VSEPR理論離域π鍵超全課件化學競賽

1、四、VSEPR理論 Valance-Shell Electron-Pair Repulsion Theory適于解釋ADm型分子形狀要點P133-134 1、分子構(gòu)型采取價層電子對斥力最小 2、構(gòu)型與價層電子對數(shù)的對應(yīng)關(guān)系 3、重鍵（雙鍵 叁鍵）視為一個電子對 4、電子對斥力順序 孤孤孤鍵鍵鍵判斷構(gòu)型一般順序規(guī)則 1、求價層電子對數(shù)P134 2、求中心原子孤對電子對數(shù) 3、判斷形狀P135價層電子對互斥理論：VSEPR法 （valence-shell election pair repulsion theroy） 價層電子對互斥理論能很好的預言分子的幾何形狀，應(yīng)用起來簡單方便，在此介紹給大家

2、。(1) 價層電子對互斥理論的基本要點：對于AXm型分子： 分子幾何構(gòu)型主要取決于中心原子A的價層電子對相互排斥作用，分子幾何構(gòu)型總是采取使中心原子A的價層電子對互斥力最小的那種結(jié)構(gòu)。 例：BeH2，Be的價層電子只有2對成鍵電子，互相遠離最穩(wěn)定。處于Be的兩側(cè) BeH2為直線型。 對于AXm共價分子：其幾何構(gòu)型取決于中心原子A的價層電子對的數(shù)目和類型（成鍵電子對）， 根據(jù)電子對之間相互排斥最小的原則，分子的幾何構(gòu)型應(yīng)采取價層電子對排斥力最小的那種構(gòu)型。價層電子對的斥力大?。?電子對之間夾角越小，斥力越大。 （孤對電子孤對電子）斥力（孤對電子成鍵電子）斥力（成鍵電子成鍵電子）斥力。 三鍵斥力雙

3、鍵斥力單鍵斥力。實例A電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤對電子數(shù)價電子對幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型 2 2 0 直線型 ,BeH2，HgCl2 3 3 0 平面三角形 , BF3 BCl32 1 V型 , SnBr2 PbCl2 4 4 0 四面體 , CH4 CCl4 3 1 三角錐 NH3 4 2 2實例A電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)價電子對幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型V型 H2O 5 5 0 A:三角雙錐 PCl5 3 2 Cl FFF:ClF3 4 1三角雙錐變形四面體實例A電子對數(shù)成鍵對數(shù)成鍵對數(shù)價電子對幾何構(gòu)型分子幾何構(gòu)型6 6 0 八面體 八面體 SF6 5 1 八面體 四方錐 4 2 八面體 平面正方形 IC

4、l4- XeF4:A幾個實例ClF3 ：T型ClFFF900角孤電子對之間的排斥：無900角孤電子對與成鍵電子對之間的排斥：4個900角成鍵電子對之間的排斥：2個ClFFF900角孤電子對之間的排斥：1個900角孤電子對與成鍵電子對之間的排斥：3個900角成鍵電子對之間的排斥：2個ClFFF900角孤電子對之間的排斥：0900角孤電子對與成鍵電子對之間的排斥：6個900角成鍵電子對之間的排斥：0綜上所述： ClF3最穩(wěn)定的空間構(gòu)型為：T型b.判斷分子結(jié)構(gòu)的規(guī)則確定中心原子價電子層中電子對的數(shù)目： 1.H，X提供的價電子數(shù)目等于原子的最外層電子數(shù)，氧族元素作配體不提供電子。 2.氧族元素作中心原

5、子提供6e，鹵族元素提供7e。 3.如果是離子，要加上或減去相應(yīng)的電子。 4.在AXm中，A與X形成 = 雙鍵、三鍵，則把它們當成一個電子對。 5.加合電子 / 2=電子對數(shù)目。例： PO43-： P中心原子價層電子數(shù)=（5+3）=8/2=4對。 NH4+ : 中心 N=（5+4-1）/ 2=4根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)目找出合理的空間構(gòu)型。C.判斷下列共價分子的幾何構(gòu)型： BeCl2 ，BCl3 ，SO3 ，SO42- ，NH3 ，H2O ，NO2 ，PCl5 ，ClF3 ，SF6 ，XeF4 ，IF5解：分 子 價層電子對 孤對電子 成鍵電子 價電子對構(gòu)型 分子構(gòu)型 BeCl2 (2+2)

6、/2=2 0 2 直線 直線 BCl3 (1+3)/2=3 0 3 平面三角形 面三角形 SO2 (6+0)/2=3 1 2 平面三角形 V型 SO42- (6+0+2)/2=4 0 4 四面體 四面體 NO2 （5+0）/2=2.5（3） 1 2 平面三角形 V型 PCl5 （5+5）/2=5 0 5 三角雙錐 三角雙錐 SF6 （6+6）/2=6 0 6 正八面體 正八面體 XeF4 （8+4）/2=6 0 6 正八面體 平面正方形 IF5 （7+5）/2=6 1 5 正八面體 四方錐SO2Cl2 （6+2）/2=4 0 4 四面體 四面體 ClF3 （7+3）/2=5 2 3 三角雙錐

7、T型 由此可見，價層電子對互斥理論在解釋分子空間構(gòu)型上與雜化軌道理論結(jié)果大致相同，且應(yīng)用方便，但有缺陷：不能說明鍵的形成和鍵的相對穩(wěn)定性，這要用價鍵理論和分子軌道理論來解釋。五、多中心多電子共價鍵 (大鍵、離域鍵、共軛鍵)形成條件P136重要例子 1、苯：C6H6 2、CO32- 3、CO2 4、SO3六、分子軌道理論介紹 Molecular Orbit Theroy（1）要點（2）分子軌道類型（3）組合原則（4）典型例子介紹（5）分子軌道理論的應(yīng)用分子軌道理論(molecular orbit theroy)： VB，雜化，VSEPR，直觀的說明了共價鍵的本質(zhì)，分子的空間構(gòu)型，但也有局限性：

8、例如:價鍵理論認為形成共價鍵的電子，只局限在兩個相鄰的原子間運動，缺乏對分子整體的全面考慮。因此它對有些多原子分子的結(jié)構(gòu)不能說明，同時對H2+中的單電子鍵、O2中的三電子鍵及順磁性無法解釋。 分子軌道MO法著重于從分子整體來考慮，它可以解釋分子中存在的電子對鍵，單電子鍵，三電子鍵的形成，對多原子分子的結(jié)構(gòu)也能比較好的說明。MO法近來發(fā)展較快，在共價鍵理論中占有非常重要的地位。（1）分子軌道理論的基本要點（簡要介紹）a.在分子中，電子不從屬于某個原子，而是在整個分子中運動，每個電子的運動也可用來表述，稱之為分子軌道。 b. 分子軌道由原子軌道線性組合而成，數(shù)目等于參與組合的原子軌道數(shù)目，其中一半

9、能量低的稱為成鍵軌道，另一半能量高的軌道稱為反鍵軌道。c.分子軌道可根據(jù)對稱性不同分為和型.d.電子需要進入分子軌道中，遵循電子填充三原則.（2）分子軌道線性組合類型： 型分子軌道：S-S重疊 +-+-+-能量 spxsp *sp型分子軌道： S-P重疊 型分子軌道： P-P重疊 軌道 P-P重疊 軌道 p-d重疊+-+-+-+_Py dxy +_軌道成鍵軌道反鍵-軌道： d-d 重疊 : -+ dxy +-+-+-+-+-+-+ dxy 反鍵軌道成鍵軌道-（3）原子軌道線性組合原則 分子軌道由原子軌道線性組合而成，但不是任意組合，必須符合以下三原則的方可組成分子軌道。 A.能量近似原則: 如

10、果兩個原子軌道能量相差極大則不能有效的組成分子軌道，只有能量相近的原子軌道才能有效的組成分子軌道。1S(H)=-1318 KJmol-1，3P(Cl)=-1259 KJmol-12P(O)=-1322 KJmol-1，3S(Na)=-502 KJmol-1 H 1S可與3P(Cl),2P(O)組合成分子軌道。而3S Na 與3P(Cl)則不能形成分子軌道，只能發(fā)生電子轉(zhuǎn) 移，生成離子鍵。B.最大重疊：形成分子軌道時，原子軌道盡可能的最 大重疊，這樣能量降低顯著,成鍵效應(yīng) 大，分子穩(wěn)定。C.對稱性匹配：原子軌道符號相同，則對稱性匹配， 可以重疊生成分子軌道。部分匹配 ， 部分不匹配，成鍵效應(yīng)為零

11、。（穩(wěn)定與不穩(wěn)定相互抵消）+-+-+-匹配不匹配（4）同核雙原子分子軌道能級圖（O2 F2）第二周期同核雙原子分子:B2 （B,C,N)同核雙原子N2分子寫成橫式：A.對O2 F2(1S)(1S*)(2S)(2S*)(2PX)(2Py)(2Pz)(2Py*)(2Pz*)(2PX*)B.對Li，Be，B，C，N(1S)(1S*)(2S)(2S*)(2Py)(2Pz)(2Py*)(2Pz*)(2PX*)(2PX)(5).應(yīng)用舉例：N2：分子結(jié)構(gòu)14e： B.O = ( 10 - 4 ) /2= 3鍵級 一個鍵，2個鍵， 三鍵。O2結(jié)構(gòu) 有單電子具有順磁性B.O = ( 8 - 4 ) = 2:O

12、O:一個鍵 , 2個三電子鍵,相當于雙鍵。 (6).異核雙原子分子軌道能級 :(CO,NO,)(1S)(1S*)(2S)(2S*)(2Py)(2Pz)(2Py*)(2Pz*)(2PX*)(2PX)于C,N,B分子軌道能級相同。對于CO:14e(1S)2(1S*)2(2S)2(2S*)2(2Py)2(2Pz)2(2Py*)(2Pz*)(2PX*)(2PX)2CO分子中2個鍵， 1個鍵。HF的分子軌道圖形H:1sF:2pF:2s1231HF 的分子軌道由H的1s和F的2s,2pz組成： 3個軌道。 其中1為成鍵軌道， 3反鍵軌道， 2為非鍵軌道， 1軌道實際上是由F的另外2個2p軌道形成，也是非鍵

13、軌道。5 鍵參數(shù) 表征化學鍵性質(zhì)的物理量叫鍵參數(shù)： 鍵級、鍵能、鍵長、鍵角、鍵的極性(1).鍵級=（成鍵電子數(shù)-反鍵電子數(shù)）/2 鍵級的大小說明兩個原子之間化學鍵的強度，鍵級越大，鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。從另一角度解釋鍵級：兩原子之間成鍵的數(shù)目，如N：N2三鍵 鍵級=3。 而在O2雙鍵，鍵級=2。 HF 單鍵：鍵級=1）D(H-Cl)=431kJmol-1 D(Cl-Cl)=244kJ mol-1 （2）鍵能： 在絕對零度下，將基態(tài)的雙原子分子AB拆成基態(tài)A和B所需的能量叫AB鍵離解能。DA-B 表示，即鍵能。 對多原子分子，如NH3: N-H鍵能=（D1+D2+D3）/3=386KJ/mol 即等于三個NH鍵的平均離解能。鍵能大，化學鍵穩(wěn)定，分子穩(wěn)定。 鍵能通過電化學或光譜學實驗測定. 鍵級、鍵能表征鍵的強弱，分子的穩(wěn)定性。（3）鍵長： 分子中兩個原子核間距離。（可用量子力學計算或光譜學實驗測定） 鍵長短，鍵強，越牢固，分子越穩(wěn)定（4）鍵角： 鍵與鍵之間的夾角。它是反映分子空間構(gòu)型的重要因素。例H2O中鍵角104.50，V型。 鍵角可通過光譜衍射實驗測定，也可用量子力學近似計算。 一般分子的鍵長鍵角確定，分子的