分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì).ppt

1、,第2節(jié) 共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型,復(fù)習(xí)回顧,共價(jià)鍵,鍵,鍵,鍵參數(shù),鍵能,鍵長(zhǎng),鍵角,衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素,成鍵方式 “頭碰頭”,呈軸對(duì)稱(chēng),成鍵方式 “肩并肩”,呈鏡像對(duì)稱(chēng),形形色色的分子,O2,HCl,H2O,CO2,C2H2,CH2O,COCl2,NH3,P4,CH4,CH3CH2OH,CH3COOH,C6H6,C8H8,CH3OH,C60,C20,C40,C70,2s 2px 2py 2pz,問(wèn)題：,分子式為什么是CH4，而不是CH2或CH3？,CH4分子為什么具有正四面體的空間構(gòu)型？,1.雜化軌道理論簡(jiǎn)介,109.5,激發(fā),當(dāng)碳原子與4個(gè)氫原子形成甲烷分子時(shí)，

2、碳原子的2s軌道和3個(gè)2p軌道會(huì)發(fā)生混雜，混雜時(shí)保持軌道總數(shù)不變，得到4個(gè)能量相等、成分相同的sp3雜化軌道，夾角109 28 ，表示這4個(gè)軌道是由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的如下圖所示：,等性sp3 雜化,原子形成分子時(shí)，同一個(gè)原子中能量相近的一個(gè) ns 軌道與三個(gè) np 軌道進(jìn)行混合組成四個(gè)新的原子軌道稱(chēng)為 sp3 雜化軌道。,sp3雜化： 三個(gè)夾角為109 28 的正四面體型形雜化軌道。,等性sp2 雜化,同一個(gè)原子的一個(gè) ns 軌道與兩個(gè) np 軌道進(jìn)行雜化組合為 sp2 雜化軌道。sp2 雜化軌道間的夾角是120，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形。,BF3分子形成,激發(fā),120,碳的

3、sp2雜化軌道,sp2雜化： 三個(gè)夾角為120的平面三角形雜化軌道。,同一原子中 ns-np 雜化成新軌道：一個(gè) s 軌道和一個(gè) p 軌道雜化組合成兩個(gè)新的 sp 雜化軌道。,BeCl2分子形成,等性sp 雜化,碳的sp雜化軌道,sp雜化： 夾角為180的直線形雜化軌道。,如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類(lèi)型？,飽和碳,sp3,sp2,sp,雙鍵碳,叁鍵碳,NH3 的空間構(gòu)型,的空間構(gòu)型,0 0 0 1 2,幾種常見(jiàn)的雜化軌道類(lèi)型,1、看中心原子有沒(méi)有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)鍵，用去了2個(gè)p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)鍵，形成的是sp2雜化；如果全部

4、是單鍵，則形成的是sp3雜化。 2、沒(méi)有填充電子的空軌道一般不參與雜化.,一般方法,共價(jià)分子的幾何外形取決于分子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目和類(lèi)型。分子的價(jià)電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)）由于相互排斥作用,而趨向盡可能遠(yuǎn)離以減小斥力而采取對(duì)稱(chēng)的空間構(gòu)型。,價(jià)層電子對(duì)互斥理論,2、確定分子空間構(gòu)型的簡(jiǎn)易方法,利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)分子或離子的 空間構(gòu)型的步驟如下： （1）確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)： 價(jià)層電子對(duì)數(shù)（中心原子的價(jià)電子數(shù) 配位原子提供的電子數(shù)離子電荷數(shù) )/2 式中：中心原子的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù) 例如：B：3，C：4，N：5，O：6，X：7，稀有氣體：8 配位原子提供的價(jià)電子數(shù)： H與鹵素：

5、1，O與S為0 N原子做配位原子時(shí)為-1 當(dāng)中心原子的價(jià)電子數(shù)為奇數(shù)時(shí)要加1 例如：SO42- VP=(6+0+2)/2=4,價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用實(shí)例,在CH4 中，C 有4個(gè)電子，4個(gè)H 提供4個(gè)電子，C 的價(jià)層電子總數(shù)為8個(gè)，價(jià)層電子對(duì)為4對(duì) 。C 的價(jià)層電子對(duì)的排布為正四面體，由于價(jià)層電子對(duì)全部是成鍵電子對(duì)，因此 CH4 的空間構(gòu)型為正四面體。,（一） CH4 的空間構(gòu)型,（二） 的空間構(gòu)型,在 中，Cl 有7個(gè)價(jià)電子，O不提供電子，再加上得到的1個(gè)電子，價(jià)層電子總數(shù)為8個(gè)，價(jià)層電子對(duì)為4對(duì)。Cl的價(jià)層電子對(duì)的排布為四面體，四面體的 3 個(gè)頂角被3個(gè)O占據(jù)，余下的一個(gè)頂角被孤對(duì)電子占

6、據(jù)，因此 為三角錐形。,（三） PCl5 的空間構(gòu)型,在 PCl5 中，P 有5個(gè)價(jià)電子，5 個(gè)Cl分別提供1個(gè)電子，中心原子共有5對(duì)價(jià)層電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)的空間排布方式為三角雙錐，由于中心原子的價(jià)層電子對(duì)全部是成鍵電子對(duì)，因此PCl5 的空間構(gòu)型為三角雙錐形。 利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論，可以預(yù)測(cè)大多數(shù)主族元素的原子所形成的共價(jià)化合物分子或離子的空間構(gòu)型。,中心原子的價(jià)層電子對(duì)的排布和 ABn 型共價(jià)分子的構(gòu)型,2,3,平面 三角 形,2 0 AB2,直線形HgCl2,3 0 AB3,2 1 AB2,價(jià),層,電,子,對(duì),數(shù),平面三角形 BF3,角形,PbCl2,布,方式,4,四面 體,4 0 A

7、B4,3 1 AB3,2 2 AB2,正四面體 CH4,三角錐形 NH3,角形,H2O,布,布方式,體,5,三角 雙錐,50 AB5,4 1 AB4,3 2 AB3,2 3 AB2,三角雙錐 PCl5,變形四面 SF4,T形 ClF3,直線形,布,布方式,形,6,八面體,60 AB6,51 AB5,42 AB4,正八面體 SF6,四方錐形,IF5,平面正方,1、寫(xiě)出HCN分子和CH2O分子的結(jié)構(gòu)式。 2對(duì)HCN分子和CH2O分子的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。 3寫(xiě)出HCN分子和CH2O分子的中心原子的雜化類(lèi)型。 4分析HCN分子和CH2O分子中的鍵。,科學(xué)探究:,直線形,平面三角形,sp雜化 sp2雜化

8、,2個(gè)鍵,1個(gè)鍵,H-CN,H-C=O | H,1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類(lèi)型相同的是 ( ) ACO2與SO2 BCH4與NH3 CBeCl2與BF3 DC2H2與C2H4,B,課堂練習(xí),2、對(duì)SO2與CO2說(shuō)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(méi)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,3、指出中心原子可能采用的雜化軌道類(lèi)型，并預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2,分子構(gòu)型與分子性質(zhì),在單質(zhì)分子中，同種原子形成共價(jià)鍵，兩個(gè)原子吸引電子的能力 相同，共用電子對(duì)不偏向任何一個(gè)原子，因

9、此成鍵的原子都不顯 電性。這樣的共價(jià)鍵叫做非極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱(chēng)非極性鍵。,非極性鍵,由相同元素的原子形成的共價(jià)鍵是非極性鍵。如單質(zhì)分子（如H2、Cl2、O3、P4等）、某些共價(jià)化合物（如乙醇、乙烯等）和某些離子化合物（如Na2O2等）含有非極性鍵。,在化合物分子中，不同種原子形成 的共價(jià)鍵，由于不同原子吸引 電子的能力不同，共用電子對(duì)必然偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一 方，因而吸引電子能力較強(qiáng)的原子一方相對(duì)地顯負(fù)電性，吸引電 子能力較弱的原子一方相對(duì)地顯正電性。這樣的共價(jià)鍵叫做極性 共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱(chēng)極性鍵。,極性鍵,由不同元素的原子形成的共價(jià)鍵一般是極性鍵，如HCl、CO2 、 CCl4、SO42、OH

10、等都含有極性鍵。,極 性 分 子：分子中正負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來(lái)電荷的分布是不均勻的，不對(duì)稱(chēng)的，這樣的分子為極性分子。,極性分子和非極性分子,非極性分子：分子中正負(fù)電荷中心重合，從整個(gè)分子來(lái)看，電荷的分布是均勻的，對(duì)稱(chēng)的，這樣的分子為極性分子。,鍵的極性與分子的極性的區(qū)別與聯(lián)系,極性鍵和非極性鍵,是否由同種元素原子形成,極性分子和非極性分子,分子構(gòu)型和鍵的極性,1. 以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子必為非極性分子；,2. 以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子；,3. 以極性鍵結(jié)合的多原子分子，是否是極性分子， 由該分子的空間構(gòu)型決定。,鍵有極性，分子不一定有極性。,常見(jiàn)分子的構(gòu)型及其分子的

11、極性（一）,常見(jiàn)分子的構(gòu)型及其分子的極性（二）,常見(jiàn)分子的構(gòu)型及其分子的極性（三）,常見(jiàn)分子的構(gòu)型及其分子的極性（四）,常見(jiàn)分子的構(gòu)型及其分子的極性（五）,小結(jié),化學(xué)鍵,相似相溶,極性分子易溶于極性溶劑中； 非極性分子易溶于非極性溶劑中。,例如：碘（非極性分子）易溶于四氯化碳（非極性分子），但是在水（極性分子）中溶解度很小。,練習(xí),1. 下列化學(xué)鍵中，都屬于極性共價(jià)鍵的是： A. 共價(jià)化合物中的化學(xué)鍵 B. 離子化合物中的共價(jià)鍵 C. 同種元素原子間的共價(jià)鍵 D. 不同元素原子間的共價(jià)鍵,2. X、Y、Z是三種常見(jiàn)的短周期元素，可以形成XY2、Z2Y、XY3、 Z2Y2、Z2X等化合物，已知Y的離子和Z的離子有相同的電子層結(jié)