第二節(jié)雜化軌道上課課件

1、第二節(jié)第二節(jié)分子的立體構(gòu)型分子的立體構(gòu)型C的價電子中只有兩個未成對電子，為什么的價電子中只有兩個未成對電子，為什么CH4分子中分子中C形成四個共價鍵？形成四個共價鍵？3個相互垂個相互垂直的直的2p和一個球形的和一個球形的2s與氫原子與氫原子4個個1s原子原子軌道重疊不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷軌道重疊不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷 2P三、雜化軌道理論三、雜化軌道理論 解釋分子的立體結(jié)構(gòu)解釋分子的立體結(jié)構(gòu)Pauling（鮑林）在價鍵理論基礎(chǔ)上提出了（鮑林）在價鍵理論基礎(chǔ)上提出了“雜化雜化”假設(shè)，補充了價鍵理論的不足。假設(shè)，補充了價鍵理論的不足。C原子基態(tài)原子電子排布圖原子基態(tài)原子電子排布圖例例C

2、H42S2P三、雜化軌道理論三、雜化軌道理論 解釋分子的立體結(jié)構(gòu)解釋分子的立體結(jié)構(gòu)（一）雜化理論要點：（一）雜化理論要點： 1.1.在形成分子時，每一原子中在形成分子時，每一原子中的的“軌道軌道”會發(fā)生重組，形成新的原子軌道，這個會發(fā)生重組，形成新的原子軌道，這個過程稱過程稱“雜化雜化”，新的原子軌道稱，新的原子軌道稱“雜化軌道雜化軌道”。 2.2.雜化前后雜化前后原子原子“軌道軌道”總數(shù)總數(shù)不變，但能量趨不變，但能量趨于平均化，于平均化，“雜化軌道雜化軌道”對稱性更高對稱性更高, ,利于成鍵。利于成鍵。 3.3.原子可用原子可用“雜化軌道雜化軌道”與其它原子的軌道與其它原子的軌道重疊形成共價

3、鍵。重疊形成共價鍵。Pauling（鮑林）在價鍵理論基礎(chǔ)上提出了（鮑林）在價鍵理論基礎(chǔ)上提出了“雜化雜化”假設(shè)，補充了價鍵理論的不足。假設(shè)，補充了價鍵理論的不足。1 1、spsp3 3雜化：雜化：例例CH4sp3雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 10928基態(tài)基態(tài)原子原子激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)原子原子1個個S軌軌道和道和3個個P軌道軌道4 4個相同的個相同的SPSP3 3雜化軌道雜化軌道混雜混雜實例分析實例分析2： 試分析試分析BeCl2分子的形成和空間構(gòu)型。分子的形成和空間構(gòu)型。2 2個含有單電子的個含有單電子的2s2s軌道和軌道和2p2px x軌道進行軌道進行s

4、psp雜化，雜化，組成夾角為組成夾角為1801800 0 的的2 2個能量相同的個能量相同的spsp雜化軌道，雜化軌道，所以所以BeCl2分子的空間構(gòu)型為直線型。分子的空間構(gòu)型為直線型。sp雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 180實例分析實例分析2： 試說明試說明BF3分子的空間構(gòu)型。分子的空間構(gòu)型。1個個2s軌道和軌道和2個個2p軌道進行軌道進行sp2雜化，形成夾角均雜化，形成夾角均為為1200的的3個完全等同的個完全等同的SP2雜化軌道。雜化軌道。所以所以BF3分子的空間構(gòu)型為平面正三角型。分子的空間構(gòu)型為平面正三角型。sp2雜化軌道的形成過程 x y

5、 z x y z z x y z x y z 120雜雜 化化 類類 型型spspspsp2 2spsp3 3參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道1 1個個 s + 1s + 1個個p p1 1個個s + 2s + 2個個p p1 1個個s + 3s + 3個個p p雜雜 化化 軌軌 道道 數(shù)數(shù)2 2個個spsp雜化軌道雜化軌道3 3個個spsp2 2雜化軌道雜化軌道4 4個個spsp3 3雜化軌道雜化軌道雜化軌道雜化軌道間夾角間夾角1801800 01201200 01091090 0 2828 空空 間間 構(gòu)構(gòu) 型型直直 線線正三角形正三角形正四面體正四面體實實 例例BeCl2 , C2H

6、2BF3 , C2H4CH4 , CCl4三種雜化軌道的比較三種雜化軌道的比較 （三）（三）雜化軌道的應(yīng)用范圍雜化軌道的應(yīng)用范圍: : 雜化軌道只用于雜化軌道只用于形成形成鍵鍵或者用來容納或者用來容納未參加成鍵的未參加成鍵的孤電子對孤電子對。雜化軌道個數(shù)雜化軌道個數(shù) = 價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)（未參與雜化的（未參與雜化的p軌道可形成軌道可形成 鍵）鍵） 雜化類型的判斷方法：先確定分子或離雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的中心原子價層電子對數(shù)，再由雜化軌子的中心原子價層電子對數(shù)，再由雜化軌道數(shù)判斷雜化軌道類型。道數(shù)判斷雜化軌道類型。互斥模型（互斥模型（VSEPR）與雜化軌道類型）與雜化軌道

7、類型價層電子對數(shù)價層電子對數(shù) 雜化類型雜化類型 VSEPR模型模型 2 sp雜化雜化 直線形直線形 3 sp2雜化雜化 平面三角形平面三角形 4 sp3雜化雜化 四面體形四面體形 了解了解 5 sp3d(或或dsp3)雜化雜化 三角雙錐形三角雙錐形 6 sp3d2(或或d2sp3)雜化雜化 正八面體正八面體利用中心原子利用中心原子雜化軌道類型雜化軌道類型可判斷分子的可判斷分子的立體構(gòu)立體構(gòu)型型一般方法：一般方法：1、看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，、看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有如果有1個叁鍵，則其中有個叁鍵，則其中有2個個鍵，用鍵，用去了去了2個個P軌道，形成的是軌道，形成的是SP雜

8、化；如雜化；如果有果有1個雙鍵則其中有個雙鍵則其中有1個個鍵，形成的鍵，形成的是是SP2雜化；如果全部是單鍵，則形成雜化；如果全部是單鍵，則形成的是的是SP3雜化。雜化。2、沒有填充電子的空軌道、沒有填充電子的空軌道一般一般不參與不參與雜化，雜化，1對孤電子對占據(jù)對孤電子對占據(jù)1個雜化軌道。個雜化軌道。 例題一：下列分子中的中心原子雜化軌道例題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是的類型相同的是 ( ) ACO2與與SO2 BCH4與與NH3 CBeCl2與與BF3 DC2H2與與C2H4B例題二：對例題二：對SO2與與CO2說法正確的是說法正確的是( ) A都是直線形結(jié)構(gòu)都是直線形結(jié)

9、構(gòu) B中心原子都采取中心原子都采取sp雜化軌道雜化軌道 C S原子和原子和C原子上都沒有孤對電子原子上都沒有孤對電子 D SO2為為V形結(jié)構(gòu)，形結(jié)構(gòu)， CO2為直線形結(jié)構(gòu)為直線形結(jié)構(gòu)D課堂練習課堂練習 1.下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是相似的是 （ ） A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4 2.下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線型下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線型分子的是分子的是 （ ） A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4BBC無色無色天藍色天藍色天藍色天藍色天藍色天藍色無色無色無色無色結(jié)論：上述實驗中呈天藍色的物質(zhì)叫做四

10、結(jié)論：上述實驗中呈天藍色的物質(zhì)叫做四水合銅離子，可表示為水合銅離子，可表示為Cu(H2O) 42+。在。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學鍵是由水分子中的化學鍵是由水分子中的O原子提供孤對電原子提供孤對電子對給予銅離子（銅離子提供空軌道），子對給予銅離子（銅離子提供空軌道），銅離子接受水分子的孤對電子形成的，這銅離子接受水分子的孤對電子形成的，這類類“電子對給予電子對給予接受鍵接受鍵”被稱為配位鍵。被稱為配位鍵。Cu OH2H2OH2OH2O2+1、配位鍵配位鍵：共用電子對由一個原子單方面提供給另：共用電子對由一個原子單方面提供給另一個原子共用所形成

11、的共價鍵叫配位鍵。是一種特殊一個原子共用所形成的共價鍵叫配位鍵。是一種特殊的共價鍵。的共價鍵。2 2、配位化合物配位化合物：中心離子（或原子）：中心離子（或原子） 與配位體與配位體( (某些某些分子或離子分子或離子) ) 以配位鍵的形式結(jié)合而成的化合物。以配位鍵的形式結(jié)合而成的化合物。Cu OH2H2OH2OH2O2+可用可用AB表示表示A表示提供孤對電子的原子，叫電表示提供孤對電子的原子，叫電子給予體或配體，常為子給予體或配體，常為N、O、P、S、鹵素的原子或離子、鹵素的原子或離子B表示接受電子的原子，叫接受體，表示接受電子的原子，叫接受體，一般為過渡金屬一般為過渡金屬形成配位鍵的條件：一個

12、原子提形成配位鍵的條件：一個原子提供孤對電子，另一原子提供空軌道供孤對電子，另一原子提供空軌道2+CuNH3H3NNH3NH3Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 +2 NH4 + Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH+4H2O硫氰酸根硫氰酸根血紅色血紅色例題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是例題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是 ( ) ACO2與與SO2 BCH4與與NH3 CBeCl2與與BF3 DC2H2與與C2H4B例題二：下列分子或離子中都存在著配位鍵的是例題二：下列分子或離子中都存在著配位鍵的是 ( )AN

13、H3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3) 42+ 、PCI3B 由于該離子的顏色極似由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。技和魔術(shù)表演。配合物理論簡介配合物理論簡介 一、配合物的組成一、配合物的組成配離子配離子：Cu(NH3)42+ Ag(CN)2- 配鹽配鹽：Cu(NH3)4SO4 Cu(H2O)4SO4.H2O 配酸配酸：H2PtCl6 配堿配堿：Cu(NH3)4(OH)2配合分子配合分子：Ni(CO)4 Co(NH3)3Cl3 1. 1. 中心離子或中心離子或原子原子( (也稱形成體也稱形成體) ) 有空軌道有空軌道

14、 n 主要是一些主要是一些過渡金屬過渡金屬，如鐵、鈷、鎳、銅、，如鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鉑等金銀、金、鉑等金 屬元素的離子；屬元素的離子；n 或是具有高氧化數(shù)的非金屬元素，硼，硅、磷或是具有高氧化數(shù)的非金屬元素，硼，硅、磷等，如等，如NaBF4 中的中的B()、K2SiF6中的中的Si()和和NH4PF6中的中的P()；n 或是不帶電荷的中性原子，如或是不帶電荷的中性原子，如Ni(CO)4, Fe(CO)5中的中的Ni, Fe都是中性原子，都是中性原子，n 堿金屬、堿土金屬等可作為螯合物的形成體。堿金屬、堿土金屬等可作為螯合物的形成體。中心離子：也有中性中心離子：也有中性如：如：Ni(CO)

15、4、Fe(CO)5多核配合物：多核配合物：(H3N)5Cr-O-Cr(NH3)5X4 (鹵化鹵化氧氨合二鉻（氧氨合二鉻（III） Cu(NH3)4SO4中，中，NH3是配位體，是配位體，N為配位原子。為配位原子。2. 配位體和配位原子配位體和配位原子 有孤對電子有孤對電子a. 單齒配位體單齒配位體(一個配位體中只有一個配位原子一個配位體中只有一個配位原子)含氮配位體含氮配位體 NH3 , NCS - ;含硫配位體含硫配位體 SCN- ;含鹵素配位體含鹵素配位體 F- , Cl- , Br- , I- ; 含碳配位體含碳配位體 CN- , CO 含氧配位體含氧配位體 H2O, OH- ，羧酸，醇

16、，醚等，羧酸，醇，醚等b. 多齒配位體多齒配位體(有兩個或兩個以上的配位原子有兩個或兩個以上的配位原子) 乙二胺乙二胺 NH2一一CH2一一CH2一一NH2 簡寫為簡寫為en， 乙二胺四乙酸根（乙二胺四乙酸根（EDTA）等。）等。單齒配體：單齒配體：NH3、Cl雙齒配體：雙齒配體：en四齒配體：氨基三乙酸四齒配體：氨基三乙酸n人們形象地把含多齒配體的配合物稱為人們形象地把含多齒配體的配合物稱為螯合物螯合物 3 3配位數(shù)配位數(shù)與中心離子直接以配位鍵結(jié)合的配位原子個數(shù)。與中心離子直接以配位鍵結(jié)合的配位原子個數(shù)。例：例：AlF63- 配位數(shù)配位數(shù)6 、 Cu(NH3)4SO4 配位數(shù)配位數(shù)4 、 C

17、o(NH3)2(en)2(NO3)3 配位數(shù)配位數(shù)6 *中心離子的中心離子的電荷高電荷高，對配位體的吸引力較強，有，對配位體的吸引力較強，有利于形成配位數(shù)較高的配合物。利于形成配位數(shù)較高的配合物。 常見的配位數(shù)與中心離子的電荷數(shù)有如下的關(guān)系：常見的配位數(shù)與中心離子的電荷數(shù)有如下的關(guān)系： 中心離子的電荷：中心離子的電荷：+1 +2 +3 +4 常見的配位數(shù)：常見的配位數(shù)： 2 4(或或6) 6(或或4) 6(或或8)*中心離子中心離子半徑半徑越大，其周圍可容納配體就越多，越大，其周圍可容納配體就越多，配位數(shù)越大。配位數(shù)越大。AlF63- AlCl4- BF4- AgI2- AgI42- 從這些配

18、離子你看出配位數(shù)有什么規(guī)律？從這些配離子你看出配位數(shù)有什么規(guī)律？ 4. 4. 配離子的電荷配離子的電荷配離子的電荷等于中心離子電荷與配位體總電配離子的電荷等于中心離子電荷與配位體總電荷的代數(shù)和。荷的代數(shù)和。 如如 K2PtCl4 5 5、 配位化合物的命名配位化合物的命名配位數(shù)配位數(shù)配位體名稱配位體名稱合合中心離子中心離子(用羅馬數(shù)用羅馬數(shù)字表示氧化數(shù)字表示氧化數(shù))，用二、三、四等數(shù)字表示配位體數(shù)。不同配位名用二、三、四等數(shù)字表示配位體數(shù)。不同配位名稱之間用圓點稱之間用圓點“”分開。分開。 陰離子次序為：簡單陰離子次序為：簡單離子離子復雜離子復雜離子有機酸根離子。有機酸根離子。 中性分子次序為

19、：中性分子次序為：NH3H2O有機分子。有機分子。 配位陰離子配合物-配位陰離子配位陰離子“酸酸”外界外界 配位陽離子配合物 “某化某某化某”或或“某酸某某酸某” 中性配合物K2SiF6 六氟合硅六氟合硅()酸酸鉀鉀KPtCl5(NH3) 五氯五氯一氨合鉑一氨合鉑()酸酸鉀鉀Co(NH3)6Br3 三溴三溴化化六氨合鈷六氨合鈷()Co(NH3)2(en)2(NO3)3 硝硝酸酸二氨二氨二（乙二胺）二（乙二胺）合鈷（合鈷（）PtCl2(NH3)2 二氯二氯二氨合鉑二氨合鉑()Ni(CO)4 四羰基合鎳四羰基合鎳(0) 6、配合物的鹽與復鹽的比較n 復鹽復鹽, 能電離出兩種或兩種以上陽離子的鹽如明礬能電離出兩種或兩種以上陽離子的鹽如明礬 KAl(SO4)212H2O、光鹵石、光鹵石 KCl MgCl2 6H2O等，僅在等，僅在固態(tài)時穩(wěn)定存在，一旦溶于水，幾乎全部解離成各組分固態(tài)時穩(wěn)定存在，一旦溶于水，幾乎全部解離成各組分離子：離子： KAl(SO4)212H2O (溶于水溶于水) K+ +Al3+ 2SO42- +12 H2O KCl MgCl2 6H2O (溶于水溶于水) K+ +Mg2+ + 3Cl- + 6H2On 配