价电子对互斥理论改5.9案例分析.ppt

请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型.（思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？） C原子轨道排布图 1s2 2s2 2p2 H原子轨道排布图 1s1 按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H单键 都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。 C C 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论 sp3 C：2s22p2 　 由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。 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，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型? 109。28 　 四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键，从而构成一个正四面体构型的分子。 109°28’ 三、杂化理论简介 1.概念： 在形成分子时，在外界条件影响下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。 2.要点： （1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组）； （2）参加杂化的轨道数目等于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，使成键能力增强。 （3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同； 109。28 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sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分。两个轨道间的夹角为180°，呈直线型。 sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp杂化轨道。 180° Cl Cl Be 例如： Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成 Be原子：1s22s2 没有单个电子， sp sp杂化 Cl Cl sp px px 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sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分。 每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形。 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,形成3 个sp2 杂化轨道。 120° F F F B 例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成 B： 1s22s22p1没有3个成单电子 sp2 sp2杂化 sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 109°28′ sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分， 每两个轨道间的夹角为109.5°， 空间构型为正四面体型。 例如： Sp3 杂化 —— CH4分子的形成 sp3 C：2s22p2 3.杂化轨道分类： 杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角) sp 1/2 s，1/2 p 180° sp2 1/3 s，2/3 p 120° sp3 1/4 s，3/4p 109°28′ H2O原子轨道杂化 2s 2p 2 对孤对电子 杂化 排斥力：孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对-成键电子对 三、杂化理论简介 4.杂化类型判断： 因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，故有 =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=中心原子价层电子对数 价层电子对---杂化轨道数---杂化类型 4.杂化类型判断： A的价电子对数 2 3 4 A的杂化轨道数 杂化类型 A的价电子空间构型 A的杂化轨道空间构型 ABm型分子或离子空间构型 对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等。 2