分子的空間構(gòu)型

1、分子的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型第二課時(shí)第二課時(shí)雜化理論雜化理論廈大附中廈大附中 羅丹羅丹寫(xiě)出碳原子的核外電子排布圖，思考：寫(xiě)出碳原子的核外電子排布圖，思考：C原子與原子與H原子結(jié)合形成的分子為什么是原子結(jié)合形成的分子為什么是CH4，而，而不是不是CH2或或CH3？C原子軌道排布圖原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖原子軌道排布圖1s1按照我們已經(jīng)學(xué)過(guò)的價(jià)鍵理論，甲烷的按照我們已經(jīng)學(xué)過(guò)的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)個(gè)C H單鍵單鍵都應(yīng)該是都應(yīng)該是鍵，然而，碳原子的鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的個(gè)相互垂直的2p 軌道和軌道和1個(gè)球形的個(gè)球形的2s軌道，用它們跟

2、軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子的甲烷分子CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論例如：例如： Sp3 雜化雜化 CH4分子的形成分子的形成激發(fā)s2p2p2s2雜化3spsp3C：2s22p2三、雜化理論簡(jiǎn)介三、雜化理論簡(jiǎn)介1.1.概念：概念：在在形成分子形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干時(shí)，在外界條件影響下若干不同不同類型類型能量相近能量相近的原子軌道的原子軌道混合起來(lái)，重新組合成一組混合起來(lái)，重新組合成一組新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化雜

3、化，所形成的新軌道，所形成的新軌道就稱為就稱為雜化軌道雜化軌道。2.2.要點(diǎn)：要點(diǎn)：（2 2）參與雜化的各原子軌道）參與雜化的各原子軌道能量要相近能量要相近（同一能級(jí)（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；組或相近能級(jí)組的軌道）；（1 1）只有在）只有在形成分子形成分子的過(guò)程中原子軌道才能進(jìn)行的過(guò)程中原子軌道才能進(jìn)行雜化雜化, ,孤立的原子不可能發(fā)生雜化。孤立的原子不可能發(fā)生雜化。（5 5）組合得到的雜化軌道與其他原子形成）組合得到的雜化軌道與其他原子形成鍵或排鍵或排布孤對(duì)電子布孤對(duì)電子，而不會(huì)以空軌道的形式存在。，而不會(huì)以空軌道的形式存在。學(xué)學(xué). .科科. .網(wǎng)網(wǎng)（4 4）雜化前后原子軌道）雜化前

4、后原子軌道數(shù)目不變數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向（一頭大一頭小，軌道的形狀方向（一頭大一頭小，最大重疊原理最大重疊原理），），在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；故在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；故雜化軌道的成鍵雜化軌道的成鍵能力比未雜化的原子軌道的能力比未雜化的原子軌道的成鍵能力強(qiáng)成鍵能力強(qiáng)。（3 3）軌道雜化時(shí)，通常有）軌道雜化時(shí)，通常有激發(fā)、雜化、軌道重疊激發(fā)、雜化、軌道重疊等等過(guò)程；過(guò)程；2.2.軌道雜化理論的基本軌道雜化理論的基本要點(diǎn)：要點(diǎn)：（6 6）中心原子采取的雜化類型

5、決定了雜化軌道分布）中心原子采取的雜化類型決定了雜化軌道分布形狀（形狀（最小斥力原理最小斥力原理）及所形成的分子的幾何構(gòu)型。）及所形成的分子的幾何構(gòu)型。2.2.要點(diǎn)：要點(diǎn)：120FFFB例如：例如： Sp2 雜化雜化 BF3分子的形成分子的形成B B： 1s1s2 22s2s2 22p2p1 1沒(méi)有沒(méi)有3 3個(gè)成單電子個(gè)成單電子激發(fā)s2p2p2s2sp2sp2雜化180ClClBe例如：例如： Sp 雜化雜化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：原子：1s22s2 沒(méi)有單個(gè)電子，沒(méi)有單個(gè)電子，激發(fā)s2p2p2s2spsp雜化雜化ClClsppxpx三、雜化理論簡(jiǎn)介三、雜化理論簡(jiǎn)介3.3.雜

6、化軌道分類：雜化軌道分類：激發(fā)s2p2p2s2雜化3spsp3CH4原子原子軌道雜化軌道雜化等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合。 雜化軌道雜化軌道 每個(gè)軌道的成分每個(gè)軌道的成分 軌道間夾角軌道間夾角( 鍵角鍵角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 109283.3.雜化軌道分類：雜化軌道分類：三、雜化理論簡(jiǎn)介三、雜化理論簡(jiǎn)介H2O原子原子軌道雜化軌道雜化 O原子：原子：2s22p4 有有2個(gè)單個(gè)單電子，可形成電子，可形成2個(gè)共價(jià)鍵，鍵個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是角應(yīng)當(dāng)

7、是90，Why? 2s2p2 對(duì)孤對(duì)電子對(duì)孤對(duì)電子雜化雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的 不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對(duì)不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對(duì)排斥力排斥力：孤電子對(duì)：孤電子對(duì)- -孤電子對(duì)孤電子對(duì) 孤電子對(duì)孤電子對(duì)- -成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì) 成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)- -成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)三、雜化理論簡(jiǎn)介三、雜化理論簡(jiǎn)介4.4.雜化類型判斷：雜化類型判斷： 因?yàn)橐驗(yàn)殡s化軌道只能用于形成雜化軌道只能用于形成鍵或用來(lái)鍵或用來(lái)容納孤電子對(duì)容納孤電子對(duì)，故有，故有 雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子雜化類型的判斷方法：先確定分子

8、或離子的的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。心原子的雜化軌道類型。=中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)三、雜化理論簡(jiǎn)介三、雜化理論簡(jiǎn)介4.4.雜化類型判斷：雜化類型判斷：A的價(jià)電子對(duì)數(shù)的價(jià)電子對(duì)數(shù)234A的雜化軌道數(shù)的雜化軌道數(shù)雜化類型雜化類型A的價(jià)電子空間構(gòu)型的價(jià)電子空間構(gòu)型A的雜化軌道空間構(gòu)型的雜化軌道空間構(gòu)型ABmABm型分子或離子空型分子或離子空間構(gòu)型間構(gòu)型對(duì)于對(duì)于ABmABm型分子或離子，其型分子或離子，其中心原子中

9、心原子A A的雜化軌道的雜化軌道數(shù)恰好與數(shù)恰好與A A的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等。234spsp2sp3直線型直線型平面三角形平面三角形正四面體正四面體直線型直線型平面三角形平面三角形正四面體正四面體直線型直線型平面三角平面三角形或形或V形形正四面體三角正四面體三角錐形或錐形或V形形例例1：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫(xiě)下表：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫(xiě)下表物質(zhì)物質(zhì)價(jià)電價(jià)電子對(duì)子對(duì)數(shù)數(shù)中心原中心原子雜化子雜化軌道類型軌道類型雜化軌道雜化軌道/電子對(duì)空電子對(duì)空間構(gòu)型間構(gòu)型軌道軌道夾角夾角分子空分子空間構(gòu)型間構(gòu)型鍵角鍵角氣態(tài)氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH

10、4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直線形直線形直線形直線形平面三角形平面三角形正四正四面體面體180180120109.5直線形直線形直線形直線形平面三平面三角形角形正四正四面體面體V形形三角三角錐形錐形1801801201092810928104.51071810718課堂練習(xí)課堂練習(xí)例題二：對(duì)例題二：對(duì)SO2與與CO2說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是( ) A都是直線形結(jié)構(gòu)都是直線形結(jié)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(méi)有孤對(duì)電子原子上都沒(méi)有孤對(duì)電子 D SO2為為V形結(jié)構(gòu)，形結(jié)構(gòu)， CO2為

11、直線形結(jié)構(gòu)為直線形結(jié)構(gòu)D試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況的成鍵情況 C C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s2s軌道與軌道與2 2個(gè)個(gè)2p2p軌道發(fā)生雜化，形成軌道發(fā)生雜化，形成3 3個(gè)個(gè)spsp2 2雜化軌道，伸向平面正雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C C原子的原子的2 2個(gè)個(gè)spsp2 2雜化軌道分雜化軌道分別與別與2 2個(gè)個(gè)H H原子的原子的1s1s軌道形成軌道形成2 2個(gè)相同的個(gè)相同的鍵，各自剩鍵，各自剩余的余的1 1個(gè)個(gè)spsp2 2雜化軌道相互形成一個(gè)雜化軌道相互形成一個(gè)鍵，各自沒(méi)有雜鍵，各自沒(méi)有雜化的化的l l個(gè)個(gè)2p2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成肩并肩重疊形成鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)個(gè)鍵和一個(gè)鍵和一個(gè)鍵構(gòu)成。鍵構(gòu)成。 C C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生spsp雜化，兩個(gè)雜化，兩個(gè)碳原子以碳原子以spsp雜化軌道與氫原子的雜化軌道與氫原