第二章第2节分子的立体构型讲述.ppt

1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．能根据有关理论判断简单分子或离子的空间构型。 1．杂化与杂化轨道 (1)概念 ①轨道的杂化 在形成分子的过程中，由于原子间的相互影响，若干类型不同而能量相近的原子轨道相互混杂，重新组合成一组能量相等,成分相同的新轨道，叫做杂化轨道，这一过程称为杂化。 (2) 杂化轨道类型 (2)共价键全部为σ键的分子构型与杂化类型 (3)含σ键和π键的分子构型和杂化类型 等性杂化 ① CH4 非等性杂化 NH3 H2O ①杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对越多，键角越小。例如，NH3中的氮原子与CH4中的碳原子均为sp3杂化，但键角分别为107°和109°28′。 ②杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。 ③杂化轨道也符合价层电子对互斥模型，应尽量占据整个空间，使它们之间的排斥力最小。 分子空间构型和杂化轨道的类型的关系 (1)杂化类型的判断 因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系： 杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。例如： 解析：　sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形杂化轨道，①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中C原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的C原子为sp杂化；⑤NH3中N原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。 答案：　A No.1 自主学案 No.2 课堂讲义 No.3 知能演练 工具 第二章 分子结构与性质 栏目导引 【选修3《物质结构与性质》】 第 二 章 《分子结构与性质》 第二节 分子的立体结构 第二课时 杂化轨道理论简介 分析思考： １、写出C原子电子排布的轨道表示式，并由此推测：CH４分子的C原子有没有可能形成四个共价键？怎样才能形成四个共价键？ ２、如果C原子就以１个２Ｓ轨道和３个２Ｐ轨道上的单电子，分别与四个Ｈ原子的１Ｓ轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与CH４分子的实际情况是否吻合？ 如何才能使CH４分子中的C原子与四个H原子形成完全等同的四个共价键呢？ 109°28’ 原子轨道？ 伸展方向？ 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论， 14 14 　看看杂化轨道理论的解释： 　 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。 　 由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和3/4的p轨道成分，因此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分别指向正四面体的四个顶点。 　 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，形成一个正四面体构型的分子。 109°28’ SP2杂化轨道 sp2杂化轨道的形成和特点： 由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2 杂化轨道的过程称为sp2 杂化。每个sp2 杂化轨道中含有1/3的s轨道成分和2/3的p轨道成分。 为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈正三角形分布，夹角为1200。当3个sp2杂化轨道分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就会形成平面三角形构型的分子。 sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图 SP杂化轨道 sp杂化轨道的形成及特点： 由1个s轨道和1个p轨道“混杂”成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化，所形成的轨道称为sp杂化轨道。 为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为1800 。当2个sp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就会形成直线型分子。 sp杂化轨道的形成和空间取向示意图 杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。电子云一头大，一头小，成键时重叠程度更大。 杂化轨道相互以最大距离分布在原子核周围。与其他原子轨道重叠时形成σ键。 轨道在杂化前后的数目总和相同、能量总和相同。 杂化轨道 的数目 参于杂化 的原子轨 道及数目 sp3 sp2 sp 杂化类型 1个s轨道 1个p轨道 1个s轨道 2个p轨道 1个s轨道 3个p轨道 2 3 4 2.杂化轨道类型与分子空间构型的关系 实例 空间构型 杂化轨道间的夹角 sp3 sp2 sp 杂化类型 180° 120° 109°28′ 直线形 平面三角形 正四面体形 CO2、C2H2 BF3、苯、乙烯 CH4、CCl4 BF3 平面 三角 形 0 3 3 1个s 2个p sp2 Cl—Be—Cl BeCl2 直线形 0 2 2 1个s 1个p s