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分子构型与物质的性质 编稿：宋杰 审稿：张灿丽 【学习目标】 1、。 【要点梳理】 【高清课堂：分子结构与性质#杂化轨道理论】要点一、杂化轨道理论 1．杂化：杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。 2．杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。如CH4分子的形成过程：碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，这个过程称为激发，但此时各个轨道的能量并不完全相同，于是1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp。杂化轨道（如下图），然后4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的键，从而形成CH4分子。由于4个C—H键完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体形，键角是109.5°。 3．杂化轨道的类型 （1）sp杂化 sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成的。sp杂化轨道间的夹角是180°，呈直线形。例如，气态的BeCl2分子的结构。Be原子的电子结构是1s22s2，从表面上看Be原子似乎不能形成共价键，但是在激发状态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，经过杂化形成两个sp杂化轨道，与氯原子中的3p轨道重叠形成两个sp—p键。由于杂化轨道间的夹角为180°，所以形成的BeCl2分子的空间结构是直线形的。 （2）sp2杂化 sp2杂化是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的。sp2杂化轨道间的夹角是120°。例如BF3分子的结构，硼原子的电子层结构为1s22s22p1x，当硼与氟反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使硼原子的电子层结构为1s22s12p1x2p1y。硼原子的2s轨道和两个2p轨道杂化组合成三个sp2杂化轨道，硼原子的三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2—pσ键，由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120°，所以BF3分子具有平面三角形结构。 （3）sp3杂化 sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道组合而成。sp3杂化轨道间的夹角是109.5°，空间构型为正四面体形。如CH4的成键过程与分子结构。 特别提示 当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥，使分子的构型与杂化轨道的形状有所不同。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，故其分子不是正四面体构型，而是V形；再如氨分子中氮原的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，故氨分子不是正四面体构型，而是三角锥形。 【高清课堂：分子结构与性质#价层电子对互斥模型】要点二、价层电子对互斥理论 1．价层电子对互斥模型的概述 该理论模型认为，在一个共价分子或离子中，中心原子A周围所配置的B原子的几何构型，主要取决于中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用，这些电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布，以使彼此间的斥力最小。 2．推断分子或离子的空间构型的具体步骤 （1）确定ABm型分子的价电子对数。 中心原子A的价电子数与配体B提供的电子数之和的一半，即分子的价电子对数目。计算时注意： ①氧族元素原子作为配位原子时，可认为不提供电子，但作中心原子时可认为它提供所有的6个价电子，卤素原子作为配位原子时，每个原子提供1个价电子。 ②如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－中P原子价电子数应加上3，而NH4+中N原子的价电子数应减去1。 （2）确定价电子对的空间构型。 由于价电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。价电子对的空间构型与价电子对数目的关系如下表所示： 价电子对数目与价电子对构型关系 价层电子对数目 2 3 4 5 6 价层电子对构型 直线 三角形 正四面体 三角双锥 八面体 （3）分子空间构型确定。 根据分子中成键电子对数和中心原子的孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子几何构型，如下表所示。 ABm型分子的空间构型 要点三、等电子原理 1．概念：原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相同的结构特征，此原理称为等电子原理。满足等电子原理的分子或离子称为等电子体。 特别提示 等电子体的价电子总数相同，而组