分子的空间构型杂化轨道理论分子

专题四分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质分子的空间构型1精品PPT·值得借鉴第一页，共二十三页。C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为109°28′）？2s2px2py2pz问题：2s2px2py2pz

C2精品PPT·值得借鉴第二页，共二十三页。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，1.杂化轨道理论简介2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109°28’激发在同一个原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道（S、P…）可以相互叠加而组成同等数目的能量完全相等的杂化原子轨道—杂化轨道理论3精品PPT·值得借鉴第三页，共二十三页。PPT内容概述专题四分子空间结构与物质性质。第一单元分子构型与物质的性质。精品PPT·值得借鉴。C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3。CH4分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为109°28′）。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，。在同一个原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道（S、P。）可以相互叠加而组成同等数目的能量完全相等的杂化原子轨道—杂化轨道理论。S轨道和p轨道杂化轨道类型。思考题：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。0+2=2。0+3=3。0+4=4。2+2=4。中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数。推断分子或离子的空间构型的具体步骤：。以AXm为例(A—中心原子,X—配位原子)：。②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子,规定氧与硫不提供价电子。③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。C.S原子和C原子上都没有孤对电子第四页，共二十三页。S轨道和p轨道杂化轨道类型sp2杂化sp杂化sp3杂化杂化轨道夹角杂化轨道空间取向180º

120º

109.5º

直线正四面体

平面三角形杂化轨道数目2345精品PPT·值得借鉴第五页，共二十三页。2s2pB的基态2p2s激发态正三角形sp2杂化态BF3分子形成过程BFFF激发120°思考6精品PPT·值得借鉴第六页，共二十三页。BeCl2分子形成过程激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化直线形sp杂化态键合直线形化合态Cl

BeCl180

思考7精品PPT·值得借鉴第七页，共二十三页。思考题：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？8精品PPT·值得借鉴第八页，共二十三页。已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对★杂化轨道数0+2=2SP直线形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面体形1+3=4SP3三角锥形2+2=4SP3V形代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4NH3H2O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9精品PPT·值得借鉴第九页，共二十三页。请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况?思考用杂化轨道理论解释苯分子的成键情况？10精品PPT·值得借鉴第十页，共二十三页。巩固练习题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()B．CH4与NH3

C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B11精品PPT·值得借鉴第十一页，共二十三页。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，以AXm为例(A—中心原子,X—配位原子)：原则：①A的价电子数=主族序数；②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子,规定氧与硫不提供价电子；③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。n=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数×m

±离子电荷数()]负正12精品PPT·值得借鉴第十二页，共二十三页。确定电子对的空间构型：n=2直线形n=3平面三角形n=4正四面体13精品PPT·值得借鉴第十三页，共二十三页。确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。①孤对电子=0:分子的空间构型=电子对的空间构型n=(2+2)=2直线形n=(3+3)=3平面三角形n=(4+4)=4四面体例如：14精品PPT·值得借鉴第十四页，共二十三页。②孤对电子≠0：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。34112SnCl2平面三角形V形NH3四面体三角锥H2O四面体V形n孤对电子电子对的空间构型分子的空间构型例15精品PPT·值得借鉴第十五页，共二十三页。（3）判断共价分子结构的实例

例1利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何

构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型。

AlCl3H2SSO32-NH4

+NO2

解：总数对数电子对构型

6888534443三角形正四面体正四面体正四面体三角形分子构型

三角形V字构型

三角锥正四面体

V字形

16精品PPT·值得借鉴第十六页，共二十三页。直线形平面三角形正四面体V形三角锥形小结:17精品PPT·值得借鉴第十七页，共二十三页。

具有相同的通式——ABm，而且价电子总数和原子数目相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180

或90

等特定的角度。（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，价电子总数16，具有相同的结构—直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s-骨架，键角为180

。等电子体原理18精品PPT·值得借鉴第十八页，共二十三页。

（2）CO32–、NO3–、SO3等离子或分子具有相同的通式—AX3,总价电子数24，有相同的结构—平面三角形分子,中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的s-骨架。

（3）SO2、O3、NO2–等离子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤对电子(处于分子平面上)，分子立体结构为V型(或角型、折线型)。19精品PPT·值得借鉴第十九页，共二十三页。

（4）SO42–、PO43–等离子具有AX4的通式,总价电子数32，中心原子有4个s-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立体结构；

（5）PO33–、SO32–、ClO3–等离子具有AX3的通式，总价电子数26，中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s-轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，(不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式，没有p-pp键或p-p大

键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大

键。20精品PPT·值得借鉴第二十页，共二十三页。1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3

C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B课堂练习21精品PPT·值得借鉴第二十一页，共二十三页。2、对SO2与CO2说法