1、2022-5-311第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第第1 1课时课时高中化学选修高中化学选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2022-5-312复复 习习 回回 顾顾共价键共价键键键键键键参数键参数键能键能键长键长键角键角衡量化学键稳定性衡量化学键稳定性描述分子的立体描述分子的立体结构的重要因素结构的重要因素成键方式成键方式 “头碰头头碰头”，呈轴对称，呈轴对称成键方式成键方式 “肩并肩肩并肩”，呈镜像对称，呈镜像对称形形色色的分子形形色色的分子2022-5-313所谓所谓“分子的立体结构分子的立体结构”指指多原子多原子构成构成的共价分
2、子中的原子的空间关系问题。的共价分子中的原子的空间关系问题。在在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。立体结构问题。O2HCl形形色色的分子形形色色的分子2022-5-314一、形形色色的分子一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）、双原子分子（直线型）2 2、三原子分子立体结构（有直线形和、三原子分子立体结构（有直线形和V V形）形）直线形直线形180180V V形形105105形形色色的分子形形色色的分子2022-5-315、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四
3、面体）三角锥形、正四面体）C2H2CH2OCOCl2NH3P4平面三角形平面三角形 120120三角锥形三角锥形 107107正四面正四面 6060直线形直线形 180180形形色色的分子形形色色的分子2022-5-316、五原子分子立体结构、五原子分子立体结构最常见的是正四面体最常见的是正四面体CH4正四面体正四面体形形色色的分子形形色色的分子2022-5-317CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5 5、其它：、其它：形形色色的分子形形色色的分子2022-5-318C60C20C40C70资料卡片：资料卡片：形形色色的分子形形色色的分子形形色色的分子形形色色的分子202
4、2-5-319形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3110形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3111形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3112形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3113 肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢形状的呢? ?早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就
5、是其中的一种。种。 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构所谓分子立体结构其实只是其实只是分子中的原子处于平衡位置分子中的原子处于平衡位置时的模型时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信
6、息，可分析出分子的立体结构。出分子的立体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3114测分子体结构：测分子体结构：红外光谱仪红外光谱仪吸收峰吸收峰分析分析。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3115 同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结构却不分子的空间结构却不同，什么原因？同，什么原因？ 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空分子的的空间结构也不同，什么原因？间结构也不同，什么原因？
7、形形色色的分子形形色色的分子2022-5-3116二、价层电子对互斥（二、价层电子对互斥（VSEPRVSEPR）理论）理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ） 共价分子中，中心原子周围电子对排布的几共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何何构型构型主要主要取决于中心原子取决于中心原子的的价层电子对的价层电子对的数数目。目。价层电子对价层电子对各自占据的位置倾向于彼各自占据的位置倾向于彼此分此分离得尽可能离得尽可能的远，此时电子对之间的的远，此时电子对之间的斥斥力最小力最小，整个，整个分子最稳定分子最稳定。 1 1、理论要点、理论要点 价层电子对包
8、括价层电子对包括成键的成键的电子对电子对和和孤电子对孤电子对不包括不包括成键的成键的电子对电子对 ！ 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-31172 2、价层电子对数计算、价层电子对数计算 确定中心原子价层电子对数目确定中心原子价层电子对数目 价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待 价层电价层电子对数子对数 (中心原子价电子数结合原子数中心原子价电子数结合原子数)/2 配位原子数孤电子对数配位原子数孤电子对数 键电子对数孤电子对数键电子对数孤电子对数 O、S为结合原子时，按为结合原子时，按“0 ”计算计算 N为结合原子时，按为结合原子时，
9、按“- 1 ”计算计算 离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带电荷数，阳离子减去所带电荷数电荷数，阳离子减去所带电荷数 孤电子对数价层电子对数孤电子对数价层电子对数 结合原子数结合原子数价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3118化学式化学式 价层电子对数价层电子对数 结合的原子数结合的原子数孤对电子对数孤对电子对数HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO420 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 0 4 2 34 3 4 4 4 4 4 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-311
10、9化学式化学式 价层电子对数价层电子对数 结合的原子数结合的原子数孤对电子对数孤对电子对数H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl3CH42 0 1 0 1 0 0 1 2 3 3 2 4 6 5 3 0 4 4 34 2 5 6 5 4 4 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3120确定价层电子对构型确定价层电子对构型 价层电子对价层电子对数目数目2 23 34 45 56 6价层电子对价层电子对构型构型直线直线平面平面三角型三角型正四面正四面体体三角三角双锥双锥正八正八面体面体注意：孤对电子的存在会改变键合电子对注意：孤对电子的存在会改变键合电子对 的分布方向，从
11、而改变化合物的键角的分布方向，从而改变化合物的键角电子间斥力大小：电子间斥力大小： 孤对间孤对与键合间键合间孤对间孤对与键合间键合间价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-31213 3、确定分子构型、确定分子构型 在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对由真实原子形成的构型由真实原子形成的构型 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3122电子对数电子对数目目电子对的空电子对的空间构型间构型成键电子成键电子对数对数孤电子孤电子对对 数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实 例例2直直 线线20直直 线形线形
12、BeCl2CO23三角三角型型30三角三角形形BF3SO321V形形SnBr2PbCl2ABn 型分子的型分子的VSEPRVSEPR模型模型和立体结构和立体结构价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3123电子对数电子对数目目电子对的空电子对的空间构型间构型成键电子成键电子对数对数孤电子孤电子对对 数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实 例例4四面体四面体40四面体四面体CH4CCl4NH4SO4231三角锥三角锥NH3PCl3SO32H3O+22V型型H2O价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3124电子对数电子对数目目电子对的空电子对
13、的空间构型间构型成键电子成键电子对数对数孤电子孤电子对对 数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实 例例5三角三角双锥双锥50三角双锥三角双锥PCl541变形变形四面体四面体SF432T型型BrF323直线直线型型XeF2价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3125微粒微粒结构式结构式VESPRVESPR模型模型分子或离子构型分子或离子构型HCNHCNNHNH4 4H H3 3O O SOSO2 2BFBF3 3BFFFSOOOHHHNHHHHCNH价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3126应用反馈应用反馈:化学式化学式 中心原子中心原
14、子 孤对电子数孤对电子数中心原子结合的原中心原子结合的原子数子数空间构型空间构型HCNHCNSOSO2 2NHNH2 2BFBF3 3H H3 3O O+ +SiClSiCl4 4CHClCHCl3 3NHNH4 4+ +0120100022233444直线形直线形 V 形形V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-31271、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是 ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl42、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是、下列分子
15、立体结构其中属于直线型分子的是 AH2O BCO2 CC2H2 DP43、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的 AH3O + BCO32 CPCl5 DSF6 B BC D 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论2022-5-3128第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第第2 2课时课时2022-5-3129活动：请根据价层电子对互斥理论分活动：请根据价层电子对互斥理论分析析CHCH4 4的立体构型的立体构型1.1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结
16、合形成碳原子与氢原子结合形成CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2 ？C原子轨道排布原子轨道排布图图1s22s22p2H原子轨道排布图原子轨道排布图1s1杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3130按照我们已经学过的价键理论，甲烷的按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个个C H单键单键都应该是都应该是键，然而，碳原子的键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3个相互垂直的个相互垂直的2p 轨道和轨道和1个球形的个球形的2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4个氢原子的个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子的甲烷分子CC
17、为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3131激发s2p2p2s2杂化3spsp3C：2s22p2 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合成并重新组合成4个个能量与形状完全相同的轨道。能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称我们把这种轨道称之为之为 spsp3 3杂化轨道杂化轨道。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3132为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型个杂化轨道
18、的伸展方向成什么立体构型?杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3133 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的相同的S-SP3键，从而构成一个正四面体构型的分子。键，从而构成一个正四面体构型的分子。 10928杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3134 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全轨道相互重叠后，就形成了四
19、个性质、能量和键角都完全相同的相同的S-SP3键，从而构成一个正四面体构型的分子。键，从而构成一个正四面体构型的分子。 10928杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3135三、杂化理论简介三、杂化理论简介1.1.概念：概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干在形成分子时，在外界条件影响下若干不同不同类型能量相近的原子轨道类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。就称为杂化轨道。2.2.要点：要点：（1 1）参与参加杂化的各原子轨道）参与参加杂化的各
20、原子轨道能量要相近能量要相近（同一（同一能级组或相近能级组的轨道）；能级组或相近能级组的轨道）；（2 2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目目等于等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3136杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3137（3 3）杂化前后原子轨道为使相互间）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小排斥力最小，故，故在空间取最大夹角分布，不
21、同的杂化轨道伸展方向在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；不同；杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3138sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180每个每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为轨道的成分两个轨道间的夹角为180，呈，呈直线型直线型 sp 杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与1个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成2个个sp杂化轨道。杂化轨道。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3139180ClC
22、lBe例如：例如： Sp 杂化杂化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：原子：1s22s2 没有单个电子，没有单个电子，激发s2p2p2s2spsp杂化杂化ClClsppxpx杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3140sp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120 每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为轨道的成分，每两个轨道间的夹角为120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与2个个p 轨道
23、进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成3个个sp2 杂化轨道。杂化轨道。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3141120FFFB例如：例如： Sp2 杂化杂化 BF3分子的形成分子的形成B B： 1s1s2 22s2s2 22p2p1 1没有没有3 3个成单电子个成单电子激发s2p2p2s2sp2sp2杂化杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3142sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与3个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。 每个每个sp3杂
24、化轨道的形状也为一头大，一头小，含杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分，每两个轨道间的轨道的成分，每两个轨道间的夹角为夹角为109.5，空间构型为空间构型为正四面体型正四面体型杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3143例如：例如： Sp3 杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成激发s2p2p2s2杂化3spsp3C：2s22p2杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3144其它杂化方式其它杂化方式 dsp2杂化、杂化、sp3d杂化、杂化、sp3d2杂化、杂化、d2sp3杂化、杂化、 sp3d2杂化杂化例如：例如：sp3d2
25、杂化：杂化：SF6构型：四棱双锥构型：四棱双锥 正八面体正八面体 此类杂化一般是金属作为中心原子此类杂化一般是金属作为中心原子用于形成配位化合物用于形成配位化合物 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3145三、杂化理论简介三、杂化理论简介3.3.杂化轨道分类：杂化轨道分类：激发s2p2p2s2杂化3spsp3CH4原子原子轨道杂化轨道杂化等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。 杂化轨道杂化轨道 每个轨道的成分每个轨道的成分 轨道间夹角轨道间夹角( 键角键角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3
26、 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-31463.3.杂化轨道分类：杂化轨道分类：三、杂化理论简介三、杂化理论简介H2O原子原子轨道杂化轨道杂化 O原子：原子：2s22p4 有有2个单个单电子，可形成电子，可形成2个共价键，键个共价键，键角应当是角应当是90，Why? 2s2p2 对孤对电子对孤对电子杂化杂化不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3147排斥力排斥力：孤
27、电子对：孤电子对- -孤电子对孤电子对 孤电子对孤电子对- -成键电子对成键电子对 成键电子对成键电子对- -成键电子对成键电子对杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3148三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断： 因为杂化轨道只能用于形成因为杂化轨道只能用于形成键或用来键或用来容纳孤电子对，故有容纳孤电子对，故有 杂化类型的判断方法：先确定分子或离子杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。心原子的杂化轨道类型。=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子
28、孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数杂化轨道数=中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3149三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断：A A的价电子对数的价电子对数2 23 34 4A A的杂化轨道数的杂化轨道数杂化类型杂化类型A A的价电子空间构型的价电子空间构型A A的杂化轨道空间构型的杂化轨道空间构型ABmABm型分子或离子空间构型型分子或离子空间构型对于对于ABmABm型分子或离子，其中心原子型分子或离子，其中心原子A A的杂化轨道的杂化轨道数恰好与数恰好与A A的价电子对数相等。的价电子对数相等。234
29、spsp2sp3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体直线形直线形平面三角平面三角形或形或V形形正四面体三角正四面体三角锥形或锥形或V形形杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3150例例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质物质价电价电子对子对数数中心原中心原子杂化子杂化轨道类型轨道类型杂化轨道杂化轨道/电子对空电子对空间构型间构型轨道轨道夹角夹角分子空分子空间构型间构型键角键角气态气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344
30、444spspspspspsp2 2spsp3 3直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形正四正四面体面体180180120109.5直线形直线形直线形直线形平面三平面三角形角形正四正四面体面体V形形三角三角锥形锥形180180120109.5109.5104.5107.3107.3课堂练习课堂练习杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3151例例2、对、对SO2与与CO2说法正确的是（说法正确的是（ ） A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原子和原子和C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构，
31、 CO2为直线形结构为直线形结构D杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3152试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况的成键情况杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3153 C C原子在形成乙烯分子时，碳原子的原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s2s轨道与轨道与2 2个个2p2p轨轨道发生杂化，形成道发生杂化，形成3 3个个spsp2 2杂化轨道，伸向平面正三角形杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个的三个顶点。每个C C原子的原子的2 2个个spsp2 2杂化轨道分别与杂化轨道分别与2 2个个H H原原子的子的1s1s轨道形成轨道形
32、成2 2个相同的个相同的键，各自剩余的键，各自剩余的1 1个个spsp2 2杂化杂化轨道相互形成一个轨道相互形成一个键，各自没有杂化的键，各自没有杂化的l l个个2p2p轨道则垂轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。键。所以，在乙烯分子中双键由一个所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键和一个键构成。键构成。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3154 C C原子在形成乙炔分子时发生原子在形成乙炔分子时发生spsp杂化，两个杂化，两个碳原子以碳原子以spsp杂化轨道与氢原子的杂化轨道与氢原子的1s1s轨道结合形成轨道结合形成键。
33、各自剩余的键。各自剩余的1 1个个spsp杂化轨道相互形成杂化轨道相互形成1 1个个键，两个碳原子的未杂化键，两个碳原子的未杂化2p2p轨道分别在轨道分别在Y Y轴和轴和Z Z轴轴方向重叠形成方向重叠形成键。所以乙炔分子中碳原子间以键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。叁键相结合。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3155大 键 C6H6 spsp2 2杂化杂化杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2022-5-3156第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第第3 3课时课时2022-5-3157CuSO45H2O配合物理论简介配合物理论简
34、介2022-5-3158Cu(H2O)42+SO42 天蓝色天蓝色 天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色 无色无色 无色无色 无色无色Na+Cl-K +Br -K +实验探究实验探究2211固体固体溶液溶液颜色颜色无色离子：无色离子：CuSO4CuCl22H2O CuBr2NaClK2SO4KBr向盛有固体样品的试管中，分别加向盛有固体样品的试管中，分别加1/31/3试管试管水溶解固体，观察实验现象并填写下表水溶解固体，观察实验现象并填写下表什么离子什么离子呈天蓝色：呈天蓝色：白色白色白色白色白色白色 白色白色绿色绿色深褐色深褐色思考与思考与交流交流1 1为什么为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝晶体是蓝色
35、而无水色而无水CuSO4 是白色？是白色？配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3159思考与思考与交流交流2 2CuCu2+2+与与H H2 2O O是如何结合的呢？是如何结合的呢？ 1 1、在强酸溶液电离的过程中，、在强酸溶液电离的过程中， H H2 2O O能与能与H H+ +结结合形成合形成H H3 3O O+ +，请用电子式表示请用电子式表示H H与与O O形成形成H H2 2O O的的过程，比较过程，比较H H2 2O O和和H H3 3O O+ +的电子式，讨论的电子式，讨论H H2 2O O与与H H+ +是如何形成是如何形成H H3 3O O+ +？OH2XOXHHXHO
36、XHHX+配合物理论简介配合物理论简介2022-5-31601 1、配位键、配位键（1 1）定义）定义（2 2）配位键的形成条件）配位键的形成条件（3 3）配位键的表示方法）配位键的表示方法一方提供一方提供孤电子对孤电子对一方提供一方提供空轨道空轨道A AB B提供孤电子对提供孤电子对的原子与的原子与接受孤电接受孤电子对的原子子对的原子之间形成的共价键，之间形成的共价键，（4 4）配位键的键参数）配位键的键参数同其他同其他相同原子相同原子形成的形成的共价键键参数共价键键参数完全相同完全相同HOHH即即“电子对给予电子对给予接受键接受键”配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3161思考与思
37、考与交流交流2 2Cu2+H+提供提供空轨道接空轨道接受孤对电子受孤对电子H2O提供提供孤电子对孤电子对H2OHOHHCu Cu H H2 2O OH H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+2 2、请根据、请根据H H3 3O O+ +的形成提出的形成提出Cu(H2O)42+中中 Cu2+与与H2O结合方结合方式的设想，并将你的想法与同学交流。式的设想，并将你的想法与同学交流。配合物理论简介配合物理论简介2022-5-31622 2、配合物、配合物(2)(2) 配合物的组成配合物的组成Cu(HCu(H2 2O)O)4 4SOSO4 4内界内界外界外界中心中心离子离子配配体体配配位位
38、数数(1) (1) 定义定义通常把通常把接受孤电子对接受孤电子对的金属离子的金属离子（或原子）与某些（或原子）与某些提供孤电子对提供孤电子对的的分子或离子以配位键结合形成的化分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物合物称为配位化合物，简称配合物( (配离子配离子) )读作：硫酸四水合铜读作：硫酸四水合铜配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3163天蓝色天蓝色溶液溶液蓝色蓝色沉淀沉淀深蓝色深蓝色溶液溶液除水外，是否有其他电子给予体？除水外，是否有其他电子给予体？实验探究实验探究222 2 （取实验（取实验2-12-1所得硫酸铜溶所得硫酸铜溶液液1/31/3实验实验）根据
39、现象分析溶液成分的变化根据现象分析溶液成分的变化并说并说明你的推断依据，写出相关的离子方程式明你的推断依据，写出相关的离子方程式深蓝色深蓝色晶体晶体思考与思考与交流交流3 3+乙醇乙醇静置静置配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3164天蓝色天蓝色溶液溶液蓝色蓝色沉淀沉淀深蓝色深蓝色溶液溶液Cu(OH)Cu(OH)2 2H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+Cu Cu H H3 3N N2+NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3深蓝色深蓝色晶体晶体Cu(NH3) 4 SO4H2O+乙醇乙醇静置静置配合物理论简介配合物理论简介2022-5-
40、3165Fe3+3SCN- = Fe(SCN）3 血红色血红色 配位数可为配位数可为1 16 6Fe3+是如何检验的？是如何检验的？思思考考能形成配合物的离子不能大量共存配合物理论简介配合物理论简介2022-5-31662、有、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3Cl CO可以作可以作为为中心离子的是中心离子的是可以作可以作为为配体的是配体的是Fe2+Cu2+Zn2+ H2O NH3CN COAg+CN Cl CH4CO2微粒微粒常见的配位体常见的配位体常见的中心离子常见的中心离子过渡金属原子或离子过渡金属原子或离子X-CO CN H2O NH3SCN-配位数配位数一般中心离
41、子所结合的配体个数一般中心离子所结合的配体个数配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3167实验探究实验探究2244向实验向实验2222深蓝色溶液中滴加硫酸，观察深蓝色溶液中滴加硫酸，观察实验现象，由此现象变化说明了什么实验现象，由此现象变化说明了什么天蓝色天蓝色溶液溶液+ +硫酸硫酸H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+CuCu2+2+ OHOH2 2CuCu2+2+ NHNH3 3H H+ + NHNH3 3配位键的稳定性配位键的稳定性H HN N H HH HH H+深蓝色深蓝色溶液溶液Cu Cu H H3 3N N2+NHNH3 3NH
42、NH3 3NHNH3 3H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+天蓝色天蓝色溶液溶液配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3168配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属易形成配合物易形成配合物（3 3） 配合物的性质配合物的性质配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3169叶绿素结构示意图叶绿素结构示意图配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3170NNNNFeCH3CH3H3CC OHOCOOHH3C血红素血红素(Fe2+
43、)结构示意图结构示意图配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3171OCNH3CH2Pt2+第二代铂类抗癌药（碳铂）第二代铂类抗癌药（碳铂）配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3172MoFeS固氮酶中固氮酶中FeMo中心结构示意图中心结构示意图配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3173（4 4） 配合物的应用配合物的应用a a 在生命体中的应用在生命体中的应用 b b 在医药中的应用在医药中的应用c c 配合物与生物固氮配合物与生物固氮 d d 在生产生活中的应用在生产生活中的应用王水溶金王水溶金叶绿素叶绿素血红蛋白血红蛋白抗癌药物抗癌药物酶酶维生素维生素B B1212钴配
44、合物钴配合物含锌的配合物含锌的配合物含锌酶有含锌酶有8080多种多种固氮酶固氮酶照相技术的定影照相技术的定影电解氧化铝的助熔剂电解氧化铝的助熔剂NaNa3 3AlFAlF6 6 热水瓶胆镀银热水瓶胆镀银HAuCl4配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3174（5 5）配合物的命名）配合物的命名（1 1）配离子（从左向右，配位数配离子（从左向右，配位数配体配体合合中心原子或中心离子中心原子或中心离子化合物）化合物）（2 2）配合物）配合物类似于酸、碱、盐类似于酸、碱、盐六氰合铁（六氰合铁（）酸钾）酸钾氢氧化二氨合银（氢氧化二氨合银（）三氯一氨合铂（三氯一氨合铂（）酸钾）酸钾硫酸四氨合铜（硫
45、酸四氨合铜（）Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 SOSO4 4K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 Ag(NHAg(NH3 3) )2 2OH OH KPt(NHKPt(NH3 3)Cl)Cl3 3 练习：练习：配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3175巩固练习巩固练习气态氯化铝（气态氯化铝（AlAl2 2ClCl6 6）是具有配位键的化合物，是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将下列分子中原子间成键关系如图所示，请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。1AlAlClClClClClClClClAlAlClClC
46、lCl配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3176巩固练习巩固练习向下列配合物的水溶液中加入向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶溶液，不能生成液，不能生成AgCl沉淀的是（沉淀的是（ ）A. Co(NH3) 4Cl2 ClB. Co(NH3) 3Cl3 C. Co(NH3) 6 Cl3D. Co(NH3) 5Cl Cl22、B配合物理论简介配合物理论简介2022-5-31773、人体内血红蛋白是、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物，卟林配合物， Fe2+与与O2结合形成配合物，而结合形成配合物，而CO与血红蛋与血红蛋白中的白中的Fe2+也能生成配合物，根据生活常也能生成配合物，根据生活
47、常识，比较说明其配合物的稳定性。若发生识，比较说明其配合物的稳定性。若发生CO使人中毒事故，首先该如何处理？还有使人中毒事故，首先该如何处理？还有哪种氧化物也可与血红蛋白中的哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合？结合？血红蛋白血红蛋白COCO形成的配合物更稳定形成的配合物更稳定发生发生COCO中毒事故，应首先将病人移至通风处，中毒事故，应首先将病人移至通风处，必要时送医院抢救。必要时送医院抢救。NONO中毒原理同中毒原理同COCO巩固练习巩固练习配合物理论简介配合物理论简介2022-5-3178小结小结1 1、配位键、配位键定义定义配位键的形成条件配位键的形成条件一方一方提供孤电子对提供孤电子对一方一方提供空轨道提供空轨道“电子对给予电子对给予接受键接受键”2 2、配合物、配合物配合物的组成配合物的组成定义定义 配合物的应用配合物的应用 配合物的性质配合物的性质配合物理论简介配合物理论简介
