分子的空间构型分解课件.ppt

1、专题四专题四 分子空间结构与物质性质分子空间结构与物质性质第一单元第一单元 分子构型与物质的性质分子构型与物质的性质分子的空间构型分子的空间构型请写出下列物质的电子式请写出下列物质的电子式CH4 NH3 H2O CO2 N2 HClO共价键的形成共价键的形成(1)未成对电子未成对电子(2)自旋方向相反自旋方向相反(3)原子轨道最大重叠原子轨道最大重叠 C C原子与原子与H H原子结合形成的分子为什么是原子结合形成的分子为什么是CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2或或CHCH3 3？CHCH4 4分子为什么具有分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，正四面体的空间构型（键长、键

2、能相同，键角相同为键角相同为1091092828）？）？C杂化轨道理论（鲍林）杂化轨道理论（鲍林）1.sp1.sp3 3杂化杂化CH4的空间构型为正四面体C：2s22p2p2s2激发s2p2的形成4CHp2s2杂化3spsp3C：2s22p2CHHHH10928原子轨道杂化前后的变与不变原子轨道杂化前后的变与不变变：轨道的形状和伸展发向变：轨道的形状和伸展发向不变：原子轨道数不变不变：原子轨道数不变s2p2B B：2s 2s2 22p2p1 12.sp2杂化杂化BF3的空间构型为平面三角形BFFF120激发s2p2p2s2sp2sp2杂化B B：2s2s2 22p2p1 1的形成3BFs2p2

3、Be：2s23.sp杂化杂化BeCl2的空间构型为直线形的空间构型为直线形ClClBe180激发s2p2p2s2spsp杂化杂化Be采用采用sp杂化生成杂化生成BeCl2Be：2s2 S和和P的三种杂化的三种杂化杂化类型杂化类型SPSP2SP3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道杂化轨道数杂化轨道数杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角空间构型空间构型实实 例例1个个S 1个个P1个个S 3个个P1个个S 2个个P2个个SP3个个SP24个个SP3180120109.5直线形直线形正三角形正三角形正四面体正四面体BeCl2BF3CH4杂化类杂化类型型spsp2sp3杂化轨杂化轨道示意道示意图图实例实例B

4、eCl2BF3CH4分子结分子结构示意构示意图图分子构分子构型型直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形1.请用杂化轨道理论分析乙烷，乙烯请用杂化轨道理论分析乙烷，乙烯和乙炔分子的成键情况和乙炔分子的成键情况?2.用杂化轨道理论解释苯分子的成键情况？用杂化轨道理论解释苯分子的成键情况？有机分子有机分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6碳原子轨碳原子轨道道杂化方式杂化方式sp3sp2spsp2分子形状分子形状特点特点正四面体正四面体平面结构平面结构直线型直线型平面结构平面结构1 1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是型相同的是 ()()A A

5、COCO2 2与与H H2 2O BO BCHCH4 4与与NHNH3 3 C CBeClBeCl2 2与与BFBF3 3 D DC C2 2H H2 2与与C C2 2H H4 4B B 共价分子的几何外形取决于分共价分子的几何外形取决于分子子价层电子对数目和类型价层电子对数目和类型。分子的。分子的价电子对（包括成键电子对和孤电价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于子对）由于相互排斥相互排斥作用作用,而趋向尽而趋向尽可能可能远离远离以以减小斥力减小斥力而采取而采取对称对称的的空间构型。空间构型。价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论二、确定分子空间构型的简易方法：二、确定分子空间构型的简易方

6、法：推断分子或离子的空间构型的具体步骤：推断分子或离子的空间构型的具体步骤：确定中心原子的价层电子对数，确定中心原子的价层电子对数，以以AXm为例为例(A中心原子中心原子,X配位原子配位原子)：原则：原则：A的价电子数的价电子数=主族序数；主族序数；配体配体X：H和卤素每个原子各提供一个价和卤素每个原子各提供一个价 电子电子,规定规定氧与硫不提供价电子；氧与硫不提供价电子；正离子应减去电荷数正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。负离子应加上电荷数。VP=1/2A的价电子数的价电子数+X提供的价电子数提供的价电子数m 离子电荷数离子电荷数()负负 正正确定电子对的空间构型：确定电子对的空间构型

7、：VP=2 直线形直线形VP=3 平面三角形平面三角形VP=4 正四面体正四面体VP=5 三角双锥三角双锥VP=6 正八面体正八面体确定中心原子的孤对电子对数，推断分子确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。的空间构型。LP=0:分子的空间构型分子的空间构型=电子对的空间构型电子对的空间构型2BeHVP=(2+2)=2 直线形直线形213BFVP=(3+3)=3 平面三角形平面三角形214CHVP=(4+4)=4 四面体四面体215PClVP=(5+5)=5 三角双锥三角双锥216SFVP=(6+6)=6 八面体八面体21例如：例如：2、ABm型分子型分子的价电子对数的价电子对数n的确

8、定的确定=2中心原子中心原子A的价电子数的价电子数+配位原子配位原子B提供的价电子数提供的价电子数m（1）对于主族元素，中心原子价电子数）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配最外层电子数，配位原子中氢或卤素原子提供价电子数为位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为子时价电子数为6；（3）离子的价电子对数计算）离子的价电子对数计算NH4+：SO42-：如：如：PCl3 中中；42315=+=n421415=-+=n42206=+=nn例例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并

9、根据已学填写下表：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质物质价电价电子对子对数数中心原中心原子杂化子杂化轨道类型轨道类型杂化轨道杂化轨道/电子对空电子对空间构型间构型轨道轨道夹角夹角分子空分子空间构型间构型键角键角气态气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形正四正四面体面体180180120109.5直线形直线形直线形直线形平面三平面三角形角形正四正四面体面体V形形三角三角锥形锥形180180120109.5109.5104.5107.3107.3课堂练

10、习课堂练习2 2、下列分子或离子中，空间构型为下列分子或离子中，空间构型为V V型的型的是是(）A A、CSCS2 2 B B、H H2 2Se CSe C、HCN DHCN D、IClICl思考、讨论思考、讨论1 1、NHNH3 3、H H2 2O O分子中键角分别为分子中键角分别为1071071818、104.5104.5与与1091092828相差不大，由此可推测，相差不大，由此可推测，N N、O O原子的原原子的原子轨道可能采取何种类型杂化？原子轨道间夹角小子轨道可能采取何种类型杂化？原子轨道间夹角小于于1091092828，可能说明了什么问题？，可能说明了什么问题？4 4、下列分子和

11、离子中，中心原子的价电子下列分子和离子中，中心原子的价电子对几何构型为四面体，且分子对几何构型为四面体，且分子(离子离子)空间空间构型为构型为V V形的是（形的是（）A A、NHNH4 4+B B、SOSO2 2 C C、H H3 3O O+D D、OFOF2 2 3 3、下列分子中哪一个分子的空间构型为正下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体（）四面体（）A A、CHClCHCl3 3 B B、CHCH3 3Cl CCl C、BBrBBr3 3 D D、SnClSnCl4 4 思考、讨论思考、讨论 1.SPSP型的三种杂化型的三种杂化杂化类型杂化类型SPSPSPSP2 2SPSP3 3杂化

12、轨道间杂化轨道间夹角夹角空间构型空间构型实实 例例价电子对数价电子对数n180120109.5直线形直线形正三角形正三角形正四面体正四面体BeCl2 C2H2BF3 C2H4CH4 CCl4课堂课堂小结小结ABm型分子型分子的价电子对数的价电子对数n的确定的确定=2中心原子中心原子A的价电子数的价电子数+配位原子配位原子B提供的价电子数提供的价电子数mn3423NH18107HNH=杂化3sp 不等性不等性spsp3 3杂化杂化2ps2N：2s22p330104HOH=OH2杂化3sp2ps23spO：2s22p4 3 3。用等电子原理判断：具有相同原子数（或重原子数）的。用等电子原理判断：具

13、有相同原子数（或重原子数）的分子或离子，如果有相同的电子数（或价电子数），则具有相同分子或离子，如果有相同的电子数（或价电子数），则具有相同的结构特点。的结构特点。如如 CO、N2、C22-、C2H2 （10 10 个价电子、个价电子、2 2个原子），直个原子），直线型；线型；CO2、N2O、C3H4 （16 个价电子、个价电子、3个原子），个原子），直线型；直线型；O3、SO2、NO2-（1818个价电子、个价电子、3 3个原子），三角形；个原子），三角形；NO3-、CO32-、BO33-、SO3（2424个价电子、个价电子、4 4个原子）三角形个原子）三角形 固体等电子体：金刚石、固体等电

14、子体：金刚石、AlPAlP、SiSi、AgIAgI（8 8个价电子、个价电子、2 2个原个原子）子）4 4。从分子的偶极矩判断。从分子的偶极矩判断 5 5。从是否形成离域键。从是否形成离域键或多中心键判断或多中心键判断备课参考备课参考初浅了解等电子原理：可用于推测分子、离子初浅了解等电子原理：可用于推测分子、离子的空间结构的空间结构 19191919年年LangmuirLangmuir提出等电子原理：提出等电子原理：原子数相同、原子数相同、电子总数相同的分电子总数相同的分子，互称为等电子子，互称为等电子体。等电子体的结体。等电子体的结构相似、物理性质构相似、物理性质相近。相近。理论发展：具理论

15、发展：具有相同价电子数和有相同价电子数和相同原子数（相同原子数（H H除除外）的分子或离子外）的分子或离子可能具有相似的结可能具有相似的结构特征。构特征。具有相同价电子数（或电子数）具有相同价电子数（或电子数）和相同原子数的分子或离子具有相同和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征的结构特征,它们的某些物理性质也它们的某些物理性质也很相似。这些物质互称为等电子体。很相似。这些物质互称为等电子体。如，如，COCO与与N N2 2(2(2原子原子1010电子电子,键型物性键型物性相似相似)，SiSi与与GeGe、AlPAlP、GaAs(2GaAs(2原子原子8 8电子电子,半导体半导体),),SiCl SiCl4 4与与SiOSiO4 44-4-、SOSO4 42-2-(5(5原子原子3232电电子子,正四面体构型正四面体构型)。NHNH4 4+与与CHCH4 4、BHBH4 4-（5 5原子原子8 8电子电子,正四面体构型正四面体构型)。备课参考备课参考