分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)

關(guān)于分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)第1頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：若能求出中心原子的雜化軌道數(shù)，便可知中心原子所發(fā)生的雜化類型——中心原子的雜化類型雜化軌道數(shù)雜化軌道空間構(gòu)型sp3雜化sp2雜化sp雜化432正四面體平面三角形直線形原子軌道的雜化，只有在形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化。第2頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月求算中心原子雜化軌道數(shù)目的經(jīng)驗(yàn)公式適合：ABm型分子(或離子)A：中心原子B：配位原子A的雜化軌道數(shù)A的價(jià)電子數(shù)+B提供的價(jià)電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=1.A的價(jià)電子數(shù)=A的最外層電子數(shù)2.B中，X、H各提供1個(gè)價(jià)電子，O、S按不提供價(jià)電子計(jì)算3.陽(yáng)離子應(yīng)減去電荷數(shù)，陰離子應(yīng)加上電荷數(shù)。第3頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A的價(jià)電子數(shù)+B提供的價(jià)電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=若n=4sp3雜化sp2雜化若n=3sp雜化若n=2試計(jì)算：下列分子或離子的中心原子可能采用的雜化軌道類型CCl4、SiCl4、PCl3、NF3、NH4+、H2S、H3O+、SO42-、SO32-、Cl2On=4sp3雜化BF3、AlCl3、SO2、SO3、O3、NO3-、NO2-、CO32-、NO2n=3sp2雜化BeCl2、CO2、CS2、NO2+sp雜化n=2第4頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A的雜化軌道數(shù)A的價(jià)電子數(shù)+B提供的價(jià)電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=分子中A的價(jià)電子對(duì)數(shù)A的價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型確定分子或離子的空間構(gòu)型推斷價(jià)電子對(duì)互斥理論第5頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月價(jià)電子對(duì)互斥理論分子中的中心原子的價(jià)電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)bp和孤電子對(duì)lp）由于相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠(yuǎn)離以減小斥力，分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。分子中A的價(jià)電子對(duì)數(shù)A的價(jià)電子數(shù)+B提供的價(jià)電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=第6頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月價(jià)層電子對(duì)數(shù)與價(jià)層電子構(gòu)型的關(guān)系價(jià)層電子對(duì)數(shù)目n23456價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型直線形三角形四面體三角雙錐八面體因?yàn)閮r(jià)電子對(duì)包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)，所以價(jià)電子構(gòu)型與分子或離子構(gòu)型不完全等同。第7頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月確定中心原子的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)，推斷分子的空間構(gòu)型。①孤電子對(duì)=0:n=(2+2)=2直線形n=(3+3)=3平面三角形n=(4+4)=4四面體例如：分子的空間構(gòu)型=電子對(duì)的空間構(gòu)型第8頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②孤對(duì)電子≠0：34112SnCl2平面三角形V形NH3四面體三角錐H2O四面體V形n孤電子對(duì)電子對(duì)的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型例分子的空間構(gòu)型不同于電子對(duì)的空間構(gòu)型第9頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月判斷共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的實(shí)例

利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷下列分子和離子的幾何構(gòu)型。要求寫出價(jià)層電子總數(shù)、對(duì)數(shù)、電子對(duì)構(gòu)型和分子構(gòu)型。

AlCl3H2SSO32-NH4

+NO2

解：總數(shù)對(duì)數(shù)電子對(duì)構(gòu)型

6888534443三角形正四面體正四面體正四面體三角形分子構(gòu)型

三角形V字構(gòu)型三角錐正四面體V字形PCl5？第10頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月等電子原理經(jīng)驗(yàn)規(guī)律化學(xué)通式相同且價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的空間構(gòu)型和化學(xué)鍵類型等結(jié)構(gòu)特征等電子體的許多物理和化學(xué)性質(zhì)是相近的常見(jiàn)的等電子體：N2與CO、CO2

與N2ONO2-

與SO2（或O3）第11頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月了解——（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，價(jià)電子總數(shù)16，具有相同的結(jié)構(gòu)—直線型分子，中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取sp雜化軌道，形成直線形s-骨架，鍵角為180。第12頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月了解——（2）CO32–、NO3–、SO3等離子或分子具有相同的通式—AX3,總價(jià)電子數(shù)24，有相同的結(jié)構(gòu)—平面三角形分子,中心原子上沒(méi)有孤對(duì)電子而取sp2雜化軌道形成分子的s-骨架。

（3）SO2、O3、NO2–等離子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2雜化形式，VSEPR理想模型為平面三角形，中心原子上有1對(duì)孤對(duì)電子(處于分子平面上)，分子立體結(jié)構(gòu)為V型(或角型、折線型)。第13頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月了解——（4）SO42–、PO43–等離子具有AX4的通式,總價(jià)電子數(shù)32，中心原子有4個(gè)s-鍵，故取sp3雜化形式，呈正四面體立體結(jié)構(gòu)；（5）PO33–、SO32–、ClO3–等離子具有AX3的通式，總價(jià)電子數(shù)26，中心原子有4個(gè)s-軌道(3個(gè)s-鍵和1對(duì)占據(jù)s-軌道的孤對(duì)電子)，VSEPR理想模型為四面體，(不計(jì)孤對(duì)電子的)分子立體結(jié)構(gòu)為三角錐體，中心原子取sp3雜化形式，沒(méi)有p-pp鍵或p-p大鍵，它們的路易斯結(jié)構(gòu)式里的重鍵是d-p大鍵。第14頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)研究表明，許多分子具有對(duì)稱性第15頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月依據(jù)對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)或借助對(duì)稱面的反映能夠復(fù)原的分子稱為對(duì)稱分子，分子所具有的這種性質(zhì)稱為對(duì)稱性。分子對(duì)稱性與分子的許多性質(zhì)如極性、旋光性及化學(xué)性質(zhì)都有關(guān)第16頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CHBrClF分子第17頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CHBrClF分子左手和右手不能重疊左右手互為鏡像手性分子手性碳原子第18頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月手性異構(gòu)體和手性分子如果一對(duì)分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對(duì)分子互稱為手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子。條件：

當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時(shí)，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子。第19頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例如:乳酸分子CH3CHOHCOOH有以下兩種異構(gòu)體：

圖片

第20頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3

HClOHBrOHClHBrBrCH3CH3下列化合物中含有2個(gè)“手性”碳原子的是()B課堂練習(xí)第21頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)電荷分布是否均勻，共價(jià)鍵有極性、非極性之分以共價(jià)鍵結(jié)合的分子也有極性、非極性之分分子的極性是根據(jù)什么來(lái)判定呢？第22頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極性分子與非極性分子分子呈電中性，可以設(shè)想：它的全部正電荷集中于一點(diǎn)，叫正電荷重心它的全部負(fù)電荷集中于一點(diǎn)，叫負(fù)電荷重心若，正電荷重心與負(fù)電荷重心重合的分子——非極性分子不相重合的分子——極性分子第23頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ClCl共用電子對(duì)2個(gè)Cl原子吸引電子的能力相同，共用電子對(duì)不偏向任何一個(gè)原子，整個(gè)分子的電荷分布均勻，∴為非極性分子只含有非極性鍵的雙原子分子因?yàn)楣灿秒娮訉?duì)無(wú)偏向，∴分子是非極性分子例：第24頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月HCl共用電子對(duì)HCl分子中，共用電子對(duì)偏向Cl原子，∴Cl原子一端相對(duì)地顯負(fù)電性，H原子一端相對(duì)地顯正電性，整個(gè)分子的電荷分布不均勻，∴為極性分子HClδ+δ-∴以極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子第25頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分子極性的判斷方法1.雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價(jià)鍵是否有極性2.多原子分子(ABm型)取決于分子的空間構(gòu)型第26頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ABm分子極性的判斷方法1.化合價(jià)法請(qǐng)判斷PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的極性。①若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子；②若中心原子有孤對(duì)電子(未參與成鍵的電子對(duì))則為極性分子，若無(wú)孤對(duì)電子則為非極性分子。第27頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ABm分子極性的判斷方法1.化合價(jià)法

將分子中的共價(jià)鍵看作作用力，不同的共價(jià)鍵看作不相等的作用力，運(yùn)用物理上力的合成與分解，看中心原子受力是否平衡，如平衡則為非極性分子；否則為極性分子。2.物理模型法第28頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C=O鍵是極性鍵，但從分子總體而言CO2是直線型分子，兩個(gè)C=O鍵是對(duì)稱排列的，兩鍵的極性互相抵消（F合=0），∴整個(gè)分子沒(méi)有極性，電荷分布均勻，是非極性分子。180oF1F2F合=0OOC第29頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月HOH104o30＇F1F2F合≠0O-H鍵是極性鍵，共用電子對(duì)偏O原子，由于分子是V形構(gòu)型，兩個(gè)O-H鍵的極性不能抵消（F合≠0），∴整個(gè)分子電荷分布不均勻，是極性分子第30頁(yè)，課件共34頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月HHHNBF3：NH3：120o107o18'

三角錐型,不對(duì)稱，鍵的極性不能抵消，