无机与分析化学-分子结构第二部分课件.ppt

1、11/26/2022生产计划部无机与分析化学-分子结构第二部分(1)(1)杂化轨道理论杂化轨道理论*杂化轨道理论是杂化轨道理论是基于基于VBVB理论的理论的,是是VBVB理论的发理论的发展。能够较好地解决分子的构型问题。展。能够较好地解决分子的构型问题。1.杂化与杂化轨道：杂化与杂化轨道：杂化：杂化：不同类型的不同类型的中心原子中心原子的轨道（的轨道（s s、p p、d d、f f）在）在形形成成共价键时，能量相近的轨道会共价键时，能量相近的轨道会互相作用互相作用，重重新组合新组合成新的轨道，其过程称杂化，形成的轨成新的轨道，其过程称杂化，形成的轨道称杂化轨道。道称杂化轨道。*重新组合：能量和

2、成键能力都重新组合；重新组合：能量和成键能力都重新组合；成键能力：轨道（或杂化轨道）越肥大，成键能成键能力：轨道（或杂化轨道）越肥大，成键能力越强力越强?能量：由不同能量的轨道组合成能量一致的轨道能量：由不同能量的轨道组合成能量一致的轨道BeClBeCl2 2分子的分子的spsp杂化及构型示意图杂化及构型示意图-+-sp杂化轨道杂化轨道:BeFBeF2 2 的立体结构为线性的立体结构为线性2p2s2p2s激发sp杂化杂化Be：1s22s2spsp2 2 杂化杂化？BFBF3 3分子的分子的spsp2 2杂化及构型示意图杂化及构型示意图spsp3 3 杂化杂化 sp3杂化杂化1s22s22px1

3、2py1 1s2s2p1s2s2p1s sp3 hybrid atomic orbital1s22(sp3)12(sp3)12(sp3)12(sp3)1 1s22s12px12py1 2pz1 spsp3 3杂化轨道及杂化轨道及CHCH4 4分子构型示意图分子构型示意图dspdsp2 2 杂化杂化spsp3 3d d 杂化杂化spsp3 3d d2 2 杂化杂化有有d d轨道参加的杂化轨道轨道参加的杂化轨道有有d d轨道参加的杂化轨道轨道参加的杂化轨道有有d d轨道参加的杂化轨道轨道参加的杂化轨道 2.杂化轨道的类型：杂化轨道的类型：spsp、spsp2 2、spsp3 3、dspdsp2 2

4、、spsp3 3d(dspd(dsp3 3)、spsp3 3d d2 2(d(d2 2spsp3 3)；不同杂化轨道的成键能力及其原因不同杂化轨道的成键能力及其原因：成键能力：成键能力：spspspsp2 2 spsp3 3 spsp3 3d(dspd(dsp3 3)sp)成成孤孤成成成成 成成单单单单单；单；叁键叁键双键双键单键；单键；斥力排序原因：斥力排序原因：a.孤对电子离核近，中心原子周围电子密度大，孤对电子离核近，中心原子周围电子密度大，斥力也大斥力也大;b.多重键的共享电子对多，对其它电子对的斥力多重键的共享电子对多，对其它电子对的斥力也大。也大。4.操作规则及步骤：操作规则及步骤

5、：确定中心原子价层电子数（含配位原子提供的，要确定中心原子价层电子数（含配位原子提供的，要注意电子数的算法注意电子数的算法,包括包括离子电荷离子电荷、酸根基团的电酸根基团的电荷荷）；）；计算价层电子对数（单电子也算一对）；计算价层电子对数（单电子也算一对）；确定确定价层电子对价层电子对的空间构型；的空间构型；根据分子式（即配位数）确定分子的成键数；根据分子式（即配位数）确定分子的成键数；根据对称性、稳定性原则，确定根据对称性、稳定性原则，确定分子分子的空间构型的空间构型。*价层价层电子对的空间构型电子对的空间构型不一定同于不一定同于分子的空间构型分子的空间构型！?要特别注意！要特别注意！如何确

6、定价层电子对的空间构型如何确定价层电子对的空间构型中心原子的价层电子对排列方式中心原子的价层电子对排列方式一般多考虑一般多考虑90900 0及以下孤对电子的排斥作用尽可能少及以下孤对电子的排斥作用尽可能少键角与价层电子对的空间构型键角与价层电子对的空间构型常见常见AXAXm m 型化合物分子的几何构型型化合物分子的几何构型注：分子的空间构型列中红色为电子对的几何构型类型注：分子的空间构型列中红色为电子对的几何构型类型常见常见AXm AXm 型化合物分子的几何构型型化合物分子的几何构型蓝蓝-N、红、红-O、灰、灰-C等电子体等电子体？键角的比较键角的比较 104.5 103 98 119 键角的

7、比较(X相同)=A A不同不同比较键角的步骤比较键角的步骤 判断中心原子的杂化类型；判断中心原子的杂化类型；判断价层电子对的性质（成键电子对、孤判断价层电子对的性质（成键电子对、孤电子对）；电子对）；判断成键的两端原子电负性的大小（吸电判断成键的两端原子电负性的大小（吸电子的能力）：子的能力）：a.中心原子不同，则中心原子的电负性大，中心原子不同，则中心原子的电负性大，键角大键角大中心原子周围电子斥力大中心原子周围电子斥力大；b.配位原子不同，则配位原子的电负性大，配位原子不同，则配位原子的电负性大，键角小键角小中心原子周围电子斥力小中心原子周围电子斥力小。ONO=1340键的组成与分子构型及

8、性质键的组成与分子构型及性质5.关于杂化轨道理论和价层电子对互斥理论关于杂化轨道理论和价层电子对互斥理论：杂化轨道理论杂化轨道理论共价键本质，讨论成键过共价键本质，讨论成键过程中的能量问题、成键方式、分子构型；程中的能量问题、成键方式、分子构型；价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论从中心原子价层的从中心原子价层的稳定性角度讨论分子的空间构型及分子的稳定性角度讨论分子的空间构型及分子的稳定性；稳定性；前者是理论，说明实质；后者是经验规则，前者是理论，说明实质；后者是经验规则，操作性强；操作性强；两者可结合起来使用。最后均要为实验所两者可结合起来使用。最后均要为实验所证实。证实。关于大关于大键及共

9、振体键及共振体6.共价键的键参数及意义：共价键的键参数及意义：键能键能：成键时放出的能量，键能越大键越牢固；：成键时放出的能量，键能越大键越牢固；键级键级：象征共价键的个数，但可以是小数。键级：象征共价键的个数，但可以是小数。键级大于或等于零；大于或等于零；键角键角：分子中键与键之间的夹角，表征分子的空：分子中键与键之间的夹角，表征分子的空间结构；间结构；键长键长：成键的两个原子的核间距，象征键的强度，：成键的两个原子的核间距，象征键的强度，键长短，键强度大。键长短，键强度大。键的极性键的极性：形成共价键的两个原子的电负性差值：形成共价键的两个原子的电负性差值的表征，差值大，键的极性强。的表征

10、，差值大，键的极性强。*键能、键级、键长键能、键级、键长与与能量能量有关。有关。键角、键长键角、键长与与分子的分子的空间结构空间结构有关。有关。键的极性键的极性与与偶极矩偶极矩有关。有关。判断下列物种的几何构型，并指出中心原子判断下列物种的几何构型，并指出中心原子采取何种杂化方式。采取何种杂化方式。(1)AsF4 ;(2)XeOF3 (3)SF5 (4)Cl2CO(5)I3 (6)I3用价层电子对互斥理论预言下列分子或离子用价层电子对互斥理论预言下列分子或离子的尽可能准确的几何形状的尽可能准确的几何形状,并估计中心原子并估计中心原子的杂化类型：的杂化类型：PCl3 (2)PCl5 (3)SF2 (4)SF4 (5)SF6 (6)ClF3 (7)IF4 (8)ICl2 (9)PH4 (10)CO32 (11)OF2 (12)XeF411/26/2022生产计划部谢谢大家