1、专题四 分子空间结构与物质性质,第一单元 分子构型与物质的性质,分子的空间构型,复习回顾,共价键,键,键,键参数,键能,键长,键角,衡量化学键的强弱,描述分子的立体结构的重要因素,成键方式 “头碰头”,呈轴对称,成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称,形形色色的分子,H2O,CO2,NH3,C2H2,CH4,P4,C6H6,C8H8,2、为什么H2O分子是“V”型、键角是104.5，而不是“直线型”或键角是“90”？,【你知道吗】,1、C原子与H原子结合形成的分子为什么是 CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为109.5）？,杂化轨道理论（1
2、931年，美国化学家鲍林提出）,基本要点：,.成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新的价电子轨道杂化轨道。,.杂化前后轨道数目不变。,.杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。,激发,它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道，夹角109.5 ，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示：,一、杂化轨道与分子的空间构型,1.等性sp3 杂化,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 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。,
3、109.5,2.等性sp2 杂化,同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120，分子的几何构型为平面正三角形。,BF3分子形成,激发,120,sp2杂化：三个夹角为120的平面三角形杂化轨道。,同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。,BeCl2分子形成,3.等性sp 杂化,Be采用sp杂化生成BeCl2,sp杂化：夹角为180的直线形杂化轨道。,【例题选讲】,例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。,乙烯中碳以sp2杂化，C
4、=C中一个和一个,4.杂化的分类: (1)等性杂化 完全由一组具有未成对电子的原子轨道或空轨道参与的杂化都是等性杂化 (2)不等性杂化 有孤对电子参与的杂化都是不等性杂化。,NH3 的空间构型,基态N的最外层电子构型为 2s22p3，在H影响下，N 的一个2s轨道和三个2p 轨道进行sp3 不等性杂化，形成四个sp3 杂化轨道。其中三个sp3杂化轨道中各有一个未成对电子，另一个sp3 杂化轨道被孤对电子所占据。 N 用三个各含一个未成对电子的sp3 杂化轨道分别与三个H 的1s 轨道重叠，形成三个 键。由于孤对电子的电子云密集在N 的周围，对三个 键的电子云有比较大的排斥作用，使 键之间的键角
5、被压缩到 ，因此NH3 的空间构型为三角锥形。,的空间构型,基态O 的最外层电子构型为2s22p4，在 H 的影响下，O 采用sp3 不等性杂化，形成四个sp3 杂化轨道，其中两个杂化轨道中各有一个未成对电子，另外两个杂化轨道分别被两对孤对电子所占据。O 用两个各含有一个未成对电子的sp3杂化轨道分别与两个H 的 1s 轨道重叠，形成两个 键。由于O的两对孤对电子对两个 键的成键电子有更大的排斥作用，使 键之间的键角被压缩到 ，因此 H2O 的空间构型为V型。,0 0 0 1 2,几种常见的杂化轨道类型,小结：,109.5,共价分子的几何外形取决于分子价层电子对数目和类型。分子的价电子对（包括
6、成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用,而趋向尽可能远离以减小斥力而采取对称的空间构型。,价层电子对互斥理论,二、确定分子空间构型的简易方法：,ABm型分子的价电子对数n的确定,（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;,（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6；,（3）离子的价电子对数计算,例2：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,2,2,3,4,4,4,4,4,sp,sp,sp2,sp3,直线形,直线形,平面三角形,正四面体,180,180,120,109.5,直线形,直线形,平面三角形,正四
7、面体,V形,三角锥形,180,180,120,109.5,109.5,104.5,107.3,107.3,课堂小结,一、杂化轨道与分子的空间构型,ABm型分子的价电子对数n的确定,二、确定分子空间构型的简易方法：,1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4,B,课堂练习,2、对SO2与CO2说法正确的是( )A.都是直线形结构B.中心原子都采取sp杂化轨道C.S原子和C原子上都没有孤对电子D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构,D,课堂练习,课堂练习,3、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。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2,
