[第九章分子结构.ppt

表7.1 几种常见的杂化轨道 杂化类型. sp sp2 sp3 dsp2 sp3d sp3d2 轨道数目 2 3 4 4 5 6 空间构型 直线 平面三角形 四面体 平面正方形 三角双锥 八面体 实 例 BeCl2 BF3 CH4 CuCl42- PCl5 SF6 CO2 COCl2 CHCl3 Ni(H2O)42+ SiF62- 上面提到一些化合物的中心原子周围最外层电子会超过8个，不是稳定的稀有气体结构，这可用轨道杂化理论来解释它们的稳定性。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 例如，在SF6分子中，硫原子的电子构型为1s22s22p63s23p4，当与氟原子相化合时，为了有利于系统能量的降低，硫原子的1个3s电子和1个3p电子被激发到空的3d轨道，由1个3s轨道、3个3p轨道和2个3d轨道进行组合，形成6个能量相同的sp3d2杂化轨道。 硫原子的6个sp3d2杂化轨道分别与6个氟原子中的1个2p轨道重叠，形成6个sp3d2－p的σ键，结合成稳定的SF6分子。这样，S最外层包含12个电子，空间构型为八面体。 ② 等性杂化与不等性杂化 轨道的杂化不仅限于具有不成对电子的原子轨道，成对电子的原子轨道也可参与轨道的杂化。因此，轨道的杂化可分为等性杂化和不等性杂化。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (1)等性杂化 参与轨道杂化的原子轨道均为具有不成对电子的原子轨道，这种杂化称为等性杂化。 如上面提及的CH4分子中，每个sp3杂化轨道都含有同样的s和p成分，这就是等性杂化。在BF3和SF6分子中，中心原子分别为sp2和sp3d2等性杂化。 (2)不等性杂化 参与轨道杂化的原子轨道中不仅包含不成对电子的原子轨道，也包含成对电子的原子轨道，这种杂化称为不等性杂化。 例如，在氨的分子中，氮的电子构型为1s2 2s2 2px12py12pz1，2s电子是成对的，但仍能和2px、2py、2pz3个原子轨道杂化，得到4个sp3杂化轨道， Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在4个sp3杂化轨道中，有3个杂化轨道分别被3个成单电子所占据，和3个氢原子的1s电子形成3个共价单键，另一个杂化轨道为孤对电子所占有，不参与成键作用，因此孤对电子所占的杂化轨道含有较多的2s轨道成分，其他的杂化轨道则含有较多的2p轨道成分，因此这种杂化便是不等性杂化。在H2O和IF5等分子中，中心原子分别为sp3和sp3d2不等性杂化。 应该注意，等性杂化并不表示共价键等同，例如CH3Cl分子的空间构型不是正四面体，它的3个C—H键与一个C—Cl键也不等同，但中心碳原子采取的仍是等性sp3杂化。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第二节 价层电子对互斥理论 在电子配对法的基础上发展起来的轨道杂化理论，比较成功地说明了共价键的方向性，并可预言分子的空间构型。然而却不能预测某种分子具体呈什么形状。 例如，H2O和CO2都是AB2型分子，中心原子周围都配位两个原子，但H2O为角形，键角为104.5°，而CO2为直线型。又如，NH3和BF3同是AB3型，但前者为三角锥形，后者为平面正三角形。 这些都是轨道杂化理论无法很好阐明的。分子呈什么形状是个重要的问题，