分子的空間構(gòu)型

1、專題四專題四 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)第一單元第一單元 分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)分子的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型請(qǐng)寫出下列物質(zhì)的電子式請(qǐng)寫出下列物質(zhì)的電子式CH4 NH3 H2O CO2 N2 HClO共價(jià)鍵的形成共價(jià)鍵的形成(1) 未成對(duì)電子未成對(duì)電子(2) 自旋方向相反自旋方向相反(3) 原子軌道最大重疊原子軌道最大重疊 C C原子與原子與H H原子結(jié)合形成的分子為什么是原子結(jié)合形成的分子為什么是CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2或或CHCH3 3？CHCH4 4分子為什么具有分子為什么具有正四面體的空間構(gòu)型（鍵長(zhǎng)、鍵能相同，正四面體的空間構(gòu)型（鍵

2、長(zhǎng)、鍵能相同，鍵角相同為鍵角相同為1091092828）？）？C雜化軌道理論（鮑林）雜化軌道理論（鮑林）1.sp1.sp3 3雜化雜化CH4的空間構(gòu)型為正四面體C：2s22p2p2s2激發(fā)s2p2的形成4CHp2s2雜化3spsp3C：2s22p2CHHHH10928原子軌道雜化前后的變與不變?cè)榆壍离s化前后的變與不變變：軌道的形狀和伸展發(fā)向變：軌道的形狀和伸展發(fā)向不變：原子軌道數(shù)不變不變：原子軌道數(shù)不變s2p2B B： 2s2s2 22p2p1 12.sp2雜化雜化BF3的空間構(gòu)型為平面三角形BFFF120激發(fā)s2p2p2s2sp2sp2雜化B B：2s2s2 22p2p1 1的形成3BFs

3、2p2Be：2s23.sp雜化雜化BeCl2的空間構(gòu)型為直線形的空間構(gòu)型為直線形ClClBe180激發(fā)s2p2p2s2spsp雜化雜化Be采用采用sp雜化生成雜化生成BeCl2Be：2s2 S和和P的三種雜化的三種雜化雜化類型雜化類型SPSP2SP3參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型實(shí)實(shí) 例例1個(gè)個(gè)S 1個(gè)個(gè)P1個(gè)個(gè)S 3個(gè)個(gè)P1個(gè)個(gè)S 2個(gè)個(gè)P2個(gè)個(gè)SP3個(gè)個(gè)SP24個(gè)個(gè)SP3180120109.5直線形直線形正三角形正三角形正四面體正四面體BeCl2BF3CH4雜化類雜化類型型spsp2sp3雜化軌雜化軌道示意道示意圖圖實(shí)例

4、實(shí)例BeCl2BF3CH4分子結(jié)分子結(jié)構(gòu)示意構(gòu)示意圖圖分子構(gòu)分子構(gòu)型型直線形直線形平面三角形平面三角形正四面體形正四面體形1.請(qǐng)用雜化軌道理論分析乙烷，乙烯請(qǐng)用雜化軌道理論分析乙烷，乙烯和乙炔分子的成鍵情況和乙炔分子的成鍵情況?2.用雜化軌道理論解釋苯分子的成鍵情況？用雜化軌道理論解釋苯分子的成鍵情況？有機(jī)分子有機(jī)分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6碳原子軌碳原子軌道道雜化方式雜化方式sp3sp2spsp2分子形狀分子形狀特點(diǎn)特點(diǎn)正四面體正四面體平面結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)直線型直線型平面結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)1 1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是型相同的是 ( )(

5、 )A ACOCO2 2與與H H2 2O BO BCHCH4 4與與NHNH3 3 C CBeClBeCl2 2與與BFBF3 3 D DC C2 2H H2 2與與C C2 2H H4 4B B 共價(jià)分子的幾何外形取決于分共價(jià)分子的幾何外形取決于分子子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目和類型價(jià)層電子對(duì)數(shù)目和類型。分子的。分子的價(jià)電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)和孤電價(jià)電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)）由于子對(duì)）由于相互排斥相互排斥作用作用, ,而趨向盡而趨向盡可能可能遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離以以減小斥力減小斥力而采取而采取對(duì)稱對(duì)稱的的空間構(gòu)型?？臻g構(gòu)型。價(jià)層電子對(duì)互斥理論價(jià)層電子對(duì)互斥理論二、確定分子空間構(gòu)型的簡(jiǎn)易方法：二、確定分子空

6、間構(gòu)型的簡(jiǎn)易方法：推斷分子或離子的空間構(gòu)型的具體步驟：推斷分子或離子的空間構(gòu)型的具體步驟：確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，以以AXm為例為例 (A中心原子中心原子,X配位原子配位原子) ：原則：原則：A的價(jià)電子數(shù)的價(jià)電子數(shù) =主族序數(shù)；主族序數(shù)；配體配體X：H和鹵素每個(gè)原子各提供一個(gè)價(jià)和鹵素每個(gè)原子各提供一個(gè)價(jià) 電子電子, 規(guī)定規(guī)定氧與硫不提供價(jià)電子；氧與硫不提供價(jià)電子；正離子應(yīng)減去電荷數(shù)正離子應(yīng)減去電荷數(shù),負(fù)離子應(yīng)加上電荷數(shù)。負(fù)離子應(yīng)加上電荷數(shù)。VP=1/2A的價(jià)電子數(shù)的價(jià)電子數(shù)+X提供的價(jià)電子數(shù)提供的價(jià)電子數(shù)m 離子電荷數(shù)離子電荷數(shù)( )負(fù)負(fù) 正正確定電子對(duì)的空間構(gòu)

7、型：確定電子對(duì)的空間構(gòu)型：VP=2 直線形直線形VP=3 平面三角形平面三角形VP=4 正四面體正四面體VP=5 三角雙錐三角雙錐VP=6 正八面體正八面體確定中心原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)，推斷分子確定中心原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)，推斷分子的空間構(gòu)型。的空間構(gòu)型。 LP=0:分子的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型=電子對(duì)的空間構(gòu)型電子對(duì)的空間構(gòu)型2BeHVP= (2+2)=2 直線形直線形213BFVP= (3+3)=3 平面三角形平面三角形214CHVP= (4+4)=4 四面體四面體215PClVP= (5+5)=5 三角雙錐三角雙錐216SFVP= (6+6)=6 八面體八面體21例如：例如：2、ABm型分子

8、型分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)的價(jià)電子對(duì)數(shù)n的確定的確定=2中心原子中心原子A的價(jià)電子數(shù)的價(jià)電子數(shù)+配位原子配位原子B提供的價(jià)電子數(shù)提供的價(jià)電子數(shù)m（1）對(duì)于主族元素，中心原子價(jià)電子數(shù)）對(duì)于主族元素，中心原子價(jià)電子數(shù)=最外層電子數(shù)，配最外層電子數(shù)，配位原子中氫或鹵素原子提供價(jià)電子數(shù)為位原子中氫或鹵素原子提供價(jià)電子數(shù)為1;（2）O、S作為配位原子時(shí)按不提供價(jià)電子計(jì)算，作中心原作為配位原子時(shí)按不提供價(jià)電子計(jì)算，作中心原子時(shí)價(jià)電子數(shù)為子時(shí)價(jià)電子數(shù)為6；（3）離子的價(jià)電子對(duì)數(shù)計(jì)算）離子的價(jià)電子對(duì)數(shù)計(jì)算NH4+ ： SO42- ：如：如：PCl3 中中； 42315= =+ += =n421415= =- -+ +

9、= =n42206= =+ + += =nn例例3：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)物質(zhì)價(jià)電價(jià)電子對(duì)子對(duì)數(shù)數(shù)中心原中心原子雜化子雜化軌道類型軌道類型雜化軌道雜化軌道/電子對(duì)空電子對(duì)空間構(gòu)型間構(gòu)型軌道軌道夾角夾角分子空分子空間構(gòu)型間構(gòu)型鍵角鍵角氣態(tài)氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直線形直線形直線形直線形平面三角形平面三角形正四正四面體面體180180120109.5直線形直線形直線形直線形平面三平面三角形角形正四正四面體面體V形形三

10、角三角錐形錐形180180120109.5109.5104.5107.3107.3課堂練習(xí)課堂練習(xí)2 2、下列分子或離子中，空間構(gòu)型為下列分子或離子中，空間構(gòu)型為V V型的型的是是( (）A A、CSCS2 2 B B、H H2 2Se CSe C、HCN DHCN D、IClICl思考、討論思考、討論1 1、NHNH3 3、H H2 2O O分子中鍵角分別為分子中鍵角分別為1071071818、104.5104.5與與1091092828相差不大，由此可推測(cè)，相差不大，由此可推測(cè)，N N、O O原子的原原子的原子軌道可能采取何種類型雜化？原子軌道間夾角小子軌道可能采取何種類型雜化？原子軌道間

11、夾角小于于1091092828，可能說明了什么問題？，可能說明了什么問題？4 4、下列分子和離子中，中心原子的價(jià)電子下列分子和離子中，中心原子的價(jià)電子對(duì)幾何構(gòu)型為四面體，且分子對(duì)幾何構(gòu)型為四面體，且分子( (離子離子) )空間空間構(gòu)型為構(gòu)型為V V形的是（形的是（ ） A A、NHNH4 4+ + B B、SOSO2 2 C C、H H3 3O O+ + D D、OFOF2 2 3 3、下列分子中哪一個(gè)分子的空間構(gòu)型為正下列分子中哪一個(gè)分子的空間構(gòu)型為正四面體（）四面體（）A A、CHClCHCl3 3 B B、CHCH3 3Cl CCl C、BBrBBr3 3 D D、SnClSnCl4 4

12、 思考、討論思考、討論 1. SPSP型的三種雜化型的三種雜化雜化類型雜化類型SPSPSPSP2 2SPSP3 3雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型實(shí)實(shí) 例例價(jià)電子對(duì)數(shù)價(jià)電子對(duì)數(shù)n180120109.5直線形直線形正三角形正三角形正四面體正四面體BeCl2 C2H2BF3 C2H4CH4 CCl4課堂課堂小結(jié)小結(jié)ABm型分子型分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)的價(jià)電子對(duì)數(shù)n的確定的確定=2中心原子中心原子A的價(jià)電子數(shù)的價(jià)電子數(shù)+配位原子配位原子B提供的價(jià)電子數(shù)提供的價(jià)電子數(shù)mn3423NH18107HNH=雜化3sp 不等性不等性spsp3 3雜化雜化2ps2N：2s22p330104HOH =OH2

13、雜化3sp2ps23spO：2s22p4 3 3。用等電子原理判斷：具有相同原子數(shù)（或重原子數(shù)）的。用等電子原理判斷：具有相同原子數(shù)（或重原子數(shù)）的分子或離子，如果有相同的電子數(shù)（或價(jià)電子數(shù)），則具有相同分子或離子，如果有相同的電子數(shù)（或價(jià)電子數(shù)），則具有相同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 如如 CO、N2、C22-、C2H2 （10 10 個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、2 2個(gè)原子），直個(gè)原子），直線型；線型； CO2、N2O、C3H4 （16 個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、3個(gè)原子），個(gè)原子），直線型；直線型； O3、SO2、NO2- （1818個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、3 3個(gè)原子），三角形；個(gè)原子），三角形； NO3

14、-、CO32-、BO33-、SO3（2424個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、4 4個(gè)原子）三角形個(gè)原子）三角形 固體等電子體：金剛石、固體等電子體：金剛石、AlPAlP、SiSi、AgIAgI（8 8個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、2 2個(gè)原個(gè)原子）子） 4 4。從分子的偶極矩判斷。從分子的偶極矩判斷 5 5。從是否形成離域鍵。從是否形成離域鍵或多中心鍵判斷或多中心鍵判斷備課參考備課參考初淺了解等電子原理：可用于推測(cè)分子、離子初淺了解等電子原理：可用于推測(cè)分子、離子的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu) 1919 1919年年LangmuirLangmuir提出等電子原理：提出等電子原理： 原子數(shù)相同、原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。相近。理論發(fā)展：具理論發(fā)展：具有相同價(jià)電子數(shù)和有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)（相同原子數(shù)（H H除除外）的分子或離子外）的分子或離子可能具有相似的結(jié)可能具有相似的結(jié)構(gòu)特征。構(gòu)特征。 具有相同價(jià)電子數(shù)（或電子數(shù)）具有相同價(jià)電子數(shù)（或電子數(shù)）和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征的結(jié)構(gòu)特征, ,它們的某些物理性質(zhì)也它們的某些物理性質(zhì)也很相似。這些物質(zhì)互稱為等電子體。很相似。這些物質(zhì)互稱為等電子體。如，如，COCO與與N N2 2(2(2原子原子