1、第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构（第二课时）（第二课时）2022年年12月月20日星期二日星期二中心原子中心原子分子分子类型类型中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数代表物代表物空间构型空间构型无孤对电子无孤对电子AB22CO2AB33CH2OAB44CH4有孤对电子有孤对电子AB22H2OAB33NH3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形二、价层电子对互斥模型二、价层电子对互斥模型(VSEPR(VSEPR模型模型)一、形形色色的分子一、形形色色的分子复 习 回 顾键长、键能相同，键角相同为键长、键能相同，键角相同为10928？2s 2px 2p
2、y 2pzC 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和轨道和3个个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到得到4个相同的个相同的sp3杂化轨道，夹角杂化轨道，夹角109 28，表示这，表示这4个轨个轨道是由道是由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道杂化形成的如下图所示：轨道杂化形成的如下图所示：三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介2s2pC的基态的基态2s2p激发态激发态正四面体形正四
3、面体形sp3 杂化态杂化态CHHHH10928激发激发sp3 杂化杂化 原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个轨道与三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。杂化轨道。sp2 杂化杂化 同一个原子的一个同一个原子的一个 ns 轨道与两个轨道与两个 np 轨道进行轨道进行杂化组合为杂化组合为 sp2 杂化轨道。杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是杂化轨道间的夹角是120，分子的几何构型为平面正三角形。，分子的几何构型为平面正三角形。2s2pB的基态的基态2p2s激发态激发
4、态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态BF3分子形成分子形成BFFF激发激发120碳的碳的sp2杂化轨道杂化轨道spsp2 2杂化：三个夹杂化：三个夹角为角为120120的平面的平面三角形杂化轨道三角形杂化轨道。同一原子中同一原子中 ns-np 杂化成新轨道杂化成新轨道：一个一个 s 轨道轨道和一个和一个 p 轨道杂化组合成两个新的轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。BeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化直线形直线形sp杂化态杂化态键合键合直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 sp 杂化杂化碳的碳的sp杂化轨道杂化轨道spsp
5、杂化：夹角为杂化：夹角为180180的直线形杂的直线形杂化轨道。化轨道。根据以下事实总结：如何判断一个化合物根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？的中心原子的杂化类型？CCsp3sp2spCCCC1、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个个叁键，则其中有叁键，则其中有2个个键，用去了键，用去了2个个p轨道，形成的轨道，形成的是是sp杂化；如果有杂化；如果有1个双键则其中有个双键则其中有1个个键，形成的键，形成的是是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。杂化。2、没有填充电子的空轨道、没有
6、填充电子的空轨道一般一般不参与杂化，不参与杂化，1对孤对孤对电子占据对电子占据1个杂化轨道。个杂化轨道。一般方法一般方法已知：杂化轨道只用于形成已知：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子键或者用来容纳孤对电子杂化轨道数杂化轨道数0+2=2sp直线形直线形0+3=3sp2平面三角形平面三角形0+4=4sp3正四面体形正四面体形1+2=3sp2V形形1+3=4sp3三角锥形三角锥形2+2=4sp3V形形代表物代表物杂化轨道数杂化轨道数 杂化轨道类型杂化轨道类型 分子结构分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数中心原子孤对电子
7、对数中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数1用用VSEPR模型对模型对HCN分子和分子和CH2O分子的立分子的立体结构进行预测。体结构进行预测。2写出写出HCN分子和分子和CH2O分子的中心原子的杂分子的中心原子的杂化类型。化类型。3分析分析HCN分子和分子和CH2O分子中的分子中的键。键。直线型直线型 平面三角型平面三角型sp杂化杂化 sp2杂化杂化2个个键键1个个键键1 配位键：共享电子对由一个原子单方面提供而跟配位键：共享电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共享的共价键叫做配位键。（是一类特另一个原子共享的共价键叫做配位键。（是一类特殊的共价键殊的共价键）如如NH4+的形成：NH3
8、H+=NH4+氨分子的电子式是氨分子的电子式是 ，氮原子上有，氮原子上有 对孤对电对孤对电子。当氨分子跟氢离子相作用时，氨分子中氮原子提子。当氨分子跟氢离子相作用时，氨分子中氮原子提供一对电子与氢原子共享，形成了配位键。配位键也供一对电子与氢原子共享，形成了配位键。配位键也可以用可以用AB来表示，其中来表示，其中A是提供孤对电子的原子，是提供孤对电子的原子，叫做给予体；叫做给予体；B是接受电子的原子，叫做接受体是接受电子的原子，叫做接受体。四、配合物理论简介四、配合物理论简介四、配合物理论简介四、配合物理论简介2 配位键形成的条件：配位键形成的条件：其中一个原子的价电子层有其中一个原子的价电子
9、层有孤对电子孤对电子，而另一个原子有可接受电子对的，而另一个原子有可接受电子对的空轨道空轨道。电子给予体电子给予体配体配体阴离子、分子阴离子、分子电子接受体电子接受体中心原子中心原子/离子离子金属阳离子金属阳离子/过渡金属原过渡金属原子子/高价态非金属元素高价态非金属元素注意：注意：配位共价键和正常共价键只是在形成过程上配位共价键和正常共价键只是在形成过程上存在不同，一旦形成之后两者是完全等价的。存在不同，一旦形成之后两者是完全等价的。配位物：配位物：通常把金属离子（或原子）与某些分子或通常把金属离子（或原子）与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，离子以配位键结合形成的化合物
10、称为配位化合物，简称配合物。简称配合物。H H2 2OCuOHOCuOH2 2H H2 2O OH H2 2O O2+2+常见的配合物：常见的配合物：Cu(HCu(H2 2O)O)4 4 2+2+四水合铜离子四水合铜离子天蓝色天蓝色H H3 3NCuNHNCuNH3 3NHNH3 3NHNH3 32+2+Cu(OH)Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3=Cu(NH=Cu(NH3 3)4 4 2+2+2OH+2OH-蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色溶液深蓝色溶液四氨合铜离子四氨合铜离子AgClAgCl+2NH+2NH3 3H H2 2O=Ag(NHO=Ag(NH3 3)2 2+Cl+Cl-+2H+2H
11、2 2O O白色沉淀白色沉淀无色溶液无色溶液二氨合银离子：二氨合银离子：HH3 3NAgNHNAgNH3 3+银氨溶液的配制银氨溶液的配制AgOH+2NHAgOH+2NH3 3H H2 2O=Ag(NHO=Ag(NH3 3)2 2+OH+OH-+2H+2H2 2O OAgAg+NH+NH3 3H H2 2O=AgOHO=AgOH+NH+NH4 4+白色沉淀白色沉淀二氨合银离子二氨合银离子FeFe3+3+SCN+SCN-=Fe(SCN=Fe(SCN)2+2+黄色黄色血红色血红色FeFe3+3+nSCN+nSCN-=Fe(SCN)n=Fe(SCN)n 3-n 3-n (n=1-6)(n=1-6)冰
12、晶石冰晶石(六氟合铝酸钠六氟合铝酸钠)：NaNa3 3AlFAlF6 6 FeFe3+3+的检验的检验例例1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()ACO2与与SO2 BCH4与与NH3 CBeCl2与与BF3 DC2H2与与C2H4B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，CO2为直线形结构为直线形结构D例例3：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，
13、并预测分子：指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。的几何构型。(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4)C12O利用杂化轨道理论，探究以下分子的空间构型。利用杂化轨道理论，探究以下分子的空间构型。化学式化学式中心原子中心原子结合的原结合的原子数子数中心原子中心原子含有孤对含有孤对电子对数电子对数杂化轨道杂化轨道空间构型空间构型类型类型数目数目轨道轨道分子分子C2H2HCNC2H4BF3CH2ONH4+NH3H2OV形形2 22 23 33 33 30 00 00 00 00 0SPSP2 2SPSP2 23 3正三角正三角形形直线直线型型直线型直线型正三角形正三角形平面四边形平面四边形4 43 32 20 01 12 2SPSP3 34 4正正四四面面体体正四面体正四面体三角锥型三角锥型中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数+孤对电子对数孤对电子对数=杂化轨道数杂化轨道数三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介
