共价键与分子的空间构型课件.ppt

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1、第2节共价键与分子的空间构型109.5°形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2OCOCl2NH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70一、一些典型分子的空间构型1、甲烷分子的空间构型分析思考：１、写出C原子电子排布的轨道表示式，并由此推测：CH４分子的C原子有没有可能形成四个共价键？怎样才能形成四个共价键？碳原子:甲烷的4个C—H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。？？？为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化

2、轨道理论基本要点：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。杂化前后轨道数目不变。杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。杂化轨道※杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子剩余的p轨道可以形成π键由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为sp3杂化轨道。结构特点：四个杂化轨道分别指向正四面体的四个顶角，杂化轨道之间的夹角为10928′914为了四个杂化轨道在空

3、间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点。四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键，形成一个正四面体构型的分子。杂化与杂化轨道杂化：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化。杂化轨道：杂化过程所形成的新轨道称为杂化轨道。杂化轨道与其它原子轨道重叠形成化学键。杂化与杂化轨道原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生。只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原

4、子轨道的数目相等。杂化轨道成键时，同样要满足原子轨道最大重叠原理。杂化轨道的类型sp3sp2sp……sp2杂化由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个能量与形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有1/3的s轨道成分和2/3的p轨道成分，我们把这种轨道称之为sp2杂化轨道。2s2pB的基态2p2s激发态正三角形sp2杂化态BF3分子形成过程BFFF激发120°sp2杂化为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈平面正三角形分布，夹角为120。sp杂化由1个s轨道和1个p轨道混杂并重新组合成2个能量与形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有1/2的s轨道成分和1/2的p轨道成分，我们把这

5、种轨道称之为sp杂化轨道。sp杂化为使轨道间的排斥能最小，2个sp杂化轨道呈直线形分布，夹角为180。BeCl2分子形成过程激发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杂化类型sp1sp2sp3参与杂化的原子轨道1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道间夹角180o120o109.5o空间构型直线正三角形正四面体实例BeCl2，C2H2BF3,BCl3CH4，CCl4sp型的三种杂化sp2杂化乙烯C2H4CH2CH2一个碳原子的三个sp2杂化轨道中：两个与氢原子的1s轨道发

6、生重叠，形成两个sp2-s的σ键一个与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成一个sp2-sp2的σ键sp2杂化乙烯C2H4CH2CH2两个碳原子所余下的垂直于分子平面的两个pz轨道重叠形成pz-pz的π键sp2杂化sp2杂化轨道乙烯中的Ｃ在轨道杂化时，有一个Ｐ轨道未参与杂化，只是Ｃ的２s与两个２p轨道发生杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。杂化轨道间夹角为120°。乙烯分子中键的形成sp杂化轨道两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个

7、sp-s键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的P-P键，形成乙炔分子。sp杂化乙炔C2H2CH—CH一个碳原子的两个sp杂化轨道中：一个与氢原子的1s轨道发生重叠，形成一个sp-s的σ键一个与另一个碳原子的sp杂化轨道重叠形成一个sp-sp的σ键sp杂化乙炔C2H2CH—CH一个碳原子的两个sp杂化轨道中：两个碳原子所余下的垂直于分子轴的两个py轨道重叠形成py-py的π键；