杂化轨道理论94582PPT课件

1、知识回顾：价键理论的基本要点。问题：在H2S分子中两个S-H键的夹角为什么 是90 而不是180 ？HHS第1页/共25页CH4的分子结构C 原子的基态为1s22s22px12py12pz0H2O的分子结构O 原子的基态为1s22s22px12py12pz2CHHHH109.5 OHH104.5第2页/共25页二、杂化轨道理论1、SP3杂化（以甲烷的分子结构为例）基态激发态第3页/共25页激发态杂化态杂化 这4个sp3杂化轨道分别与4个氢1s轨道重叠成键，形成CH4分子。所以四个C-H键是等同的。杂化态第4页/共25页第5页/共25页CHHHH第6页/共25页第7页/共25页尽管电子从基态跃迁

2、到激发态需要一定的能量但其激发后能形成4个共价键比电子不激发只形成两个C-H键放出的能量要大得多，这些能量足以补偿电子激发所 需的能量而有余，因此，C与H形成化合物时生成CH4而不是CH2 轨道的杂化更有利于轨道之间的重叠成键。因为杂化后电子云分布更为集中，可使成键的原子轨道间的重叠部分增大，成键能力增强，因此C与H原子能结合成稳定的CH4第8页/共25页第9页/共25页以上是用杂化轨道理论来解释CH4的结构，得到了满意的结论。从这里我们也可以看出：第10页/共25页2.sp2杂化一个s轨道和二个p轨道杂化,产生三个等同的sp2杂化轨道, sp2杂化轨道间夹角120，呈平面三角形。第11页/共

3、25页BFFFsp2杂化轨道示意图BF3分子的结构示意图第12页/共25页进行sp杂化时，每个杂化轨道由 S 轨道和 P 轨道组合而成，两个杂化轨道之间的夹角为180。因此由sp杂化轨道构成的分子具有直线形的构型。第13页/共25页BeClClsp杂化轨道示意图BeCl2分子结构示意图第14页/共25页4.sp3d2杂化sp3d2杂化轨道是由一个s轨道、三个p轨道和两个d轨道组合而成，其特点是6个sp3d杂化轨道指向正八面体的六个顶点，相邻的夹角为90 。第15页/共25页FFFFSFFsp3d2杂化轨道示意图SF6分子的空间结构第16页/共25页5. 等性杂化与不等性杂化第17页/共25页第

4、18页/共25页课堂思考题：推断、解释NH3的结构？第19页/共25页 CHHHHNHHHOHHCH4NH3H2O109.5第20页/共25页6. 杂化轨道要点(3) 杂化只能发生在能级接近的轨道之间，如主量子数相同的s、p、d轨道之间，或(n-1)d与ns、np之间，能量也是相近的。亚层符号按能级升高的顺序排列，例如d2sp3和sp3d2代表不同杂化轨道。(1 ) 轨道杂化是指同一个原子中相关轨道的混合,由此产生的杂化轨道也是原子轨道。 (2)参与杂化的轨道中电子所处的能级略有不同，而杂化轨道中的电子则处于相同 能 级 。 杂 化 后 能 级 相 当 于 杂 化 前 有 关 电 子 能 级 的 中 间 值 。第21页/共25页(7) 杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键角越大，排斥力越小。杂化轨道类型不同，成键时键角不同，分子的空间结构也不同。(4) 各种杂化轨道的“形状”均为葫芦形，由分布在原子核两侧的大小叶瓣组成，轨道的伸展方向是指大叶瓣的伸展方向，为简明起见往往不给出小叶瓣。(5) 杂化轨道的数目等于参与杂化的轨道的总数(6) 杂化轨道可分为等性杂化轨道与不等性杂化轨道两种。第22页/共25页杂化轨道的类型与空间结构的关系杂化类型spsp2sp3sp3d2用于杂化的原子轨道数2346杂化轨道数2346空间构型直线型平面三角形四面体八面