10月31日分子构型与物质的性质第一课时z.ppt

* 分子空间结构与物质性质 复习回顾 写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间构型： CO2 结构式 分子的空间构型 电子式 分子 CH4 CH2O NH3 H2O O C O :: :: : : : : : : : H O H : : : : H N H : H O=C=O H-O-H H-N-H - H H-C-H = O 直线形 V 形 三角 锥 形 平面 三角形 正 四面体 H H . . C . . . . O . . . . . . H-C-H - - H H : : : H C H : H H 所谓“分子的空间构型”指多原子构成的共价分子中的原子的空间关系问题。 在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的空间构型问题。 一、确定分子空间构型的方法 1、实验测定，如红外光谱、晶体的X射线衍射、核磁共振等。 2、利用有关化学理论进行预测，如杂化轨道理论、价层电子对互斥理论（VSEPR）、等电子体理论。 为了解释CH4等空间模型，鲍林提出了杂化轨道理论 （一）杂化轨道理论简介 2s 2p C的基态 2s 2p 激发态 正四面体形 sp3 杂化态 C H H H H 109.5° 激发 它的要点是：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个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道，夹角109.5 ? ，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： sp3杂化轨道特点：四个sp3轨道在空间均匀分布，轨道间夹角109.5° 杂化及杂化轨道： 不同类型能量相近的原子轨道，在形成分子的成键过程中重新组合成一系列能量相等的新的轨道。这种轨道重新组合的过程叫杂化，所形成的新轨道称为杂化轨道。 ③杂化轨道的形状和伸展方向与单纯的s轨道和p轨道一样吗？如果不一样，成键能力如何变化？ 注意： ①是否所有的原子轨道都能发生杂化？ ②杂化前后原子轨道数发生变化了没有？ 只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。 杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等。 杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。杂化轨道增强了成键能力。 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。 ⑴sp3杂化 杂化轨道类型之一 ①BF3是平面三角形构型， 分子中键角均为120o；气态BeCl2是直线型分子构型，分子中键角为180o 。试用杂化轨道理论加以说明。 ②用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况 同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。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。 2s 2p B的基态 2p 2s 激发态 正三角形 sp2 杂化态 BF3分子形成 B F F F 激发 120° sp2杂化轨道特点：3个sp2杂化轨道在一个平面内均匀分布，轨道间夹角120° 杂化轨道类型之二 ⑵sp2杂化 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 ⑶sp杂化 sp杂化轨道特点：2个sp杂化轨道在一条直线上，轨道间夹角180° Cl Be Cl 180? 杂化轨道类型之三 NH3 H2O HNH 107.3 ο = D ο 104.5 HOH = D NH3 H2O 如果分子中存在孤电子对,由于孤电子对比成键电子对更靠近原子核,因而价电子对之间的斥力大小顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞ 成键电子对与成键电子对之间的斥力。且随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。因此CH4分子中H-C-H的键角为109.5°, NH3分子中H-N-H的键角为107.3°, H2O分子中H-O-H的键角为104.5° 杂化类型 参加杂化的轨道 杂化轨道数 分子空间构型 实 例 中心原子 s+p s+(2)p s+(3)p 2 4 3 四面体 Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si N,P O,S sp sp2 sp3 小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型 杂化轨道间的夹角 直线形 三角形 三角锥 V型 109.5° 109 90 . 5° ° q 通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。 规律：如果有1个三键或两个双键，则其中有2个π键，用去2个p轨道，形成的是sp杂化