分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【省一等獎】

課題4

雜化軌道理論簡介配合物理論簡介第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)109°28’CH４的結(jié)構(gòu)1.CH４分子中C原子形成幾個共價鍵？分子空間構(gòu)型怎樣？2.寫出基態(tài)C原子價電子的電子排布圖,并推測：CH４分子的C原子怎樣才能形成四個共價鍵？動腦筋閱讀課本P40思考：1、什么叫雜化？什么是雜化軌道？軌道雜化以后有何優(yōu)點(diǎn)？2、發(fā)生雜化的軌道需要符合什么條件？鍵長、鍵能相同，鍵角相同為109°28′2s2px2py2pz

為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，得到4個相同的sp3雜化軌道，夾角10928′,正四面體形。三、雜化軌道理論簡介2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)激發(fā)雜化sp3

雜化

C原子由1個2s軌道和3個2p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。由于每個軌道中都含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為

sp3雜化軌道。為了四個雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個頂點(diǎn)。

四個H原子分別以1s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3σ鍵，形成一個正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’通過以上的學(xué)習(xí)，以CH4為例，談?wù)勀銓Α半s化”及“雜化軌道”的理解。1.C原子為什么要進(jìn)行“雜化”？

2.什么是雜化？C原子是如何進(jìn)行“雜化”的？

3.“雜化軌道”有哪些特點(diǎn)？

在形成分子時，由于原子的相互影響，同一原子中的若干不同類型、能量相近的原子軌道混合起來，重新分配能量和調(diào)整空間方向組成數(shù)目相同、能量相等的新的原子軌道。這種軌道重新組合的過程稱為原子軌道的“雜化”（混合平均化）1.雜化軌道概念三、雜化軌道理論簡介2.雜化軌道理論的要點(diǎn)(1)發(fā)生軌道雜化的原子一定是中心原子。(2)參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級組或相近能級組的軌道）。(3)雜化軌道的能量、形狀完全相同。(4)雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目

等于形成的雜化軌道數(shù)目；雜化后原子軌道方向改變，雜化軌道在成鍵時更有利于軌道間的重疊(5)雜化軌道在空間構(gòu)型上都具有一定的對稱性（以減小化學(xué)鍵之間的排斥力）。(6)分子的構(gòu)型主要取決于原子軌道的雜化類型。180°實驗測得:兩個共價鍵，直線形分子（鍵角180°）

Cl—Be—Cl

探究1：BeCl2分子的形成Be原子價電子排布式：2s2

沒有未成對電子ClClBe一個2s和一個2p

軌道雜化,形成sp雜化軌道為使軌道間的排斥能最小，軌道間的夾角為180°

。sp雜化軌道的形成和空間取向示意圖每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭?。缓?/2s

軌道和1/2p

軌道的成分；兩個軌道間的夾角為180°，呈直線型。1個s軌道與1個p軌道進(jìn)行的雜化,形成2個sp

雜化軌道。

sp

雜化——BeCl2分子的形成BeCl2分子結(jié)構(gòu)ClClsppxpx規(guī)律：第ⅡA族、ⅡB族元素與第ⅦA族元素所形成的MX2型共價化合物，中心原子采取sp雜化。如BeBr2、HgCl2。

ClBeCl

實驗測得，三個共價鍵，平面三角形分子（鍵角120°）。B原子價電子排布式：2s22p1，有一個未成對電子120°FFFB

探究2：BF3

分子的形成

1個2s

軌道與2個2p

軌道進(jìn)行的雜化,形成3個sp2

雜化軌道。sp2雜化軌道的形成和空間取向示意圖

sp2雜化——BF3分子的形成

每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分,每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個s軌道與2個p軌道進(jìn)行的雜化,

形成3個sp2雜化軌道。規(guī)律：第ⅢA族元素與第ⅦA族元素所形成的MX3型共價化合物，中心原子采取sp2雜化。如BBr3。

sp3雜化——CH4分子的形成

sp3雜化：1個s軌道與3個p軌道進(jìn)行的雜化,

形成4個sp3雜化軌道。

每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分,每兩個軌道間的夾角為109°28′，正四面體形

規(guī)律：第ⅣA族元素與第ⅠA族、ⅦA族元素所形成的MX4型共價化合物，中心原子采取sp3雜化。如CCl4、SiF4、CHCl3。四、配合物理論簡介1.配位鍵（1）概念：成鍵的兩個原子一方提供孤對電子，一方提供空軌道而形成的共價鍵（2）形成條件：一方提供孤對電子，一方提供空軌道注意：①配位鍵是一種特殊的共價鍵②配位鍵同樣具有飽和性和方向性③H3O+、NH4+中含有配位鍵（3）配位鍵的表示方法ABHOHHCuH2OH2OH2OOH22+請你寫出NH4+的配位鍵的表示法？討論在NH3·BF3中，何種元素的原子提供孤對電子，何種元素的原子接受孤對電子?寫出NH3·BF3的結(jié)構(gòu)式NH3中N原子提供孤對電子BF3中的B原子提供空軌道接受孤對電子NHHHBFFF課堂反饋2.配位化合物（配合物）（1）概念：由提供孤對電子對的配體與接受孤對電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物?；虬呀饘匐x子（或原子）與某些分子或離子（稱為配體）以配位鍵結(jié)合形成的化合物。

配合物種類已超過數(shù)百萬；

配位鍵的強(qiáng)度有大有小，因而有的配合物很穩(wěn)定，有的不穩(wěn)定；

許多過渡元素金屬離子對多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，因而過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬的配合物多3.配合物的組成[Cu(NH3)4]

SO4中心原子配位體配位數(shù)內(nèi)界外界配離子相關(guān)說明：①中心原子：也稱配位體的形成體，一般是帶正電荷的陽離子，主要是過渡金屬的陽離子，但也有中性原子。如：Ni(CO)5、Fe(CO)5中的Ni和Fe都是中性原子②配位體：配位體可以是陰離子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位體中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子是必須含有孤對電子的原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子，配位原子常是VA、VIA、VIIA主族元素的原子。③配位數(shù)：直接同中心原子（或離子）配位的原子（離子或分子）總的數(shù)目。一般中心原子（或離子）的配位數(shù)為2、4、6、8。在計算中心離子的配位數(shù)時，一般是先在配離子中找出中心離子和配位體，接著找出配位原子數(shù)目。如：[Co(NH3)4Cl2]Cl配位數(shù)是6。CuSO4·5H2O是配合物向硫酸銅水溶液中加入氨水藍(lán)色沉淀深藍(lán)色的透明溶液實驗2-2現(xiàn)象向硫酸銅水溶液中加入氨水繼續(xù)加入氨水加入乙醇深藍(lán)色的晶體產(chǎn)生現(xiàn)象的原因：Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-深藍(lán)色的晶體:

[Cu(NH3)4]

SO4·H2O[Cu(NH3)4]2+離子NH3NH3NH3H3NCu[]2+實驗2-3在盛有氯化鐵溶液（或任何含有的Fe3+溶液）的試管中滴加硫氰化鉀（KSCN）溶液現(xiàn)象：生成血紅色溶液原因：生成[Fe(SCN)n]3-n(n=1～6)作用：檢驗或鑒定Fe3+，用于電影特技和魔術(shù)表演①在晶體、氣態(tài)或溶液中配離子的存在狀態(tài)不變化，配位化合物內(nèi)界和外界為離子鍵完全電離。②配合物也有異構(gòu)現(xiàn)象。如Pt（NH3）2Cl2分子有二種結(jié)構(gòu)③配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。配位原子的電負(fù)性越大或配位體的堿性越強(qiáng)，配合物越不穩(wěn)定。5.配合物的性質(zhì)④配離子在改變條件時可能被破壞。（加強(qiáng)熱、形成溶解度很小的沉淀、加入氧化劑和還原劑、加入酸或堿）6.配合物