價鍵互斥理論-雜化軌道理論

價層電子對互斥理論

1、要點：中心原子價電子層電子對（包括＿＿＿

電子對和

的孤對電子對）的互相

作用，使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對相互

的那種構(gòu)型，即分子盡可能采取對稱的空間構(gòu)型。（VSEPR模型）成鍵未成鍵排斥排斥最小價層電子對互斥模型應(yīng)用：可用來預(yù)測分子的立體結(jié)構(gòu)利用價層電子對互斥理論時，首先要根據(jù)原子的最外層電子數(shù)，判斷中心原子上有沒有孤對電子，然后再根據(jù)中心原子結(jié)合的原子的數(shù)目，就可以判斷分子的空間構(gòu)型價層電子對互斥理論簡介(VSEPR)⒈基本要點⑴排斥力最小的分子幾何結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。⑵相鄰價電子對之間斥力大小由電子對之間的夾角和電子對的成鍵情況決定。夾角越小斥力越大；不同類型的電子對之間斥力：

LP-LP>LP-BP>BP-BP.LP—孤電子對

BP—成鍵電子對

叁鍵>雙鍵>單鍵.⑶分子的幾何構(gòu)型主要決定于中心原子的價層電子對的數(shù)目和類型(LP或BP).⑷當(dāng)分子中有雙鍵、叁鍵等重鍵時，可將雙鍵的兩對電子和叁鍵的三對電子看作為一個單鍵的一對電子來處理。

判斷共價分子構(gòu)型的一般規(guī)則⑴確定中心原子價電子層中的電子對數(shù)中心原子價電子層中的電子對數(shù)=（中心原子價電子數(shù)+配體提供的電子數(shù)）/2

對于復(fù)雜離子：電子對數(shù)=（中心原子價電子數(shù)+配體提供的電子數(shù)-離子電荷數(shù)（帶符號））/2

規(guī)定當(dāng)氧族元素的原子作配體時，可以認為它們不提供電子。

出現(xiàn)奇數(shù)電子時將單電子當(dāng)作電子對對待。⑵根據(jù)中心原子價電子層中的電子對數(shù)，確定中心原子周圍電子對分布的幾何構(gòu)型。⑶繪出分子構(gòu)型圖包括配體和孤電子對。注意：若無孤電子對，電子對分布的幾何構(gòu)型與分子構(gòu)型一致；若有孤電子對，電子對分布的幾何構(gòu)型與分子構(gòu)型則不一致。

CH4,NH3,H2O分子構(gòu)型圖中心原子有孤對電子H2O22AB2NH331AB3代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)孤對電子的對數(shù)分子類型空間構(gòu)型V形三角錐形代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)孤對電子的對數(shù)分子類型空間構(gòu)型中心原子無孤對電子CO220AB2CH2O30AB3CH440AB4中心原子有孤對電子H2O22AB2NH331AB3直線形平面三角形正四面體價層電子對互斥模型V形三角錐形2電子對數(shù)目與立體結(jié)構(gòu)4356電子對數(shù)目與立體結(jié)構(gòu)(2)

VSEPR模型：一個分子或離子中的價層電子對在空間的分布（即含孤對電子的VSEPR模型）

2

34

56

直線形平面三角形正四面體三角雙錐體正八面體分析思考：

１、寫出C原子電子排布的軌道表示式，并由此推測：CH４分子的C原子有沒有可能形成四個共價鍵？怎樣才能形成四個共價鍵？２、如果C原子就以１個２Ｓ軌道和３個２Ｐ軌道上的單電子，分別與四個Ｈ原子的１Ｓ軌道上的單電子重疊成鍵，所形成的四個共價鍵能否完全相同？這與CH４分子的實際情況是否吻合？如何才能使CH４分子中的C原子與四個H原子形成完全等同的四個共價鍵呢？109°28’原子軌道？伸展方向？109°28′雜化軌道理論簡介三、雜化軌道理論簡介C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′C原子基態(tài)電子排布軌道表示式sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°二、雜化軌道理論

—解釋分子的立體構(gòu)型1、雜化軌道的概念在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道間通過相互的混雜后，形成相同數(shù)量的幾個能量與形狀都相同的新軌道?！s化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對電子剩余的p軌道可以形成π鍵C2H4(sp2雜化）雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1s+1p1s+2p1s+3p雜化軌道數(shù)2個sp雜化軌道3個sp2雜化軌道4個sp3雜化軌道雜化軌道間夾角180?120?109?28’空

間

構(gòu)

型直線正三角形正四面體實

例BeCl2,

C2H2BF3

,C2H4CH4

,CCl42、雜化軌道的類型a)中心原子價層電子總數(shù)等于中心A的價電子數(shù)加上配體B在成鍵過程中提供的電子數(shù)。如CCl

44+14=8★雜化軌道數(shù)=中心原子總價電子數(shù)÷2（不包括π鍵）

b)氧族元素的原子做中心時，價電子數(shù)為6。如H2O或H2S。做配體時，提供電子數(shù)為0。如CO2

c)處理離子時，要加減與離子價數(shù)相當(dāng)?shù)碾娮?，如PO43－：5+3+04=8，NH4＋：5-1

+14=8。3、中心原子雜化方式的判斷故其雜化軌道數(shù)=8/2=4（4+0）÷2=2代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O（4+2+0）÷2=3（4+4）÷2=4（6+0）÷2=3（5+3）÷2=4（6+2）÷2=4SPSP2SP3SP2SP3SP3直線形平面三角形正四面體形V形三角錐形V形

練習(xí)：用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化類型、成鍵情況和分子的空間構(gòu)型。（1）CO2（2）H2O（3）HCHO（4）HCN（5）SO3配合物理論簡介天藍色天藍色天藍色無色無色無色配合物理論簡介：實驗2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？結(jié)論：上述實驗中呈天藍色的物質(zhì)叫做四水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子中的O原子提供孤對電子對給予銅離子（銅離子提供空軌道），銅離子接受水分子的孤對電子形成的，這類“電子對給予—接受鍵”被稱為配位鍵。CuOH2H2OH2OH2O2+1、配位鍵：共用電子對由一個原子單方面提供給另一個原子共用所形成的共價鍵叫配位鍵。是一種特殊的共價鍵。2、配位化合物：中心離子（或原子）與配位體(某些分子或離子)以配位鍵的形式結(jié)合而成的化合物。CuOH2H2OH2OH2O2+①可用A→B表示A表示提供孤對電子的原子，叫電子給予體或配體，常為N、O、P、S、鹵素的原子或離子B表示接受電子的原子，叫接受體，一般為過渡金屬②形成配位鍵的條件：一個原子提供孤對電子，另一原子提供空軌道2+CuNH3H3NNH3NH3實驗2-2已知氫氧化銅與足量氨水反應(yīng)后溶解是因為生成了[Cu(NH3)4]2+

，其結(jié)構(gòu)簡式為：試寫出實驗中發(fā)生的兩個反應(yīng)的離子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍色沉淀深藍色溶液實驗2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血紅色例題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B例題二：下列分子或離子中都存在著配位鍵的是()A．NH3、H2OB．NH4+

、H3O+

C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+

、PCI3B由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。例題三：對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)

B．中心原子都采取sp雜化軌道

C．S原子和C原子上都沒有孤對電子

D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D例題四：下列各種說法中錯誤的是（）A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對電子。B、配位鍵是一種特殊的共價鍵。C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。D例題五：寫出下列分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(是用短線表示鍵合電子,小黑點表示未鍵合的價電子的結(jié)構(gòu)式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測分子的幾何構(gòu)型。(1)PCl3(2)BCl3(3)CS2(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角錐形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直線形C=S=S........

(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......實例分析：

試分析BeCl2分子的形成和空間構(gòu)型。

Be原子的價層電子排布為2s2

。在形成BeCl2

分子的過程中，Be原子的1個2s電子被激發(fā)到2p空軌道，價層電子排布變?yōu)闉?s12px1

。這2個含有單電子的2s軌道和2px軌道進行sp雜化，組成夾角為1800

的2個能量相同的sp雜化軌道，其形成過程可表示為：理論分析：Be原子上的兩個SP雜化軌道分別與2個Cl原子中含有單電子的3p軌道重疊，形成2個sp-p的σ鍵，所以BeCl2分子的空間構(gòu)型為直線。實驗測定：BeCl2分子中有2個完全等同的Be-Cl鍵，鍵角為1800

，分子的空間構(gòu)型為直線。實例分析：

試說明BF3分子的空間構(gòu)型。

BF3分子的中心原子是B，其價層電子排布為2s22px1

。在形成BF3分子的過程中，B原子的2s軌道上的1個電子被激發(fā)到2p空軌道，價層電子排布為2s12px12py1

，1個2s軌道和2個2p軌道進行sp2雜化，形成夾角均為1200的3個完全等同的SP2雜化軌道。其形成過程可表示為：理論分析：B原子的三個SP2雜化軌道分別與3個F原子含有單電子的2p軌道重疊，形成3個sp2-p的σ鍵。故BF3

分子的空間構(gòu)型是平面三角形。實驗測定：BF3分子中有3個完全等同的B-F鍵，鍵角為1200

，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。

實例分析：試解釋CCl4分子的空間構(gòu)型。

CCl4分子的中心原子是C，其價層電子組態(tài)為2s22px12py1。在形成CCl4分子的過程中，C原子的2s軌道上的1個電子被激發(fā)到2p空軌道，價層電子組態(tài)為2s12px12py12pz1，1個2s軌道和3個2p軌道進行sp3雜化，形成夾角均為109028′的4個完全等同的sp3雜化軌道。其形成過程可表示為理論分析：C原子的4個sp3雜化軌道分別與4個Cl原子含有單電子的2p軌道重疊，形成4個sp3-p的σ鍵。故CCl4

分子的空間構(gòu)型是正四面體.實驗測定：CCl4分子中有四個完全等同的C-Cl鍵，其分子的空間構(gòu)型為正四面體。

作業(yè)：1、整理學(xué)案。

2、完成課后習(xí)題1°中心價層電子的總數(shù)和對數(shù)

a)中心原子價層電子總數(shù)等于中心A的價電子數(shù)加上配體B在成鍵過程中提供的電子數(shù)。如CCl

44+14=8(1)確定中心原子價層電子對數(shù)

b)氧族元素的原子做中心時，價電子數(shù)為6。如H2O或H2S。做配體時，提供電子數(shù)為0。如在CO2中。

c)處理離子時，要加減與離子價數(shù)相當(dāng)?shù)碾娮?，如PO43－5+04+3=8，NH4＋

5+14－1=8。

d)總數(shù)除以2，得電子對的對數(shù)?？倲?shù)為奇數(shù)時，商進位。例如總數(shù)為9，則對數(shù)為5。2、用（VSEPR模型）推斷分子或離子空間構(gòu)型的步驟：例：價電子數(shù)價電子對數(shù)NH4+N=5+4-1=8CCl4N=8NO2N=5ICl2-N=10OCl2N=8PO43-N=5+3=8444354只有一種角度，120°。只有一種角度，109°28′。

5對電子三角雙錐3對電子正三角形??A????4對電子正四面體A????????

（2）電子對數(shù)和電子對空間構(gòu)型的關(guān)系電子對相互排斥，在空間達到平衡取向。2對電子直線形(3)分子構(gòu)型與電子對空間構(gòu)型的關(guān)系若配體的個數(shù)n和電子對數(shù)m相一致，則分子構(gòu)型和電子對空間構(gòu)型一致。這時，各電子對均為成鍵電子對。

當(dāng)配體數(shù)n小于電子對數(shù)m時，一部分電子對屬于成鍵電對，其數(shù)目等于n，另一部分電子對成為孤電子對，其數(shù)目等于m－n。確定出孤對電子的位置，分子構(gòu)型才能確定。

電子對數(shù)配體數(shù)孤電子對數(shù)電子對構(gòu)型分子構(gòu)型

(m)(n)(m－n)