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1、第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构（第二课时）（第二课时）思考：价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构 形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲 烷中四个C-H的键长、键能相同及H-C-H的键角为 10928。因为按照我们已经学过的价键理论，甲 烷的4个C-H单键都应该是键，然而，碳原子的4 个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形 的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠 ，不可能得到四面体构型的甲烷分子。这是为什么呢？三、杂化理论： 1.在形成分子时，每一原子中能量相近能量相近的“轨道”会 发生重组，形成新的原子轨道，这个过程称“杂化” ，新的原子轨道称“
2、杂化轨道”。 2.杂化前后原子“轨道”总数不变，但能量趋于平均 化，“杂化轨道”的对称性更高，杂化后轨道伸展方 向，形状发生改变，更有利于成键。 3.原子可用“杂化轨道”与其它原子的轨道（或“杂 化轨道”）重叠形成共价键。为了补充了价键理论的不足，鲍林(Pauling)在价键理 论基础上提出了“杂化”假设。sp3CH4分子（sp3杂化）三、杂化轨道理论简介（2）要点：（1）sp3杂化1个S轨 道和3个 P轨道基态 原子激发态 原子4个相同的 SP3杂化轨道混杂三、杂化轨道理论简介除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂 化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道
3、由 1个s轨道和2个p轨道杂化而得。2. sp杂化：同一原子中1个s轨道与1个p轨道 杂化形成2个sp杂化轨道。每个杂化轨道的s 成分为1/2，p成分为1/2，杂化轨道之间的夹 角为180度。 例：4Be2s2psp杂化sp2p两个sp杂化轨道其他例子： CO2、HCCH1）sp杂化 乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线构型。两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成CC 键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重 叠形成两个CH 键，两个py轨道和两个pz轨道分别 从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的CC键，形 成乙炔分子。 2）空间结构是直线型： 三个键在一条直线上。 3.sp2杂化：
4、一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2 杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/3，p成分为2/3 ，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成 120 例：BF3中B的电子构型:1s22s22p1sp2杂化+小结：s-p型的三种杂化比较杂杂 化 类类 型spSp2sp3参与杂杂化的 原子轨轨道1个 s + 1个p1个s + 2个p1个s + 3个p杂杂 化 轨轨 道 数2个sp杂杂化轨轨道3个sp2杂杂化 轨轨道4个sp3杂杂化轨轨 道 杂杂化轨轨道 间夹间夹 角180012001090 28空 间间 构 型直 线线正三角形正四面体实实 例BeCl2 , C2H2BF3 , C2H4CH4 ,
5、 CCl4杂化轨道数=0+2=2sp直线形0+3=3sp2平面三角形0+4=4sp3正四面体形1+2=3sp2V形1+3=4sp3三角锥形2+2=4sp3V形代表物杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数例例1 1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类：下列分子中的中心原子杂化轨道的类 型相同的是型相同的是 ( )( )A ACOCO2 2与与SOSO2 2B BCHCH4 4与与NHNH3 3C CBeClBeCl2 2与与BFBF3 3D DC C2 2HH2 2与与C C2 2HH4 4B B例例2
6、 2：对：对SOSO2 2与与COCO2 2说法正确的是说法正确的是( )( )A A都是直线形结构都是直线形结构B B中心原子都采取中心原子都采取spsp杂化轨道杂化轨道C C S S原子和原子和C C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子D D SOSO2 2为为V V形结构，形结构， COCO2 2为直线形结构为直线形结构D D例例3 3：写出下列分子的中心原子可能采用：写出下列分子的中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构的杂化轨道类型，并预测分子的几何构 型。型。(1) PCl(1) PCl3 3 (2)BCl (2)BCl3 3(3)CS (3)CS2 2(4) C1 (4) C12 2OO
