第2課時(shí)雜化軌道理論及配合物簡介

第2課時(shí)雜化軌道理論及配合物理論簡介

1．了解雜化軌道理論的基本內(nèi)容。2．能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型。3．了解配位鍵的特點(diǎn)及配合物理論，能說明簡單配合物的成鍵情況。1．雜化與雜化軌道(1)概念①軌道的雜化原子內(nèi)部

的原子軌道重新組合生成與原軌道數(shù)

的一組新軌道的過程。②雜化軌道雜化后形成的新的

的一組原子軌道。能量相近相等能量相同(2)類型雜化類型spsp2sp3參于雜化的原子軌道及數(shù)目雜化軌道的數(shù)目1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道1個(gè)s軌道2個(gè)p軌道1個(gè)s軌道3個(gè)p軌道2342.雜化軌道類型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系雜化類型spsp2sp3雜化軌道間的夾角空間構(gòu)型實(shí)例180°120°109°28′直線形平面三角形正四面體形CO2、C2H2BF3、苯、乙烯CH4、CCl4分子空間構(gòu)型和雜化軌道的類型的關(guān)系(1)雜化類型的判斷因?yàn)殡s化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納孤電子對(duì)，而兩個(gè)原子之間只能形成一個(gè)σ鍵，故有下列關(guān)系：雜化軌道數(shù)＝中心原子孤電子對(duì)數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)，再由雜化軌道數(shù)判斷雜化類型。例如：代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型CO20＋2＝2spCH2O0＋3＝3sp2CH40＋4＝4sp3SO21＋2＝3sp2NH31＋3＝4sp3H2O2＋2＝4sp3(2)共價(jià)鍵全部為σ鍵的分子構(gòu)型與雜化類型中心原子(A)雜化的類型參加雜化的軌道生成雜化軌道數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)A原子的孤電子對(duì)數(shù)分子的空間構(gòu)型實(shí)例分子式結(jié)構(gòu)式sp1個(gè)s1個(gè)p220直線形BeCl2Cl—Be—Clsp21個(gè)s2個(gè)p330平面三角形BF3中心原子(A)雜化的類型參加雜化的軌道生成雜化軌道數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)A原子的孤電子對(duì)數(shù)分子的空間構(gòu)型實(shí)例分子式結(jié)構(gòu)式sp31個(gè)s3個(gè)p440正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O(3)含σ鍵和π鍵的分子構(gòu)型和雜化類型物質(zhì)結(jié)構(gòu)式雜化軌道類型分子中共價(jià)鍵數(shù)鍵角分子的空間構(gòu)型甲醛sp23個(gè)σ鍵1個(gè)π鍵約120°平面三角形乙烯5個(gè)σ鍵1個(gè)π鍵120°平面形氰化氫sp2個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵180°直線形乙炔3個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵180°直線形①雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時(shí)孤電子對(duì)越多，鍵角越小。例如，NH3中的氮原子與CH4中的碳原子均為sp3雜化，但鍵角分別為107°和109°28′。②雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。③雜化軌道也符合價(jià)層電子對(duì)互斥模型，應(yīng)盡量占據(jù)整個(gè)空間，使它們之間的排斥力最小。解析：

sp2雜化軌道形成夾角為120°的平面三角形雜化軌道，①BF3為平面三角形且B—F鍵夾角為120°；②C2H4中C原子以sp2雜化，且未雜化的2p軌道形成π鍵；③同②相似；④乙炔中的C原子為sp雜化；⑤NH3中N原子為sp3雜化；⑥CH4中的碳原子為sp3雜化。答案：

A1．配位鍵(1)概念：

由一個(gè)原子

提供而跟另一個(gè)原子形成的共價(jià)鍵，即“電子對(duì)給予-接受鍵”，是一類特殊的

。(2)表示配位鍵可以用

來表示，其中A是

了孤電子對(duì)的原子，叫做給予體；B是

電子對(duì)的原子，叫做接受體。共用電子對(duì)單方面共價(jià)鍵A→B提供接受2．配位化合物(1)概念：

與某些

(稱為

)以

結(jié)合形成的化合物，簡稱配合物。金屬離子(或原子)分子或離子配體配位鍵(2)配合物的形成舉例實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)離子方程式滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)

，氨水過量后沉淀逐漸

，滴加乙醇后析出

.溶液顏色

.Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3藍(lán)色沉淀溶解深藍(lán)色晶體變紅配位鍵及配位化合物(1)配位鍵與非極性鍵、極性鍵的區(qū)別與聯(lián)系類型比較共價(jià)鍵非極性鍵極性鍵配位鍵本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對(duì)(電子云重疊)與原子核間的靜電作用成鍵條件(元素種類)成鍵原子得、失電子能力相同(同種非金屬)成鍵原子得、失電子能力差別較小(不同非金屬)成鍵原子一方有孤電子對(duì)(配位體)，另一方有空軌道(中心離子)特征有方向性、飽和性①不是所有的配合物都具有顏色。如[Ag(NH3)2]OH溶液無色，而Fe(SCN)3溶液呈紅色。②過渡金屬原子或離子都有接受孤電子對(duì)的空軌道，對(duì)多種配體具有較強(qiáng)的結(jié)合力，因而過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。(2)配合物的組成一般中心原子(或離子)的配位數(shù)為2、4、6。(3)形成配合物的條件①配位體有孤電子對(duì)；②中心原子有空軌道。(4)配合物的穩(wěn)定性配合物具有一定的穩(wěn)定性。配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配位體的性質(zhì)有關(guān)。(5)配合物形成時(shí)的性質(zhì)改變①顏色的改變，如Fe(SCN)3的形成；②溶解度的改變，如AgCl―→[Ag(NH3)2]＋。2．下列現(xiàn)象與形成配合物無關(guān)的是(

)A．向FeCl3中滴入KSCN，出現(xiàn)血紅色B．向Cu與Cl2反應(yīng)后的集氣瓶中加少量H2O，呈綠色，再加水，呈藍(lán)色C．Cu與濃HNO3反應(yīng)后，溶液呈綠色；Cu與稀HNO3反應(yīng)后，溶液呈藍(lán)色D．向AlCl3中逐滴滴加NaOH至過量，先出現(xiàn)白色沉淀，繼而消失解析：

Fe3＋與SCN－形成一系列配離子，都顯血紅色；Cu2＋在水溶液中形成配離子[Cu(H2O)2]2＋顯綠色；[Cu(H2O)4]2＋顯藍(lán)色，故A、B、C項(xiàng)均與配合物有關(guān)。D項(xiàng)中，Al3＋與OH－形成Al(OH)3，而Al(OH)3顯兩性，能與過量OH－反應(yīng)，生成AlO2－而與配合物無關(guān)。答案：

D

元素X和Y屬于同一主族。負(fù)二價(jià)的元素X和氫的化合物在通常狀況下是一種液體，其中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.9%；元素X和元素Y可以形成兩種化合物，在這兩種化合物中，X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%和60%。(1)確定X、Y兩種元素在周期表中的位置。(2)在元素X和元素Y兩種元素形成的化合物中，寫出X質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的化合物的化學(xué)式________；該分子的中心原子以sp2雜化，是________分子，分子構(gòu)型為________。(3)寫出X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的化合物的化學(xué)式________；該分子的中心原子以sp2雜化，是________分子，分子構(gòu)型為________。(4)由元素氫、X、Y三種元素形成的化合物常見的有兩種，其水溶液均呈酸性，試分別寫出其分子式________、________，并比較酸性強(qiáng)弱：______________________。(5)由氫元素與X元素形成的化合物中，含有非極性鍵的是________(寫分子式)，分子構(gòu)型為V形的是________(寫分子式)。答案：

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

H2SO4

H2SO4>H2SO3(5)H2O2

H2O判斷分子的中心原子雜化軌道類型的方法(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷①若雜化軌道在空間的分布為正四面體或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28′，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120°，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180°，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。1．(2011·蘇州高二檢測(cè))氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因?yàn)?

)A．兩種分子的中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2型雜化，而CH4是sp3型雜化B．NH3分子中N原子形成3個(gè)雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個(gè)雜化軌道C．NH3分子中有一對(duì)未成鍵的孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)D．氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子解析：

NH3和CH4都是sp3雜化，故A、B錯(cuò)誤，跟分子的極性無關(guān)，故D錯(cuò)誤。答案：

C

氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將圖中你認(rèn)為是配位鍵的斜線加上箭頭。解答本題要善于挖掘、提煉題目所給的有用信息，弄清配位鍵的概念及形成條件。Cl原子最外層有7個(gè)電子，Al原子最外層有3個(gè)電子，上圖中每個(gè)鍵代表1對(duì)共用電子對(duì)，據(jù)此可從左(或右)上(或下)角的1個(gè)Cl原子開始，嘗試寫出Al2Cl6的電子式，如圖(“·”為Cl原子提供的電子，“×”為Al原子提供的電子)。形成配合物的條件(1)配位體有孤電子對(duì)；(2)中心原子有空軌道。配合物的共同特點(diǎn)是由提供孤對(duì)電子的給予體與接受孤對(duì)電子的中心原子以配位鍵結(jié)合而形成化合物。必須是具有孤對(duì)電子的分子或離子才能夠作為配體。2．向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加氨水，先生成難溶物，繼續(xù)滴加氨水，難溶物溶解，得到深藍(lán)色透明溶液。下列對(duì)此現(xiàn)象的說法正確的是(

)A．反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Cu2＋的濃度不變B．沉淀溶解后，生成深藍(lán)色的配離子[Cu(NH3)2]2＋C．[Cu(NH3)4]2＋的空間構(gòu)型為正四面體形D．在[Cu(NH3)2]2＋配離子中，Cu2＋給出孤對(duì)電子，NH3提供空軌道解析：

本題考查對(duì)配位鍵、配合物和配合物的形成過程的理解。答案：

C1．下列分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形且分子中沒有形成π鍵的是(

)A．CHCH

B．CO2C．BeCl2 D．BF3解析：

A、B選項(xiàng)中的分子中的C原子采用的都是sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)都為直線形，但是當(dāng)C原子采用sp雜化時(shí)，未參與雜化的2個(gè)p軌道上各有1個(gè)單電子，用于形成π鍵，所以乙炔、二氧化碳分子中一定會(huì)有2個(gè)π鍵，而BeCl2分子中的B原子未參與雜化的2個(gè)p軌道上沒有電子，所以不會(huì)形成π鍵，BF3分子中的B原子的雜化方式為sp2。答案：

C答案：

D

3．下列不屬于配位化合物的是(

)A．六氟合鋁酸鈉(Na[AlF6])B．氫氧化二氨合銀(Ag[NH3]2OH)C．六氟合鐵酸鉀(K3[FeF6])D．十二水硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O]解析：

十二水硫酸鋁鉀是由K＋、Al3＋、SO42－及H2O分子組成的離子化合物，所以D項(xiàng)一定不是配合物。答案：

D4．下列物質(zhì)：①H3O＋②[B(OH)4]－③CH3COO－④NH3⑤CH4中存在配位鍵的是(

)A．①② B．①③C．④⑤ D．②④解析：水分子中各原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位鍵，[B(OH)4]－是3個(gè)—OH與B原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，還有1個(gè)OH－的O與B形成配位鍵，而其他的均不能形成配位鍵。答案：

A5．(2011·許昌期中)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心原子是________，配位體是________，配位數(shù)是________，發(fā)生電離的電離方程式