分子的空間構(gòu)型-雜化軌道理論

專題四分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)分子的空間構(gòu)型2021/5/91C原子與H原子結(jié)合形成的分子為什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子為什么具有正四面體的空間構(gòu)型（鍵長、鍵能相同，鍵角相同為109°28′）？2s2px2py2pz問題：2s2px2py2pz

C2021/5/92為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，1.雜化軌道理論簡介2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)在同一個原子中能量相近的不同類型的幾個原子軌道（S、P…）可以相互疊加而組成同等數(shù)目的能量完全相等的雜化原子軌道—雜化軌道理論2021/5/93S軌道和p軌道雜化軌道類型sp2

雜化sp

雜化sp3

雜化雜化軌道夾角雜化軌道空間取向180o

120o

109.5o

直線正四面體

平面三角形雜化軌道數(shù)目2342021/5/942s2pB的基態(tài)2p2s激發(fā)態(tài)正三角形sp2雜化態(tài)BF3分子形成過程BFFF激發(fā)120°思考2021/5/95BeCl2分子形成過程激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化直線形sp雜化態(tài)鍵合直線形化合態(tài)Cl

BeCl180思考2021/5/96思考題：根據(jù)以下事實總結(jié)：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？2021/5/97已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤電子對★雜化軌道數(shù)0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)2021/5/98請用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況?思考用雜化軌道理論解釋苯分子的成鍵情況？2021/5/99鞏固練習題一：下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B2021/5/910推斷分子或離子的空間構(gòu)型的具體步驟：確定中心原子的價層電子對數(shù)，以AXm為例(A—中心原子,X—配位原子)：原則：①A的價電子數(shù)=主族序數(shù)；②配體X：H和鹵素每個原子各提供一個價電子,規(guī)定氧與硫不提供價電子；③正離子應減去電荷數(shù),負離子應加上電荷數(shù)。n=1/2[A的價電子數(shù)+X提供的價電子數(shù)×m

±離子電荷數(shù)()]負正2021/5/911確定電子對的空間構(gòu)型：n=2直線形n=3平面三角形n=4正四面體2021/5/912確定中心原子的孤對電子對數(shù)，推斷分子的空間構(gòu)型。①孤對電子=0:分子的空間構(gòu)型=電子對的空間構(gòu)型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：2021/5/913②孤對電子≠0：分子的空間構(gòu)型不同于電子對的空間構(gòu)型。34112SnCl2平面三角形V形NH3四面體三角錐H2O四面體V形n孤對電子電子對的空間構(gòu)型分子的空間構(gòu)型例2021/5/914（3）判斷共價分子結(jié)構(gòu)的實例

例1利用價層電子對互斥理論判斷下列分子和離子的幾何構(gòu)型。要求寫出價層電子總數(shù)、對數(shù)、電子對構(gòu)型和分子構(gòu)型。

AlCl3H2SSO32-NH4

+NO2

解：總數(shù)對數(shù)電子對構(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2021/5/915代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子類型空間構(gòu)型中心原子無孤對電子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子有孤對電子H2O2AB2NH33AB3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形小結(jié):2021/5/916

具有相同的通式——ABm，而且價電子總數(shù)和原子數(shù)目相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征,這個原理稱為“等電子體原理”。這里的“結(jié)構(gòu)特征”的概念既包括分子的立體結(jié)構(gòu)，又包括化學鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180或90等特定的角度。（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，價電子總數(shù)16，具有相同的結(jié)構(gòu)—直線型分子，中心原子上沒有孤對電子而取sp雜化軌道，形成直線形s-骨架，鍵角為180。等電子體原理2021/5/917

（2）CO32–、NO3–、SO3等離子或分子具有相同的通式—AX3,總價電子數(shù)24，有相同的結(jié)構(gòu)—平面三角形分子,中心原子上沒有孤對電子而取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對孤對電子(處于分子平面上)，分子立體結(jié)構(gòu)為V型(或角型、折線型)。2021/5/918

（4）SO42–、PO43–等離子具有AX4的通式,總價電子數(shù)32，中心原子有4個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，總價電子數(shù)26，中心原子有4個s-軌道(3個s-鍵和1對占據(jù)s-軌道的孤對電子)，VSEPR理想模型為四面體，(不計孤對電子的)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。2021/5/9191、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課堂練習2021/5/9202、對SO2與CO2說法正確