1、第二章 分子的结构与性质第二节 分子的立体结构一、形形色色的分子一、形形色色的分子 1 1、三原子分子的空间结构、三原子分子的空间结构 2 2、四原子分子的空间结构、四原子分子的空间结构 3 3、五原子分子的空间结构、五原子分子的空间结构 直线型直线型：V V型：型：CO2、HCNH2O、SO2平面三角平面三角型型：三角锥三角锥型型：SO3、HCHONH3四面体：四面体：CCl4、CH4其它其它等等 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共价分子
2、中，中心原子周围电子对排布的几何几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价层电子对的数对的数目。目。价层电子对价层电子对各自占据的位置倾各自占据的位置倾向于彼此分向于彼此分离得尽可能离得尽可能的远，此时电子对的远，此时电子对之间的之间的斥力最小斥力最小，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！2 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
3、，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，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化学式化学式 价层电价层电子对数子对数 结合的结合的原子数原子数孤对电孤对电子对数子对数HCNSO
4、2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0 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 化学式化学式 价层电价层电子对数子对数 结合的结合的原子数原子数孤对电孤对电子对数子对数H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl32 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 确定价层电子对构型确定价层电子对构型 价层电价层电子对数子对数目目23456价层电价层电子对构子对构型型直直线线平面平面三角三角型型正四正四面体面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
5、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3 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 电子电子对数对数目目电子对电子对的空间的空间构型构型成键成键电子电子对数对数孤电孤电子子对对 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空间构型型实实 例例2直直 线线20直直 线线BeCl2CO23三角三角型型30三角三角型型BF3
6、SO321V型型SnBr2PbCl2电子对电子对数目数目电子对电子对的空间的空间构型构型成键成键电子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空间构型型实实 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电子对电子对数目数目电子对电子对的空间的空间构型构型成键成键电子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50三角双三角双锥锥PCl541变形变形四面体四面体SF432T型型BrF323直线直线型
7、型XeF2微粒微粒结构式结构式VESPR模模型型分子或离子构型分子或离子构型HCNNH4H3O SO2BF3BFFFSOOOHHHNHHHHCNH1.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 本节重点：本节重点：会利用会利用VSEPR理论得出理论得出孤电子对数
8、孤电子对数价层电子对构型价层电子对构型分子构型分子构型 三、杂化轨道理论三、杂化轨道理论 1 1、理论要点、理论要点 同一原子中能量相近的同一原子中能量相近的不同不同种种原子轨道原子轨道 在成键过程中在成键过程中重新组合重新组合，形成一系列能量相等，形成一系列能量相等的新轨道的过程的新轨道的过程叫杂化叫杂化。形成的。形成的新轨道新轨道叫叫杂化杂化轨道轨道,用于形成用于形成键或容纳孤对电子键或容纳孤对电子 杂化轨道数目等于各参与杂化的原子轨道杂化轨道数目等于各参与杂化的原子轨道 数目之和数目之和 杂化轨道成键能力强，有利于成键杂化轨道成键能力强，有利于成键 杂化杂化轨道成键轨道成键时，时，满足满
9、足化学键化学键间间最小排斥最小排斥原理原理，不同不同的的杂化杂化方式，方式，键角键角大小大小不同不同 杂化轨道又杂化轨道又分为等性分为等性和和不等性杂化不等性杂化两种两种 2 2、杂化类型、杂化类型 sp3杂化杂化 基态基态 激发激发 2s2pC杂化杂化 激发态激发态 sp3C杂化2s2p以以C原子为例原子为例1个个s轨道和轨道和3个个p轨道杂化形成轨道杂化形成4个个sp3杂化轨道杂化轨道 构型构型 10928 正四面体型正四面体型 4个个sp3杂化轨可形成杂化轨可形成4个个键键价层电子对数为价层电子对数为4的中心原子的中心原子采用采用sp3杂化方式杂化方式 sp2杂化杂化 基态基态 激发激发
10、 2s2pC杂化杂化 激发态激发态 2s2p以以C原子为例原子为例1个个s轨道和轨道和2个个p轨道杂化形成轨道杂化形成3个个sp2杂化轨道杂化轨道 构型构型 120 正三角型正三角型 sp22pC杂化剩下剩下的一个未参与杂化的一个未参与杂化的的p轨道用于轨道用于形成形成键键+-+-+-3个个sp2杂化轨道可形成杂化轨道可形成3个个键键 价层电子对数为价层电子对数为3的中心原子的中心原子采用采用sp2杂化方式杂化方式 sp杂化杂化 基态基态 激发激发 2s2pC杂化杂化 激发态激发态 2s2p以以C原子为例原子为例1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化形成轨道杂化形成2个个sp杂化轨道杂化轨道 构
11、型构型 180 直线型直线型 sp2pC杂化剩下剩下的两个未参与杂化的的两个未参与杂化的p轨道轨道用于用于形成形成键键+-2个个sp杂化轨道可形成杂化轨道可形成2个个键键 价层电子对数为价层电子对数为2的中心原子采的中心原子采用用sp杂化方式杂化方式 除除C原子外，原子外，N、O原子均有以上杂化原子均有以上杂化当发生当发生sp2杂化时，孤对电子优先参与杂化杂化时，孤对电子优先参与杂化单电子所在轨道优先不杂化，以利于形成单电子所在轨道优先不杂化，以利于形成键键 N、O原子杂化时，因为有孤对电子的存在原子杂化时，因为有孤对电子的存在称为不等性杂化称为不等性杂化 其它杂化方式其它杂化方式 dsp2杂
12、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 杂杂化化类类型型spsp2sp3dsp2sp3dsp3d2d2sp3杂杂化化轨轨道道234456轨轨道道夹夹角角18012010928180/9090/120/180 90/180空空间间构构型型直线直线型型平面三平面三角型角型正四面体正四面体平面正方平面正方形形三角双锥三角双锥正八面体正八面体四、配合物理论简介四、配合
13、物理论简介 1 1、配位键、配位键 定义：定义：共用电子对由共用电子对由一个原子单方向一个原子单方向 提供提供给另一个原子共用所形成给另一个原子共用所形成|的的共价键共价键称配位键。称配位键。表示方法表示方法 形成条件形成条件 AB HN HH H 一个原子有一个原子有孤对电子孤对电子，另一个原子有，另一个原子有空轨道空轨道。2 2、配位化合物、配位化合物 配合物的形成配合物的形成 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)2H2OCu H2OH2OOH22+深蓝色深蓝色晶体晶体Cu(NH3)4 SO4H2O加乙醇加乙醇并静置并静置 NH3Cu H3NH3NNH32+
14、CuSO4溶液溶液 滴加氨水滴加氨水 继续滴继续滴加氨水加氨水 Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色溶液深蓝色溶液Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4+蓝色溶液蓝色溶液蓝色沉淀蓝色沉淀H2OCu H2OH2OOH22+NH3Cu H3NH3NNH32+1Cu与与4O形成的结构形成的结构为平面正方形为平面正方形 1Cu与与4N形成的结构形成的结构为平面正方形为平面正方形 配合物的组成配合物的组成 Ag(NH3)2 OH内界内界外界外界配离子配离子Ag(NH3)2+Ag+中心离子中心离子 （有时可能（有时可能是中心原子）是中心原子）NH3配体配体 配位数：配位原子的个数配位数：配位原子的个数 其中其中N为配位原子为配位原子 常见配位原子：常见配位原子：N、O、F、Cl、C、S 常见配合物常见配合物 Fe3+3SCN=Fe(SCN)3黄色黄色血红色血红色Fe3+nSCN=Fe(SCN)n 3-n (n=1-6)Fe3+的检验的检验 血红色血红色银氨溶液的配制银氨溶液的配制 AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH+2H2O Ag+NH3H2O=AgOH+NH4+白色沉淀白色沉淀 二氨合银离子二氨合银离子无色无色 冰晶石冰晶石 冰晶石冰晶石(六氟合铝酸钠六氟合铝酸钠)：Na3AlF6
