第二章第二节分子的立体结构12

1、【选修【选修3物质结构与性质物质结构与性质】第第 二二 章章分子结构与性质分子结构与性质第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构课时课时2 值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个烷中四个 C-H的键长、键能相同及的键长、键能相同及HC H的键角为的键角为109 28。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个个C H单键都应该是单键都应该是键，然而，碳原子的键，然而，碳原子的4个价层原

2、子轨道是个价层原子轨道是3个相互垂直的个相互垂直的2p轨道和轨道和1个球形的个球形的2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4个氢原个氢原子的子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。碳原子碳原子:为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，杂化轨道理论杂化轨道理论 杂化：原子内部杂化：原子内部能量相近能量相近的原子轨的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化过程叫原子轨道的杂化 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道成的一

3、组新轨道 杂化轨道类型：杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、sp3d2 杂化结果：重新分配能量和空间方杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强的向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道原子轨道 杂化轨道用于容纳杂化轨道用于容纳键和孤对电子键和孤对电子学习价层电子互斥理论知道学习价层电子互斥理论知道: NH3和和H2O的模型和甲烷分子一样的模型和甲烷分子一样,也也是正四面体的是正四面体的,因此它们的中心原子也是因此它们的中心原子也是sp3杂化杂化的的.不同的是不同的是NH3和和H2O的中心原子的的中心原子的4个杂化轨道分别用于个杂化轨道分别用于键和孤对电子对，这样的键和孤对电子对

4、，这样的4个杂化轨道显然有差别个杂化轨道显然有差别sp 杂化杂化 同一原子中同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨轨道杂化组合成两个新的道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。例例：BeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化键合键合直线形直线形sp杂化态杂化态直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 除除sp3杂化轨道外，还有杂化轨道外，还有sp杂化轨道和杂化轨道和sp2杂化轨道。杂化轨道。sp杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化而得；轨道杂化而得；sp2杂化轨道由

5、杂化轨道由1个个s轨道和轨道和2个个p轨道杂化而得，轨道杂化而得，碳的sp杂化轨道spsp杂化：夹角为杂化：夹角为180180的直线形杂化轨道。的直线形杂化轨道。乙炔的成键sp2 杂化杂化sp2 杂化轨道间的夹角是杂化轨道间的夹角是120度，分子的几何构型为平面正三角形度，分子的几何构型为平面正三角形2s2pB的基态的基态2s2p激发态激发态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态例：例：BF3分子形成分子形成BFFFClBCl1200Cl碳的sp2杂化轨道spsp2 2杂化：三个夹角为杂化：三个夹角为120120的平面三角形杂化轨道的平面三角形杂化轨道。思考题：根据以下事实总结：如何判断一个思考

6、题：根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？化合物的中心原子的杂化类型？已知：杂化轨道只用于形成已知：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子键或者用来容纳孤对电子杂化轨道数杂化轨道数0+2=2SP直线形直线形0+3=3SP2平面三角形平面三角形0+4=4SP3正四面体形正四面体形1+2=3SP2V形形1+3=4SP3三角锥形三角锥形2+2=4SP3V形形代表物代表物杂化轨道数杂化轨道数 杂化轨道类型杂化轨道类型 分子结构分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数中心原

7、子结合的原子数练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？描述化合物中每个化学键是怎样形成的？C原子发生原子发生SP杂化生成了两个杂化生成了两个SP轨道分别与两个轨道分别与两个O原子原子的一个的一个P轨道形成两个轨道形成两个键；键； C原子剩余的两个原子剩余的两个P轨道分轨道分别与两个别与两个O原子剩余的原子剩余的1个个P轨道形成两个轨道形成两个键。键。2 H2OO原子发生原子发生SP3杂化生成了四个杂化生成了四个SP3杂化轨道，其杂化轨道，其中的两个分别与两个中的两个分别与两个H原子的原子的S轨道

8、形成两个轨道形成两个键；键； O原子剩余的两个原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电杂化轨道分别被两对孤对电子占据。子占据。1CO2O： 1S22S 2PO C O提示：提示：C：1S22S 2P激发激发C：1S22S 2PSP杂化杂化探究练习探究练习 1 1、写出、写出HCNHCN分子和分子和CHCH2 20 0分子的路易斯结构式。分子的路易斯结构式。2 2用用VSEPRVSEPR模型对模型对HCNHCN分子和分子和CHCH2 2O O分子的立体结构分子的立体结构进行预测进行预测( (用立体结构模型表示用立体结构模型表示) )3 3写出写出HCNHCN分子和分子和CHCH2 20 0分

9、子的中心原子的杂化类型。分子的中心原子的杂化类型。4 4分析分析HCNHCN分子和分子和CHCH2 2O O分子中的分子中的键。键。例题三：对例题三：对SO2与与CO2说法正确的是说法正确的是( ) A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原子和原子和C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构， CO2为直线形结构为直线形结构D例题五：写出下列分子的路易斯结构式例题五：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示是用短线表示键合电子键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。何构型。 (1)PCI3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O(1) PCI3： SP3 三角锥形三角锥形. .PCICI解析：解析：. . . .CI. . .CI. .(2)BCl3 ： SP2 平面三角形平面三角形BCI. . .Cl.