高中化学竞赛辅导ppt 分子结构.ppt

确定电子对的空间构型：VP=2直线型VP=3平面三角型VP=4正四面体型VP=5三角双锥型VP=6正八面体型共价键的类型共价键有两种——σ键和π键，按对称性匹配原则处理。σ键绕键轴运动不破坏键π键轨道侧面不能转动用VB法讨论N2的形成N原子的电子构型为1s2、2s2、2px1、2py1、2pz1,有三个未成对电子，分别密集于三个互相垂直的对称轴上。当两个N原子相化合时，每个N原子以一个p电子（如px电子），沿着px轨道对称轴的方向（即x轴）“头碰头”地重叠，形成一个σ键。这时每个N原子其余的2个p电子，就不能再沿着px对称轴方向“头碰头”地重叠了，而只能让p轨道对称轴相互平行，采取“肩并肩”的方式重叠，形成2个π键。共价键性质头碰头——σ键，肩并肩——π键π键的重叠程度不及σ键，键能较小，键的活泼性较大,是化学反应的积极参与者。所有共价单键均为σ键，共价双键中有一个σ键和一个π键。普通σ键和π键为定域键，多个原子间构成的大π键为离域键。O原子的电子构型：1s2、2s2、2px2、2py1、2pz1离域大π键CH2=CH-CH=CH2C原子的电子构型：1s2、2s2、2px1、2py1三、杂化轨道理论根据价键理论，共价键是成键原子通过电子配对形成的。例如H2O分子的空间构型，根据价键理论两个H―O键的夹角应该是90°,但实测结果是104.5°。又如C原子，其价电子构型为2s22px12p1y，只有两个未成对电子，按电子配对法，只能形成两个共价键，且键角应为90?，显然，与实验事实不符。鲍林（L.Pauling）和斯莱特(J.C.Slater)于1931年提出了杂化轨道理论。1）杂化轨道理论要点*在原子间相互作用形成分子的过程中，同一原子中能量相近的不同类型的原子轨道(即波函数)可以相互叠加，重新组成同等数目、能量完全相等且成键能力更强的新的原子轨道，这些新的原子轨道称为杂化轨道(hybridorbital)。杂化轨道的形成过程称为杂化(hybridization)。*定义——同一原子中能量相近的原子轨道组合成新的轨道的过程。杂化轨道在某些方向上的角度分布更集中，因而杂化轨道比未杂化的原子轨道成键能力强，使形成的共价键更加稳定。不同类型的杂化轨道有不同的空间取向，从而决定了共价型多原子分子或离子的不同的空间构型。没有参与杂化的轨道仍保持原有的形状。2）杂化轨道的类型（1）sp杂化由同一原子的一个ns轨道和一个np轨道线性组合得到的两个杂化轨道称为sp杂化轨道。每个杂化轨道都包含着1/2的s成分和1/2的p成分，两个杂化轨道的夹角为1800。例如，实验测得BeCl2是直线型共价分子，Be原子位于分子的中心位置，可见Be原子应以两个能量相等成键方向相反的轨道与Cl原子成键，这两个轨道就是sp杂化轨道。Be原子采用两个直线型sp杂化轨道分别与两个Cl原子的p轨道重叠形成两个共价键而生成BeCl2Be采用sp杂化与两个H原子的s轨道重叠生成BeH2（2）sp2杂化sp2杂化是一个ns原子轨道与两个np原子轨道的杂化，每个杂化轨道都含1/3的s成分和2/3的p成分，轨道夹角为120°，轨道的伸展方向指向平面三角形的三个顶点。BF3为典型例子。硼原子的电子层结构为1s22s22p1，为了形成3个?键，硼的1个2s电子要先激发到2p的空轨道上去，然后经sp2杂化形成三个sp2杂化轨道。三个sp2杂化轨道（3）sp3杂化sp3杂化是由一个ns原子轨道和三个np原子轨道参与杂化的过程。CH4中碳原子的杂化就属此种杂化。碳原子：2s22p2，碳原子也经历激发、杂化过程，形成了4个sp3杂化轨道：每一个sp3杂化轨道都含有1/4的s成分和3/4的p成分，轨道之间的夹角为109.5°。四个sp3杂化轨道CH4空间构型C原子不同杂化轨道的特点：1、所用P轨道数目不同：SP3杂化动用了3个P轨道，甲烷的四个键完全相同，均为σ键。SP2杂化的用了2个P轨道，形成σ键，另一个以原来的P轨道与另一个C原子的相同P轨道交叠，形成一个π键。SP杂化的用了1个P轨道，另两个以原来的P轨道与另一个C原子的相同P轨道交叠形成两个相对较弱的π键。2、键长键角不同C原子采用不同的杂化方式，不但会造成单双键的键长不同，而且所形成的键角也不同。键角与杂化轨道形式直接相关。3、立体结构不同：sp3杂化的呈正四面体结构。sp2杂化的呈平面型结构。sp杂化的呈线性结构。分子