普通化学无机化学2013化学键与分子结构.pptVIP

C py pz sp sp C py pz sp sp C py pz s-sp sp C py pz sp σ 键 H s-sp H σ 键 σ 键 π y π z H H （二）sp2杂化 Sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的。三条sp2轨道在一个平面上，夹角为120°，未参加杂化的np轨道与该平面垂直。 乙烯 2s 2p 激发 sp2杂化 3个sp2杂化轨道 1个2p轨道 sp2 sp2 sp2 2p 两个碳原子间各出1条sp2-sp2 形成σ键，两个C原子的垂直于三条sp2轨道所在平面的2p轨道形成一条p-pπ键；C原子的另外两个sp2轨道分别与两个H原子的s轨道形成一共4个 sp2-sσ键，所以分子中6个原子共平面，呈对三角形结构。 sp2 sp2 sp2 2p sp2 sp2 sp2 2p s-sp2 s-sp2 sp2 2p sp2 s-sp2 s-sp2 2p σ 键 p-pπ键 H H H H sp2 sp2 sp2 2p sp2 sp2 sp2 2p sp2 sp2 sp2 2p sp2 sp2 sp2 C—C H H H H (3)sp3杂化及有关分子的结构 sp3杂化：1条ns轨道，3条np轨道的杂化。 所形成的4条sp3杂化轨道间夹角为109°28ˊ ,即由正面四面体的中心指向四个顶点。 以甲烷为例 2s 2p 激发 sp3杂化 4个sp3杂化轨道 每个杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形成sp3-sσ键，构成甲烷的正四面体骨架结构。 CCl4、SiCl4、SO42-、ClO4-等均sp3杂化 (4)不等性杂化和等性杂化 在CH4分子中，C原子采用sp3杂化，每个杂化轨道都是等同的，这种杂化称为等性杂化。 在NH3分子中，N原子价电子层结构为: 其中2s电子已成对（称孤对电子），不参加成键，但参与杂化。 107°20ˊ 由于孤对电子的存在而造成不完全相等的杂化叫不等性杂化。 不等性杂化所形成的四个轨道性质并不相同。孤对电子占据的杂化轨道含有较多s成分，其它三个sp3杂化轨道含有较多的p成分。 2s 2p 不等性sp3杂化 比原来能量有所降低 三个含有单电子的sp3杂化轨道性质相同 两个含有孤对电子的杂化轨道性质相同，另外两个sp3杂化轨道性质相同 2s 2p 不等性sp3杂化 比原来能量有所降低 H2O O原子采用不等性sp3杂化 2s 2p O H H 104°45ˊ 形成4个sp3杂化轨道中有两条轨道被孤对电子占据，另外2条各含1个电子。两条含有一个电子的杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道重叠成2个sp3-sσ键.由于孤对电子的排斥作用，使H2O分子中H-O键夹角被压缩至104°45ˊ呈“V”字形。 SO2 S原子采用不等性sp2杂化 3s 3p 3个不等性sp2杂化 3p sp2杂化轨道成平面三角形，3p垂直平面三角形。 sp2 sp2 sp2 3p 3p轨道上有两个电子 S原子以不等性sp2杂化成键，其中1个杂化轨道被孤对电子占据，其余2个各含1个电子的杂化轨道。 2个各含1个电子的杂化轨道分别与2个O原子的1个2p轨道重叠形成2个sp2-pσ键。每个O原子还剩余1个2p轨道，这两个2p轨道也垂直于s原子的三个不等性sp2杂化轨道所在的平面. sp2 Sp2-P σ键 2s2 3p O O S 2p 2p Sp2-P σ键 2p2 2s2 2p2 两个O原子的2p轨道上各有1个电子， S原子未参与杂化的3p轨道上有2个电子。O原子的2p轨道与S原子的3p轨道互相平行。所以又形成了一个3中心4电子离域π键，或称大π键。 sp2 Sp2-P σ键 2s2 3p O O S 2p 2p Sp2-P σ键 2p2 2s2 2p2 杂化轨道理论只是能解释分子的空间构型，而不是去推测分子构型。 “价层电子对互斥理论”可帮助我们判断分子的空间构型（但这部分不作要求）。 对于中心原子是主族元素的分子，由于不可能 有次外层d轨道参加杂化，一般可简单地根据杂化轨道的数目来确定杂化类型，进而对分子空间构型做出判断。 杂化轨道数目=σ键数+孤对电子对数 为什么是σ键数？ 例如H2O、NH3等。 例OF2 杂化轨道数目 =σ键数+孤对电子对数=2+2=4 中心原子以不等性sp3方式杂化。 同H2O相类似，呈“V”字型。 2s 2p O F F CO2分子中含2两条σ键，2条π键， 中心原子C周围无孤对电子，推测C为sp杂化。 2s 2p 激发 sp杂化 2个sp杂化轨道 2个2p轨道 1927年海特勒和伦敦解释了共价键的本质，后来鲍林等人发展了这一成果，建立了现代价键理论。简称VB法即电子配对理论。 海特勒和伦敦运用量子力学方法处理H2分子的形成，研究两个氢原子自无限远处开始相互逐渐接近过程中