第2课时杂化轨道理论及配合物简介

第2课时杂化轨道理论及配合物理论简介

1．了解杂化轨道理论的基本内容。2．能根据有关理论判断简单分子或离子的空间构型。3．了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键情况。1．杂化与杂化轨道(1)概念①轨道的杂化原子内部

的原子轨道重新组合生成与原轨道数

的一组新轨道的过程。②杂化轨道杂化后形成的新的

的一组原子轨道。能量相近相等能量相同(2)类型杂化类型spsp2sp3参于杂化的原子轨道及数目杂化轨道的数目1个s轨道1个p轨道1个s轨道2个p轨道1个s轨道3个p轨道2342.杂化轨道类型与分子空间构型的关系杂化类型spsp2sp3杂化轨道间的夹角空间构型实例180°120°109°28′直线形平面三角形正四面体形CO2、C2H2BF3、苯、乙烯CH4、CCl4分子空间构型和杂化轨道的类型的关系(1)杂化类型的判断因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。例如：代表物杂化轨道数杂化轨道类型CO20＋2＝2spCH2O0＋3＝3sp2CH40＋4＝4sp3SO21＋2＝3sp2NH31＋3＝4sp3H2O2＋2＝4sp3(2)共价键全部为σ键的分子构型与杂化类型中心原子(A)杂化的类型参加杂化的轨道生成杂化轨道数成键电子对数A原子的孤电子对数分子的空间构型实例分子式结构式sp1个s1个p220直线形BeCl2Cl—Be—Clsp21个s2个p330平面三角形BF3中心原子(A)杂化的类型参加杂化的轨道生成杂化轨道数成键电子对数A原子的孤电子对数分子的空间构型实例分子式结构式sp31个s3个p440正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O(3)含σ键和π键的分子构型和杂化类型物质结构式杂化轨道类型分子中共价键数键角分子的空间构型甲醛sp23个σ键1个π键约120°平面三角形乙烯5个σ键1个π键120°平面形氰化氢sp2个σ键2个π键180°直线形乙炔3个σ键2个π键180°直线形①杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对越多，键角越小。例如，NH3中的氮原子与CH4中的碳原子均为sp3杂化，但键角分别为107°和109°28′。②杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。③杂化轨道也符合价层电子对互斥模型，应尽量占据整个空间，使它们之间的排斥力最小。解析：

sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形杂化轨道，①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中C原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的C原子为sp杂化；⑤NH3中N原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。答案：

A1．配位键(1)概念：

由一个原子

提供而跟另一个原子形成的共价键，即“电子对给予­接受键”，是一类特殊的

。(2)表示配位键可以用

来表示，其中A是

了孤电子对的原子，叫做给予体；B是

电子对的原子，叫做接受体。共用电子对单方面共价键A→B提供接受2．配位化合物(1)概念：

与某些

(称为

)以

结合形成的化合物，简称配合物。金属离子(或原子)分子或离子配体配位键(2)配合物的形成举例实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现

，氨水过量后沉淀逐渐

，滴加乙醇后析出

.溶液颜色

.Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3蓝色沉淀溶解深蓝色晶体变红配位键及配位化合物(1)配位键与非极性键、极性键的区别与联系类型比较共价键非极性键极性键配位键本质相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用成键条件(元素种类)成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属)成键原子一方有孤电子对(配位体)，另一方有空轨道(中心离子)特征有方向性、饱和性①不是所有的配合物都具有颜色。如[Ag(NH3)2]OH溶液无色，而Fe(SCN)3溶液呈红色。②过渡金属原子或离子都有接受孤电子对的空轨道，对多种配体具有较强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。(2)配合物的组成一般中心原子(或离子)的配位数为2、4、6。(3)形成配合物的条件①配位体有孤电子对；②中心原子有空轨道。(4)配合物的稳定性配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配位体的性质有关。(5)配合物形成时的性质改变①颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成；②溶解度的改变，如AgCl―→[Ag(NH3)2]＋。2．下列现象与形成配合物无关的是(

)A．向FeCl3中滴入KSCN，出现血红色B．向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O，呈绿色，再加水，呈蓝色C．Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色D．向AlCl3中逐滴滴加NaOH至过量，先出现白色沉淀，继而消失解析：

Fe3＋与SCN－形成一系列配离子，都显血红色；Cu2＋在水溶液中形成配离子[Cu(H2O)2]2＋显绿色；[Cu(H2O)4]2＋显蓝色，故A、B、C项均与配合物有关。D项中，Al3＋与OH－形成Al(OH)3，而Al(OH)3显两性，能与过量OH－反应，生成AlO2－而与配合物无关。答案：

D

元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置。(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中，写出X质量分数为50%的化合物的化学式________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________分子，分子构型为________。(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________分子，分子构型为________。(4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式________、________，并比较酸性强弱：______________________。(5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是________(写分子式)，分子构型为V形的是________(写分子式)。答案：

(1)X：第二周期、ⅥA族；Y：第三周期，ⅥA族。(2)SO2极性V形(3)SO3非极性平面三角形(4)H2SO3

H2SO4

H2SO4>H2SO3(5)H2O2

H2O判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。1．(2011·苏州高二检测)氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为(

)A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子解析：

NH3和CH4都是sp3杂化，故A、B错误，跟分子的极性无关，故D错误。答案：

C

气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示。请将图中你认为是配位键的斜线加上箭头。解答本题要善于挖掘、提炼题目所给的有用信息，弄清配位键的概念及形成条件。Cl原子最外层有7个电子，Al原子最外层有3个电子，上图中每个键代表1对共用电子对，据此可从左(或右)上(或下)角的1个Cl原子开始，尝试写出Al2Cl6的电子式，如图(“·”为Cl原子提供的电子，“×”为Al原子提供的电子)。形成配合物的条件(1)配位体有孤电子对；(2)中心原子有空轨道。配合物的共同特点是由提供孤对电子的给予体与接受孤对电子的中心原子以配位键结合而形成化合物。必须是具有孤对电子的分子或离子才能够作为配体。2．向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是(

)A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变B．沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)2]2＋C．[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为正四面体形D．在[Cu(NH3)2]2＋配离子中，Cu2＋给出孤对电子，NH3提供空轨道解析：

本题考查对配位键、配合物和配合物的形成过程的理解。答案：

C1．下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中没有形成π键的是(

)A．CHCH

B．CO2C．BeCl2 D．BF3解析：

A、B选项中的分子中的C原子采用的都是sp杂化，分子的空间结构都为直线形，但是当C原子采用sp杂化时，未参与杂化的2个p轨道上各有1个单电子，用于形成π键，所以乙炔、二氧化碳分子中一定会有2个π键，而BeCl2分子中的B原子未参与杂化的2个p轨道上没有电子，所以不会形成π键，BF3分子中的B原子的杂化方式为sp2。答案：

C答案：

D

3．下列不属于配位化合物的是(

)A．六氟合铝酸钠(Na[AlF6])B．氢氧化二氨合银(Ag[NH3]2OH)C．六氟合铁酸钾(K3[FeF6])D．十二水硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]解析：

十二水硫酸铝钾是由K＋、Al3＋、SO42－及H2O分子组成的离子化合物，所以D项一定不是配合物。答案：

D4．下列物质：①H3O＋②[B(OH)4]－③CH3COO－④NH3⑤CH4中存在配位键的是(

)A．①② B．①③C．④⑤ D．②④解析：水分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键，[B(OH)4]－是3个—OH与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他的均不能形成配位键。答案：

A5．(2011·许昌期中)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心原子是________，配位体是________，配位数是________，发生电离的电离方程式