（上课）选修3-第二章-第二节-分子空间构型课件.pptx

1、CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70109.5 鲍林鲍林美国著名化学家，美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。奖。鲍林在探索化学键理论时，遇鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林说明碳原子四个键的等价性，鲍林在在1928一一1931年，提出了年，

2、提出了杂化轨杂化轨道的理论。道的理论。一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论在外界条件影响下，原子在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨内部能量相近的原子轨道道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化轨道。注意：注意：（1 1）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；（2 2）杂化轨道）杂化轨道只能形成只能形成键键，不能形成，不能形成键键（3 3）杂化的目的：原子在形成分子时，为了增强成键能力，）杂

3、化的目的：原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加；使分子的稳定性增加；一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论4个个 杂化轨道杂化轨道sp3 杂化杂化2s2p2s2p激发激发跃迁跃迁自旋方向相同自旋方向相同一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论 4 +H C CH41ssp3练习练习1 1：描述CH3Cl分子中C原子的杂化方式：杂化轨道的空间构型：分子的空间构型：杂化轨道空间构型与分子杂化轨道空间构型与分子的空间构型的空间构型不一定相同！不一定相同！一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论一个一个s s轨道和轨道和两两个个p p轨道杂化轨道杂化,产生三个等同产生三个等同的的spsp2 2杂化轨道杂化

4、轨道,spsp2 2杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角120120，呈呈平面三角形。平面三角形。2s2p激发激发2s2p杂化杂化三个三个spsp2 2杂化杂化轨道轨道 BF3sp2杂化轨道示意图杂化轨道示意图F原子的原子的2p轨道轨道杂化轨道为正三角形杂化轨道为正三角形分子空间构型正三角形分子空间构型正三角形一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论激发激发杂化杂化2s2p两个两个spsp1 1杂化轨道杂化轨道2s2p进行进行spsp杂化时，两个杂化轨道之间的夹角为杂化时，两个杂化轨道之间的夹角为180180。因此由因此由spsp杂化轨道构成的分子具有杂化轨道构成的分子具有直线形的构型直线形的构型。BeCl2

5、 BeClCl杂化轨道为直线形杂化轨道为直线形分子空间构型直线形分子空间构型直线形杂杂化类化类型型s sp px x参与杂化的原参与杂化的原子轨道子轨道杂化轨杂化轨道数道数杂化轨杂化轨道夹角道夹角杂化轨道杂化轨道空间构型空间构型举例举例种类种类数目数目spspnsnsnpnps sp p2 2nsnsnpnps sp p3 3nsnsnpnp小结：常见的小结：常见的s sp px x杂化类型杂化类型杂化轨道理论要点：1.同一原子中能量相近的原子轨道可以重 新组合，形成新的杂化轨道。2.杂化前后轨道数目不变，新形成的几个 杂化轨道能量相同。3.杂化轨道的形状发生了变化，更有利于有效地重叠，成键

6、能力更强。4.杂化轨道的伸展方向发生变 化，杂化轨道在空间力求最 大夹角（排斥力最小）。轨道形状发生变化！轨道空间伸展方向发生变化！轨道数目不变！轨道能量发生变化！【NH3分子的形成过程及空间构型】杂化3sp2ps2与3个H原子形成3个键不参与成键可以成键分析分析1：氮原子氮原子的杂化过程、各个杂化轨道中电子的数目及各个键的的杂化过程、各个杂化轨道中电子的数目及各个键的形成过程。形成过程。分析分析2：键角为键角为107.3而非而非109.5 的原因的原因 价层中的价层中的成键电子对与孤对电成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道，且相互排斥，子都要占有杂化轨道，且相互排斥，其中其中孤对电子孤对电子

7、 对对 成键电子成键电子的排斥能的排斥能力较强，故偏离力较强，故偏离109.5 ，变成为，变成为107.3。三角锥形，键角107.3 孤对电子孤对电子.斥力：斥力：孤对电子孤对电子-孤对电子孤对电子 孤对电子孤对电子-成键电成键电子子 成键电子成键电子-成键电子成键电子具体分析：具体分析：H2O分子的空间构型分子的空间构型二、价电子对互斥理论（二、价电子对互斥理论（VSEPR VSEPR法法）价层电子互斥理论：价层电子互斥理论：分子的立体构型是分子的立体构型是“价层电子对价层电子对”相互排斥的结果。相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对

8、=键键电子对电子对+中心原子上的孤电子对。中心原子上的孤电子对。a-a-中心原子的价电子数中心原子的价电子数 x-x-与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子数 b-b-与中心原子结合的原子最多能接受的电子与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为数，氢为1 1；其他原子；其他原子=(8-=(8-价电子数价电子数)。分子或分子或离子离子中心中心原子原子axb中心原子上的孤中心原子上的孤电子对电子对=0.50.5（a-xba-xb）价电子价电子对数对数杂化杂化类型类型价电子模型价电子模型立体构型立体构型CH4C441 04SP3正四面体正四面体正四面体正四面体NH4+N441 04SP3正四

9、面体正四面体正四面体正四面体CCl4NH3H2OSO2SO3CO2CO32-试描述乙烯分子（C2H4）碳原子的杂化过程，并推测乙烯分子的键角及共价键的类型 C2H2是直线形分子，分子中键角为180o。试用杂化轨道理论加以说明。1.碳原子的价电子排布应如何改变？2.形成什么类型的杂化轨道？3.乙炔分子中碳原子的成键方式及化学键类型？请用杂化轨道理论分析苯C6H6分子的成键情况。离域大键思考：思考：1、运用杂化轨道理论解释石墨和金刚石中、运用杂化轨道理论解释石墨和金刚石中C原原子的杂化方式。子的杂化方式。金刚石的结构图金刚石的结构图石墨的结构图石墨的结构图小结：含碳物质（有机物、石墨、金刚石等）中

10、碳原小结：含碳物质（有机物、石墨、金刚石等）中碳原子的杂化方式子的杂化方式三、等电子体原理三、等电子体原理CO分子和N2分子的某些性质分子 熔点/水中溶解度(室温)分子解离能(kJ/mol)分子的价电子总数CO-205.052.3 mL10N2沸点/-210.00-190.49-195.811.6 mL107594610 原子总数相同、化学通式相同、价电子总数相同的分子。等电子体的分子或离子具有相似的化学键特征、空间构型、物理性质。微粒微粒价电子总数价电子总数杂化类型杂化类型空间构型空间构型N2SO2SO3C6H6CO2NH3NH4+PO43-PO33-练习练习 原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互称为原子数相同，最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相似。（1 1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：分子中，互为等电子体的是：和和 。（2 2）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组）等电子原理又有发展，例如：由短周期元素组成的物质中，与成的物质中，与NONO2 2-互为等电子体的分子互为等电子体的分子有有 、。【拓展】分子的立体结构如何测定？