分子的立体结构2.ppt

第二节　分子的立体结构 （第二课时） 三、杂化轨道理论简介 在形成多原子分子的过程中，中心原子中能量相近的几个轨道间通过相互的混杂后，形成数量、能量、形状都相同的新轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。 1、分析BeF2中的Be和NF3中N的杂化轨道类型及用杂化轨道理论分析它们的空间构型。 2、指出下列分子或离子中的分子的路易斯结构式及杂化轨道的类型 A、CO2中的C _____ ________ B、BF3中的B _____ ________ C、CCl4中的C _____ _______ D、NH3中的N ______ ________ * * 第二章 分子结构与性质 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？ 问题与思考一 　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’ 1、杂化轨道 为了解决理论与实际的矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。 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个相同的sp3杂化轨道，夹角109 ? 28 ′，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： 2s 2p C的基态 2s 2p 激发态 正四面体形 sp3 杂化态 激发 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。 （1）、sp3杂化轨道 CH4分子的形成 SP3杂化轨道特点：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。轨道间夹角为109°28 ′。 思考：s轨道和p轨道间可以发生杂化，那么s轨道和d轨道间能否发生杂化呢？ 注意：杂化轨道所用的原子轨道要能量相近，主族元素一般只有ns轨道和np轨道发生杂化，副族元素可以有d轨道的参与，形成ns、np、nd或n-1d、ns、np杂化。没有填充电子的空轨道一般都不参与杂化，且杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤对电子，不能形成∏键。 是sp3杂化，但与CH4不同的是水分子的氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤对电子占据的，而氨分子的氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤对电子占据。 思考： 据价层电子对互斥模型可知，H20和NH3的价电子对构型跟甲烷分子一样，也是四面体形的，那么它们的中心原子是否也采取sp3杂化的呢？ CH4分子中与碳原子键合的是同一种原子，因此分子呈高度对称的正四面体构型，其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别，这种杂化类型叫做等性杂化。而NH3、H2O的中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ键或孤对电子，这个的4个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化。 思考：甲烷、水和氨分子都是sp3杂化，它们形成的杂化轨道是否完全相同呢？ 问题与思考二 硼原子电子排布式为：1s22s22p1，据价电子对互斥理论推测：BF3分子构型为平面三角形，怎样解释这种现象？ 2s 2p B的基态 2p 2s 激发态 正三角形 sp2 杂化态 激发 　 由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个能量与形状完全相同的轨道。 （2）、sp2 杂化轨道 BF3分子的形成 原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行混合组成三个新的原子轨道称为 sp2 杂化轨道。 SP2杂化轨道特点：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。 C6H6 问题与思考三 铍原子电子排布式为：1s22s2，据价电子对互斥理论推测：BeCl2分子构型为直线型，怎样解释这种现象？ 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 激发 2s 2p Be基态 2s 2p 激发态 杂化 直线形 sp杂化态 键合 直线形 化合态 Cl Be Cl 180? （3）、sp 杂化 sp杂化轨道的形成及特点： 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 CH4? , CCl4 BF3? , C2H4 BeCl2 , C2H2