sp杂化轨道成键特征-西安建筑科技大学课件.ppt

1、 西安建筑科技大学西安建筑科技大学理学院理学院 化学系化学系张思敬张思敬 主主 编编2009年年8月月制作:张思敬等理学院化学系 2 课件简介课件简介 课件内容课件内容 动画与视频动画与视频 课件课件内容示例内容示例 制作:张思敬等理学院化学系 3 大学化学电子课件大学化学电子课件使用PowerPoint及Microsoft Word软件制作，用户环境友好，具有良好的通用性和操作性，可在各种多媒体教室使用，使用方便，操作简单。电子课件适用于各类PC机。课件正常运行要求安装IE5.0以上,需安装FLASH 5.0以上插件以显示动画。 本电子课件以我校自编国家级十一五重点规划教材大学化学（高等教育

2、出版社2005年出版）为蓝本，章节划分与之对应，可作为大学化学教师进行多媒体授课的电子讲义，也可作为工科院校学生学习大学化学做预习和复习参考之用。制作:张思敬等理学院化学系 4 本课件主要内容主要内容涉及化学的发展简史、化学热力学、化学动力学、电化学、物质结构、功能材料、表面与胶体以及生命活动与化学共12章。每章结构每章结构以教学要求、教学内容、正文及小结组成。为使用配套教材的广大教师提供了一个可操作的平台，便于教师按照不同的教学要求和教学内容进行剪裁、补充和组织，从而达到适合不同类型学校各类教师备课的目的。制作:张思敬等理学院化学系 5 课件整体风格统一，导航清晰简捷，物理量及单位符号使用规

3、范，界面布局、色彩搭配力求具有强烈的视觉效果和艺术感染力。 课件设计工作量大，内容全面，体系完整，融合教师多年的教学经验，注重互动与启发式教学，突出教学重点和难点。 采用PowerPoint传统的界面风格，辅以大量图、表及近20幅动画及视频等多媒体手段，图文并茂，直观形象生动，寓教于乐，有利于激发学生学习积极性。制作:张思敬等理学院化学系 6 第第1章章 化学的发展化学的发展第第7章章 电化学电化学 金属材料腐蚀金属材料腐蚀第第2章章 物质结构基础物质结构基础第第8章章 金属化学与材料金属化学与材料第第3章章 气体反应气体反应 大气污染大气污染第第9章章 非金属化学与材料非金属化学与材料第第4

4、章章 热化学热化学 能源能源第第10章章 高分子化合物与材料高分子化合物与材料第第5章章 水溶液中的反应水溶液中的反应 水污染水污染第第11章章 表面与胶体化学表面与胶体化学第第6章章 配位化合物配位化合物第第12章章 生命活动与化学生命活动与化学制作:张思敬等理学院化学系 7* FlashFlash动画动画 视频文件视频文件* 选自浙江大学普通化学电子教案媒体库。选自浙江大学普通化学电子教案媒体库。制作:张思敬等理学院化学系 8动画与视频目录动画与视频目录三类系统三类系统电子云统计规律电子云统计规律弹式热量计弹式热量计键键混乱度自发增大混乱度自发增大键键过渡态理论过渡态理论spsp3 3杂化

5、杂化催化剂的作用催化剂的作用spsp2 2杂化杂化反应温度与活化分子数反应温度与活化分子数spsp杂化杂化原电池原电池差异充气腐蚀差异充气腐蚀臭氧层空洞臭氧层空洞温室效应温室效应Basic of Substance Basic of Substance StructureStructureChapter 2Chapter 2物质结构基础物质结构基础 第第2章章制作:张思敬等理学院化学系 101. 了解原子核外电子运动的基本特征，明确量子数的取值规了解原子核外电子运动的基本特征，明确量子数的取值规律，了解原子轨道和电子云的空间分布。律，了解原子轨道和电子云的空间分布。2. 掌握核外电子排布的一般

6、规律及其与元素周期表的关系。掌握核外电子排布的一般规律及其与元素周期表的关系。3. 了解化学键的本质及键参数的意义。了解化学键的本质及键参数的意义。4. 了解杂化轨道理论的要点，能应用该理论判断常见分子了解杂化轨道理论的要点，能应用该理论判断常见分子的空间构型、极性等。的空间构型、极性等。5. 了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系。了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系。 本章教学要求本章教学要求制作:张思敬等理学院化学系 11 2.1 原子结构的近代概念原子结构的近代概念 2.2 多电子原子的电子分布方式和周期系多电子原子的电子分布方式和周期系 2.3 化学键与分子间相

7、互作用力化学键与分子间相互作用力 2.4 晶体结构晶体结构制作:张思敬等理学院化学系 12 微粒波动性的直接证据微粒波动性的直接证据 光的衍射光的衍射 在光的在光的波粒二象性波粒二象性的启发下，德布罗依提的启发下，德布罗依提出一种假想出一种假想. .他于他于1924 1924 年说：年说： 德布罗依关系式德布罗依关系式 一个伟大思想的诞生一个伟大思想的诞生3 4/6 .6 2 61 0Jshm vhphl-=醋 1924年，年，Louis de Broglie认为：认为：质质量为量为 m ,运动速度为运动速度为v 的粒子的粒子,相应的波相应的波长为：长为：h 为Planck 常量这就是著名的这

8、就是著名的 德布罗依关系式德布罗依关系式. .“过去，对光过分强调波性而忽视过去，对光过分强调波性而忽视它的粒性；现在对电子是否存在另它的粒性；现在对电子是否存在另一种倾向，即过分强调它的粒性而一种倾向，即过分强调它的粒性而忽视它的波性忽视它的波性.”.”灯光源灯光源制作:张思敬等理学院化学系 13Atomic radii (in pm)Li157Be112Mg160Na191Ca197K235Rb250Sr215Ba224Cs272Sc164Mo140Cr129Mn137Tc135Re137Os135Ru134Fe126Co125Rh134Ir136Pt139Pd137Ni125Cu128A

9、g144Au144Hg155Cd152Zn137Ti147V135Nb147Y182Hf159Ta147W141Lu172Zr160B88C77N74O66F64Al143Si118P110S104Cl99Ge122Ga153Tl171In167Br114As121Se104Sn158Sb141Te137I133Bi182Pb175Source:Wells A F,Structural Inorganic Chemistry,5th edn.Clarendon Press,Oxford(1984).制作:张思敬等理学院化学系 14(2)价键理论的局限价键理论的局限问题问题2 2：共价键的方向性

10、与：共价键的方向性与H H2 2O O分子中两个分子中两个O OH H键的键角。键的键角。问题问题1 1：C C原子的共价数与其原子结构。原子的共价数与其原子结构。 根据共价键理论，C原子的外层原子轨道上有4个电子，2个在2s轨道上，已成对，2个平行占据2p轨道的电子未成对，共价数应为2。然而事实上C原子的共价数常为4。 O原子的3个两两垂直的2p轨道上有四个电子，其中两个轨道上各有一个未成对电子，它们可以与H原子生成键。根据共价键的方向性，这两个键的夹角是90。但事实上两个两个OH键的夹角是键的夹角是104.5。制作:张思敬等理学院化学系 15原子轨道为什么需要杂化？原子轨道为什么需要杂化？

11、原子轨道为什么可以杂化？原子轨道为什么可以杂化？如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？如何求得杂化轨道的对称轴间的夹角？新理论必须解决如新理论必须解决如下问题下问题 在众多科学家的探索中，在众多科学家的探索中，PaulingPauling 利用利用“杂化概念杂化概念”建建立 了 新 的 化 学 键 理 论立 了 新 的 化 学 键 理 论 杂化轨道理论杂化轨道理论. .制作:张思敬等理学院化学系 162 分子的空间构型和杂化轨道理论 1931年，鲍林等以价键理论为基础，提出化学键的杂化轨道理论。杂化轨道杂化轨道(hybrid orbital)理论的要点理论的要点 在形成多原子分子时，中心原子的外层

12、轨道可被混杂，组合成新的原子轨道，即所谓，轨道重新组合的过程叫。中心原子用杂化轨道与周围其他原子的轨道重叠形成共价键。 与未杂化轨道相比，杂化轨道在空间向外伸展得离核更远（见图2-12），成键时与其他原子的轨道重叠得更多。这样有利于分子系统的能量降低，这是轨道进行杂化的根源。 不同的原子轨道杂化后形成不同类型的杂化轨道。制作:张思敬等理学院化学系 17轨道成分变了轨道成分变了总之，杂化后的轨道总之，杂化后的轨道轨道的能量变了轨道的能量变了轨道的形状变了轨道的形状变了结果，当然是更有利于结果，当然是更有利于成键喽成键喽！变了变了制作:张思敬等理学院化学系 182) 杂化轨道的应用sp杂化杂化 这

13、些元素的特征电子构型为ns2，按照价键理论，它们不能形成共价键。杂化轨道理论认为，s轨道上的一个电子可以激发到p轨道上(所需的能量由成键后释放的能量补偿)，从而进行sp杂化形成2个等性sp杂化轨道。sp杂化轨道成键特征：杂化轨道成键特征：图2-12 sp杂化轨道 两个sp杂化轨道的夹角为180，分子空间构型为直直线型。线型。例如 BeCl2, HgCl2, HCCH等。 动画动画 制作:张思敬等理学院化学系 19命名下列配合物和配离子：命名下列配合物和配离子： （1）(NH4)3SbCl6; （2）Co(en)3Cl3 （3）Cr(H2O)4Br2Br2H2OSolutionExampleEx

14、ample 1 1(1) (1) 六氯合锑酸铵（六氯合锑酸铵（）(2) (2) 三氯化三（乙二胺）合钴（三氯化三（乙二胺）合钴（）(3) (3) 二水合溴化二溴二水合溴化二溴四水合铬（四水合铬（）制作:张思敬等理学院化学系 20本章小结本章小结2 2生命现象生命现象 生命是遗传信息通过生物个体进行传递的一个系统。生命的特征是通过膜与外界环境隔离，并自主地组织以自我复制和能量代谢为主的自身活动。生命系统的构成是以生命物质为基础的，自然环境中既有生命活动必需的物质，也有危害生命的物质。 1.1.重要概念：重要概念：糖类、蛋白质、酶 、核酸 、生物膜 、 生命元素 、氧自由基 、维生素 。制作:张思敬等理学院化学系 213.3.基因工程基因工程 基因工程是将生物基因通过载体送到另一种生物的活性细胞中，使之无性繁殖（称为克隆）并行使不断产生各种蛋白质的正常功能（称为表达），从而创造生物新种的遗传学技术。 基因工程的主要步骤是：首先获得目的基因，目的基因与载体经体外连接而重组后，将重组体基因导入受体细胞内进行扩增和筛选，最后实现克隆基因的大量表达。 基因工程产品为人类的健康生存开辟了无限广阔的前景。 制作:张思敬等理学院化学系 22