道发生杂化，形成能

3、量相同、成分相同的3个sp2杂化轨道。B原子的三个sp2杂化轨道间的夹角为120°，因此BF3具有平面三角形结构。Be原子的基态电子排布式是1s22s2，在激发态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，Be原子的1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等成分相同的2个sp杂化轨道，Be原子的2个sp杂化轨道间的夹角为180°，因此BeCl2为直线形分子。2．如下图，请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。3．乙烯和乙炔的结构示意图答案在乙烯分子中C原子由一个s轨道和两个p轨道进行杂化，组成三个等同的sp2杂化轨道，sp2轨道彼此成120°角。乙烯中两个碳原子各用一个sp2轨道

4、重叠形成一个C—Cσ键外，各又以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个σ键，这样形成的五个键在同一平面上，每个C原子还剩下一个py轨道，它们垂直于这五个σ键所在平面，互相平行电子的自旋方向相反，沿着x轴平行地侧面重叠，形成π键。在乙炔分子中碳原子由一个2s轨道和一个2p轨道，组成两个sp杂化轨道。两个sp杂化轨道夹角180°，在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠，形成一个C—Cσ键，每一个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子形成σ键，此外每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道，它们与另一个碳的两个p轨道两两互相侧面重叠形成两个π键。由于价层电子对之间的相互

5、排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系：价层电子对数目与价层电子对构型关系笃学二确定分子空间构型的简易方法1.价层电子对互斥模型价层电子对数目23456价层电子对构型直线三角形四面体三角双锥八面体对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定：2.价电子对数计算方法其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－中P原子价层电子

6、数应加上3，而NH4＋中N原子的价层电子数应减去1。如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。如CH4、NH3和H2O分子，价电子对分布的几何构型均为四面体。如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核因而价电子对之间的斥力大小顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对与成键电子对之间的斥力，且随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH4、NH3、H2O分子中的键角依次

7、减小。3.指出下列化合物可能采取的杂化类型，并预测其分子的几何构型：(1)BeH2；(2)BBr3；(3)SiH4；(4)PH3。答案(1)sp杂化　直线形(2)sp2杂化　平面三角形(3)sp3杂化　正四面体形(4)sp3杂化　三角锥形【慎思1】分析HCN分子和CH2O分子中的π键(如下图)。【慎思2】答案HCN分子中C采取sp杂化形成直线形分子，HCN分子中含有一个C—Hσ键，一个C—Nσ键，两个C—Nπ键；CH2O分子中碳原子