1、1 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 2 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 3 所谓“分子的立体结构”所谓“分子的立体结构”指指多原子多原子构成构成 的共价分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
2、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。 O2 HCl 形形色色的分子形形色色的分子 4 一、形形色色的分子一、形形色色的分子 O2 HCl H2O CO2 1、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三原子分子立体结构（有直线形和有直线形和V V形形） 直线形直线形 180180 V V形形 105105 形形色色的分子形形色色的分子 5 、四原子分子立体结构四原子分子立体结构（直线形直线形、平面三角形平面三角形、 三角锥形三角锥形、正四面体正四面体） C2H2 CH2O COCl2 NH3 P4 平面三角形平面三角形 1
3、20120 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 6 、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 7 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C8H8 CH3OH 5 5、其它：其它： 形形色色的分子形形色色的分子 8 C60 C20 C40 C70 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 9 形形色色的分子形形色色的分子 10 形形色色的分子形形色色的分子 11 形形色色的分子形形色
4、色的分子 12 形形色色的分子形形色色的分子 13 肉眼不能看到分子肉眼不能看到分子，那么那么，科学家是怎样知道分子的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统总结得出规律后进行推测，如今如今，科学家已经创造了许科学家已经创造了许 许多多测定分子结构的现代仪器许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一红外光谱就是其中的一 种种。 分子中的原子不是固定不动的分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着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
5、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当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的分子会吸收跟它的 某些化学键的振动频率相同的红外线某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈再记录到图谱上呈 现吸收峰现吸收峰。通过计算机模拟通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一可以得知各吸收峰是由哪一 个化学键个化学键、哪种振动方式引起的哪种振动方式引起的，综合这些信息综合这些信息，可分析可分析 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 14 测分子体结构：测分子
6、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 15 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？ 形形色色的分子形形色色的分子 16 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 ）
7、 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 17 2 2、价层电子对数计算、价层电子对数计算 确定中
8、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，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
9、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 18 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 HCN SO2 NH2 BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42 0 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 0 4 2 3 4 3 4 4 4 4 4 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 19 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 H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4 2 0 1 0 1 0 0 1
10、 2 3 3 2 4 6 5 3 0 4 4 3 4 2 5 6 5 4 4 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 20 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 2 3 3 4 4 5 5 6 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
11、价层电子对互斥理论 21 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 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 22 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 2 0 直直 线形线形 BeCl2 CO2 3 三角型三角型 3 0 三角形三角形 BF3 SO3 2 1 V形形 SnBr2 PbCl2 ABn 型分子的型分子的
12、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 23 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 4 0 四面体四面体 CH4 CCl4 NH4 SO42 3 1 三角锥三角锥 NH3 PCl3 SO32 H3O+ 2 2 V型型 H2O 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 24 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
13、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 5 0 三角双锥三角双锥 PCl5 4 1 变形变形 四面体四面体 SF4 3 2 T型型 BrF3 2 3 直线型直线型 XeF2 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 25 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 HCNHCN NHNH4 4 H H3 3O O SOSO2 2 BFBF3 3 B FF F SOO O HH H NH H H H CNH 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 26 应用反馈应用反馈: 化学式化学式 中心原
14、子中心原子 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 HCNHCN SOSO2 2 NHNH2 2 BFBF3 3 H H3 3O O+ + SiClSiCl4 4 CHClCHCl3 3 NHNH4 4+ + 0 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 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 27 1、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
15、DSiCl4 2、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 DP4 3、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 28 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 碳原子与氢原子结合形成碳原子与氢原子结合形成CHCH4 4，而不是，而不是CHC
16、H2 2 ？ ？ C原子轨道排布原子轨道排布 图图 1s2 2s2 2p2 H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 29 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 C C 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论为了
17、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 30 激发 s2 p2 p2 s2 杂化 3 sp sp3 C：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 31 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的伸展方向成什么立体构型? 杂化轨道理论简介
18、杂化轨道理论简介 32 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。 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 33 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
19、分子。键，从而构成一个正四面体构型的分子。 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 34 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
20、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 35 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 36 （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
21、理论简介 37 sp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 38 180 Cl Cl Be 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
22、有单个电子， 激发 s2 p2p2 s2 sp sp杂化杂化 Cl Cl sp px px 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 39 sp2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
23、简介 40 F F F B 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 s2 p2 p2 s2 sp2 sp2杂化 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 41 sp3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
24、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 42 例如：例如： Sp3 杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成 激发 s2 p2 p2 s2 杂化 3 sp sp3 C：2s22p2 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 43 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
25、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 44 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 s2 p2 p2 s2 杂化 3 sp sp3 CH4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 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简
26、介 45 3.3.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个个 单电子，可形成单电子，可形成2个共价键，个共价键， 键角应当是键角应当是90，Why? 2s 2p 2 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 46 排斥力排斥力：孤电子对：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
27、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 47 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
28、对数 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 48 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 2 3 3 4 4 A 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。 2 3 4 sp sp2 sp3 直线形直线形 平面三角形 平面三角形 正四面体正
29、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 49 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BeCl2 CO2 BF3 CH4 NH4+ H2O NH3 PCl3 2 2 3 4
30、 4 4 4 4 spsp spsp spsp2 2 spsp3 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 180 180 120 109.5 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 180 180 120 109.5 109.5 104.5 107.3 107.3 课堂练习课堂练习 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 50 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
31、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 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 51 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 52 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
32、个H H原原 子的子的1s1s轨道形成轨道形成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 53 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
33、的1s1s轨道结合形成轨道结合形成 键。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 54 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 55 CuSO45H2O 配合物理论简介配合物理论简介 56 Cu(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
34、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： CuSO4 CuCl22H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr 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 色而无水色而无水CuSO4 是白色？是白色？ 配合物理论
35、简介配合物理论简介 57 思考与思考与 交流交流2 2 CuCu2+ 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+ +？ O H 2 X O X H H X H O X H H X + 配合物理
36、论简介配合物理论简介 58 1 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 A B 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 H O H H 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 59 思考与思考与 交流
37、交流2 2 Cu2+ 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 H2O H O H H Cu Cu H H2 2O O H H2 2O O H H2 2O O OHOH2 2 2+ 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 60 2 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 4 SOSO4 4 内界内界 外界外界 中
38、心中心 离子离子 配配 体体 配配 位位 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 61 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22-
39、-11所得硫酸铜溶所得硫酸铜溶 液液1/31/3实验实验）根据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 62 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 2 H H2 2O O Cu Cu H H2 2O O H H2 2O O OHOH2 2 2+ Cu Cu H H3 3N N 2+ NHNH3 3 NHNH3 3 NHNH3 3 深蓝色深蓝色
40、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 63 Fe3+3SCN- = Fe(SCN）3 血红色血红色 配位数可为配位数可为1 16 6 Fe3+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 64 2、有、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3 Cl 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 NH 3 CN CO Ag+ CN Cl CH4 CO2 微粒微粒 常见的配位体常见的配位体 常
41、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 NH3 SCN- 配位数配位数 一般中心离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 65 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 H H2 2O O Cu Cu H H2 2O O H H2 2O O OHOH2 2 2+ CuCu2+ 2+ OH OH2 2 CuCu2+ 2+ NH NH3 3 H H+ + NHNH
42、3 3 配位键的稳定性配位键的稳定性 H H N N H H H H H H + 深蓝色深蓝色 溶液溶液 Cu Cu H H3 3N N 2+ NHNH3 3 NHNH3 3 NHNH3 3 H H2 2O O Cu Cu H H2 2O O H H2 2O O OHOH2 2 2+ 天蓝色天蓝色 溶液溶液 配合物理论简介配合物理论简介 66 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 67
43、 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 68 N N N N Fe CH3 CH3 H3C C O H O C O O H H3C 血红素血红素(Fe2+ )结构示意图结构示意图 配合物理论简介配合物理论简介 69 O C NH3 CH2 Pt2+ 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 70 Mo Fe S 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 71 （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
44、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 B12 12 钴配合物 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 72 （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
45、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（硫酸四氨合铜（） Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 SOSO4 4 K 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 73 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
46、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。 1 AlAl ClCl ClCl ClCl ClCl AlAl ClCl ClCl 配合物理论简介配合物理论简介 74 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 Cl B. Co(NH3) 3Cl3 C. Co(NH3) 6 Cl3 D. Co(NH3) 5Cl Cl2 2、 B 配合物理论简介配合物理论简介 75 3、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COC
