價(jià)鍵互斥理論-雜化軌道理論

價(jià)層電子對(duì)互斥理論

1、要點(diǎn)：中心原子價(jià)電子層電子對(duì)（包括＿＿＿

電子對(duì)和

的孤對(duì)電子對(duì)）的互相

作用，使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)相互

的那種構(gòu)型，即分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。（VSEPR模型）成鍵未成鍵排斥排斥最小價(jià)層電子對(duì)互斥模型應(yīng)用：可用來預(yù)測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論時(shí)，首先要根據(jù)原子的最外層電子數(shù)，判斷中心原子上有沒有孤對(duì)電子，然后再根據(jù)中心原子結(jié)合的原子的數(shù)目，就可以判斷分子的空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥理論簡(jiǎn)介(VSEPR)⒈基本要點(diǎn)⑴排斥力最小的分子幾何結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。⑵相鄰價(jià)電子對(duì)之間斥力大小由電子對(duì)之間的夾角和電子對(duì)的成鍵情況決定。夾角越小斥力越大；不同類型的電子對(duì)之間斥力：

LP-LP>LP-BP>BP-BP.LP—孤電子對(duì)

BP—成鍵電子對(duì)

叁鍵>雙鍵>單鍵.⑶分子的幾何構(gòu)型主要決定于中心原子的價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目和類型(LP或BP).⑷當(dāng)分子中有雙鍵、叁鍵等重鍵時(shí)，可將雙鍵的兩對(duì)電子和叁鍵的三對(duì)電子看作為一個(gè)單鍵的一對(duì)電子來處理。

判斷共價(jià)分子構(gòu)型的一般規(guī)則⑴確定中心原子價(jià)電子層中的電子對(duì)數(shù)中心原子價(jià)電子層中的電子對(duì)數(shù)=（中心原子價(jià)電子數(shù)+配體提供的電子數(shù)）/2

對(duì)于復(fù)雜離子：電子對(duì)數(shù)=（中心原子價(jià)電子數(shù)+配體提供的電子數(shù)-離子電荷數(shù)（帶符號(hào)））/2

規(guī)定當(dāng)氧族元素的原子作配體時(shí)，可以認(rèn)為它們不提供電子。

出現(xiàn)奇數(shù)電子時(shí)將單電子當(dāng)作電子對(duì)對(duì)待。⑵根據(jù)中心原子價(jià)電子層中的電子對(duì)數(shù)，確定中心原子周圍電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型。⑶繪出分子構(gòu)型圖包括配體和孤電子對(duì)。注意：若無孤電子對(duì)，電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型與分子構(gòu)型一致；若有孤電子對(duì)，電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型與分子構(gòu)型則不一致。

CH4,NH3,H2O分子構(gòu)型圖中心原子有孤對(duì)電子H2O22AB2NH331AB3代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)孤對(duì)電子的對(duì)數(shù)分子類型空間構(gòu)型V形三角錐形代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)孤對(duì)電子的對(duì)數(shù)分子類型空間構(gòu)型中心原子無孤對(duì)電子CO220AB2CH2O30AB3CH440AB4中心原子有孤對(duì)電子H2O22AB2NH331AB3直線形平面三角形正四面體價(jià)層電子對(duì)互斥模型V形三角錐形2電子對(duì)數(shù)目與立體結(jié)構(gòu)4356電子對(duì)數(shù)目與立體結(jié)構(gòu)(2)

VSEPR模型：一個(gè)分子或離子中的價(jià)層電子對(duì)在空間的分布（即含孤對(duì)電子的VSEPR模型）

2

34

56

直線形平面三角形正四面體三角雙錐體正八面體分析思考：

１、寫出C原子電子排布的軌道表示式，并由此推測(cè)：CH４分子的C原子有沒有可能形成四個(gè)共價(jià)鍵？怎樣才能形成四個(gè)共價(jià)鍵？２、如果C原子就以１個(gè)２Ｓ軌道和３個(gè)２Ｐ軌道上的單電子，分別與四個(gè)Ｈ原子的１Ｓ軌道上的單電子重疊成鍵，所形成的四個(gè)共價(jià)鍵能否完全相同？這與CH４分子的實(shí)際情況是否吻合？如何才能使CH４分子中的C原子與四個(gè)H原子形成完全等同的四個(gè)共價(jià)鍵呢？109°28’原子軌道？伸展方向？109°28′雜化軌道理論簡(jiǎn)介三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′C原子基態(tài)電子排布軌道表示式sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°二、雜化軌道理論

—解釋分子的立體構(gòu)型1、雜化軌道的概念在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道間通過相互的混雜后，形成相同數(shù)量的幾個(gè)能量與形狀都相同的新軌道?！s化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對(duì)電子剩余的p軌道可以形成π鍵C2H4(sp2雜化）雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1s+1p1s+2p1s+3p雜化軌道數(shù)2個(gè)sp雜化軌道3個(gè)sp2雜化軌道4個(gè)sp3雜化軌道雜化軌道間夾角180?120?109?28’空

間

構(gòu)

型直線正三角形正四面體實(shí)

例BeCl2,

C2H2BF3

,C2H4CH4

,CCl42、雜化軌道的類型a)中心原子價(jià)層電子總數(shù)等于中心A的價(jià)電子數(shù)加上配體B在成鍵過程中提供的電子數(shù)。如CCl

44+14=8★雜化軌道數(shù)=中心原子總價(jià)電子數(shù)÷2（不包括π鍵）

b)氧族元素的原子做中心時(shí)，價(jià)電子數(shù)為6。如H2O或H2S。做配體時(shí)，提供電子數(shù)為0。如CO2

c)處理離子時(shí)，要加減與離子價(jià)數(shù)相當(dāng)?shù)碾娮?，如PO43－：5+3+04=8，NH4＋：5-1

+14=8。3、中心原子雜化方式的判斷故其雜化軌道數(shù)=8/2=4（4+0）÷2=2代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O（4+2+0）÷2=3（4+4）÷2=4（6+0）÷2=3（5+3）÷2=4（6+2）÷2=4SPSP2SP3SP2SP3SP3直線形平面三角形正四面體形V形三角錐形V形

練習(xí)：用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。（1）CO2（2）H2O（3）HCHO（4）HCN（5）SO3配合物理論簡(jiǎn)介天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色配合物理論簡(jiǎn)介：實(shí)驗(yàn)2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍(lán)色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)叫做四水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子中的O原子提供孤對(duì)電子對(duì)給予銅離子（銅離子提供空軌道），銅離子接受水分子的孤對(duì)電子形成的，這類“電子對(duì)給予—接受鍵”被稱為配位鍵。CuOH2H2OH2OH2O2+1、配位鍵：共用電子對(duì)由一個(gè)原子單方面提供給另一個(gè)原子共用所形成的共價(jià)鍵叫配位鍵。是一種特殊的共價(jià)鍵。2、配位化合物：中心離子（或原子）與配位體(某些分子或離子)以配位鍵的形式結(jié)合而成的化合物。CuOH2H2OH2OH2O2+①可用A→B表示A表示提供孤對(duì)電子的原子，叫電子給予體或配體，常為N、O、P、S、鹵素的原子或離子B表示接受電子的原子，叫接受體，一般為過渡金屬②形成配位鍵的條件：一個(gè)原子提供孤對(duì)電子，另一原子提供空軌道2+CuNH3H3NNH3NH3實(shí)驗(yàn)2-2已知?dú)溲趸~與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯闪薣Cu(NH3)4]2+

，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液實(shí)驗(yàn)2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血紅色例題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B例題二：下列分子或離子中都存在著配位鍵的是()A．NH3、H2OB．NH4+

、H3O+

C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+

、PCI3B由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。例題三：對(duì)SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)

B．中心原子都采取sp雜化軌道

C．S原子和C原子上都沒有孤對(duì)電子

D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D例題四：下列各種說法中錯(cuò)誤的是（）A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對(duì)電子。B、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對(duì)電子。D例題五：寫出下列分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(是用短線表示鍵合電子,小黑點(diǎn)表示未鍵合的價(jià)電子的結(jié)構(gòu)式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。(1)PCl3(2)BCl3(3)CS2(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角錐形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直線形C=S=S........

(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......實(shí)例分析：

試分析BeCl2分子的形成和空間構(gòu)型。

Be原子的價(jià)層電子排布為2s2

。在形成BeCl2

分子的過程中，Be原子的1個(gè)2s電子被激發(fā)到2p空軌道，價(jià)層電子排布變?yōu)闉?s12px1

。這2個(gè)含有單電子的2s軌道和2px軌道進(jìn)行sp雜化，組成夾角為1800

的2個(gè)能量相同的sp雜化軌道，其形成過程可表示為：理論分析：Be原子上的兩個(gè)SP雜化軌道分別與2個(gè)Cl原子中含有單電子的3p軌道重疊，形成2個(gè)sp-p的σ鍵，所以BeCl2分子的空間構(gòu)型為直線。實(shí)驗(yàn)測(cè)定：BeCl2分子中有2個(gè)完全等同的Be-Cl鍵，鍵角為1800

，分子的空間構(gòu)型為直線。實(shí)例分析：

試說明BF3分子的空間構(gòu)型。

BF3分子的中心原子是B，其價(jià)層電子排布為2s22px1

。在形成BF3分子的過程中，B原子的2s軌道上的1個(gè)電子被激發(fā)到2p空軌道，價(jià)層電子排布為2s12px12py1

，1個(gè)2s軌道和2個(gè)2p軌道進(jìn)行sp2雜化，形成夾角均為1200的3個(gè)完全等同的SP2雜化軌道。其形成過程可表示為：理論分析：B原子的三個(gè)SP2雜化軌道分別與3個(gè)F原子含有單電子的2p軌道重疊，形成3個(gè)sp2-p的σ鍵。故BF3

分子的空間構(gòu)型是平面三角形。實(shí)驗(yàn)測(cè)定：BF3分子中有3個(gè)完全等同的B-F鍵，鍵角為1200

，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。

實(shí)例分析：試解釋CCl4分子的空間構(gòu)型。

CCl4分子的中心原子是C，其價(jià)層電子組態(tài)為2s22px12py1。在形成CCl4分子的過程中，C原子的2s軌道上的1個(gè)電子被激發(fā)到2p空軌道，價(jià)層電子組態(tài)為2s12px12py12pz1，1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道進(jìn)行sp3雜化，形成夾角均為109028′的4個(gè)完全等同的sp3雜化軌道。其形成過程可表示為理論分析：C原子的4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)Cl原子含有單電子的2p軌道重疊，形成4個(gè)sp3-p的σ鍵。故CCl4

分子的空間構(gòu)型是正四面體.實(shí)驗(yàn)測(cè)定：CCl4分子中有四個(gè)完全等同的C-Cl鍵，其分子的空間構(gòu)型為正四面體。

作業(yè)：1、整理學(xué)案。

2、完成課后習(xí)題1°中心價(jià)層電子的總數(shù)和對(duì)數(shù)

a)中心原子價(jià)層電子總數(shù)等于中心A的價(jià)電子數(shù)加上配體B在成鍵過程中提供的電子數(shù)。如CCl

44+14=8(1)確定中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)

b)氧族元素的原子做中心時(shí)，價(jià)電子數(shù)為6。如H2O或H2S。做配體時(shí)，提供電子數(shù)為0。如在CO2中。

c)處理離子時(shí)，要加減與離子價(jià)數(shù)相當(dāng)?shù)碾娮?，如PO43－5+04+3=8，NH4＋

5+14－1=8。

d)總數(shù)除以2，得電子對(duì)的對(duì)數(shù)?？倲?shù)為奇數(shù)時(shí)，商進(jìn)位。例如總數(shù)為9，則對(duì)數(shù)為5。2、用（VSEPR模型）推斷分子或離子空間構(gòu)型的步驟：例：價(jià)電子數(shù)價(jià)電子對(duì)數(shù)NH4+N=5+4-1=8CCl4N=8NO2N=5ICl2-N=10OCl2N=8PO43-N=5+3=8444354只有一種角度，120°。只有一種角度，109°28′。

5對(duì)電子三角雙錐3對(duì)電子正三角形??A????4對(duì)電子正四面體A????????

（2）電子對(duì)數(shù)和電子對(duì)空間構(gòu)型的關(guān)系電子對(duì)相互排斥，在空間達(dá)到平衡取向。2對(duì)電子直線形(3)分子構(gòu)型與電子對(duì)空間構(gòu)型的關(guān)系若配體的個(gè)數(shù)n和電子對(duì)數(shù)m相一致，則分子構(gòu)型和電子對(duì)空間構(gòu)型一致。這時(shí)，各電子對(duì)均為成鍵電子對(duì)。

當(dāng)配體數(shù)n小于電子對(duì)數(shù)m時(shí)，一部分電子對(duì)屬于成鍵電對(duì)，其數(shù)目等于n，另一部分電子對(duì)成為孤電子對(duì)，其數(shù)目等于m－n。確定出孤對(duì)電子的位置，分子構(gòu)型才能確定。

電子對(duì)數(shù)配體數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)構(gòu)型分子構(gòu)型

(m)(n)(m－n)