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1、第二节 分子的立体构型,一、形形色色的分子,O2,HCl,H2O,CO2,1、双原子分子（直线形）,2、三原子分子立体构型,直线形 键角180,V形 键角104.5,、四原子分子立体构型（直线形、 正四面体、平面三角形、三角锥形）,C2H2 键角180,CH2O,COCl2,NH3,P4 键角60,三角锥形 键角10718,平面三角形,、五原子分子立体构型,最常见的是正四面体,CH4 键角10928,CH3CH2OH,CH3COOH,C6H6,C8H8,CH3OH,5、其它：,C60,C20,C40,C70,资料卡片：,形形色色的分子,同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，
2、什么原因？,思考:,直线形,V形,二、价层电子对互斥理论（VSEPR）预测分子的立体结构,1、理论要点：原子的价层电子对之间存在着排斥力，它们倾向于相互远离以减少这种斥力，从而使分子达到稳定结构。,价层电子对：中心原子上的电子对,价层电子对数= 键电子对+孤电子对数,2.孤电子对数的求法 中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb) a为中心原子的价电子数， x为中心原子结合的原子数， b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,求水、氨气、二氧化碳、二氧化硫的孤电子对数,3.价层电子对的求法 价层电子数=孤电子对数 + 键电子对数,对于阳离子a为中心原子价电子减去离子的电荷数。 对于阴离子a为
3、中心原子价电子数加上离子电荷的绝对值,计算下列分子或离子的价层电子对数 水、二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氨气、三氟化硼、碳酸根离子、硫酸根离子、硝酸根离子、甲烷、铵根离子、五氯化磷、六氟化硫,4.价层电子对互斥模型（VSEPR模型）,基本要点 分子（或离子）的中心原子周围的价电子对的几何构型，主要取决于价电子对数，价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小。,价层电子对数 VSEPR模型,直线形,2,3,平面三角形,4,四面体形,5,三角双锥形,6,正八面体形,平面三角形 1200,正四面体 10928,直线 1800,价电子对空 间 构 型,4,3,2,n,（1）如果中心原子无孤电子对，则分子立
4、体构型与VSEPR模型相同,此类分子立体构型可用中心原子周围原子数n预测,（2）中心原子上有孤电子对的分子，其立体构型与VSEPR模型不同,等电子体,应用反馈:,2,4,4,3,直线形,平面三角形,正四面体形,V 形,三角锥形,小结:,价层电子对互斥模型,直线形,平面三角形,正四面体形,四面体形,四面体形,2,3,4,4,4,C的价电子中只有两个未成对电子，为什么CH4分子中C形成四个共价键？3个相互垂直的2p和一个球形的2s与氢原子4个1s原子轨道重叠不可能得到正四面体构型的甲烷,疑问？,三、杂化轨道理论 解释分子的立体结构,Pauling（鲍林）在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价
5、键理论的不足。,C原子基态原子电子排布图,例CH4,2S,2P,三、杂化轨道理论 解释分子的立体结构,（一）杂化理论要点： 1.在形成分子时，每一原子中能量相近的“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“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”对称性更高,利于成键。 3.原子可用“杂化轨道”与其它原子的轨道重叠形成共价键。,Pauling（鲍林）在价键理论基础上提出了“杂化”假设，补充了价键理论的不足。,例CH4,sp3杂化轨道的形成过程,正四面体（10928）,要点：,1个S轨道和3个P轨道,基态原子,激发态原子,4个相同
6、的SP3杂化轨道,混杂,2. sp杂化：,直线形（180）,sp杂化,两个sp杂化轨道,例：BeCl2,sp杂化轨道的形成过程,180,乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线形。,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键。,例：BF3中B的电子排布式:1s22s22p1,3、sp2杂化：,平面三角形（120）,sp2杂化轨道的形成过程,120,C原子基态电子排布图,乙烯H2C=CH2、甲醛H2C=O中心原子C是sp2杂化：,乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道
7、未参与杂化，只是的s与两个p轨道发生杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面形成键。杂化轨道间夹角为120。,BCl3、CO32、NO3、H2C=O、SO3、烯烃（C=C）、苯等结构中的中心原子都是sp2杂化的。,（三）杂化轨道的应用范围: 杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参加成键的孤电子对。,杂化轨道个数 = 价层电子对数,（未参与杂化的p轨道可形成键）,互斥模型（VSEPR）与杂化轨道类型 价层电子对数 杂化类型 VSEPR模型 2 sp杂化 直线形 3 sp2杂化 平面三角形 4 sp3杂化 四面体形
8、了解 5 sp3d(或dsp3)杂化 三角双锥形 6 sp3d2(或d2sp3)杂化 正八面体,判断下列分子或离子中,中心原子的杂化轨道类型，并预测粒子几何构型。 NH4+、NH3、H2O 、CH2O 、SO2 SO3 BeCl2、CO2 、PCl3 、BCl3 、CS2 、 C12O、SO42-、PO43-、SiO44-、ClO4-、NO3-、CO32-、H3O+,利用中心原子杂化轨道类型可判断分子的立体构型,一般方法： 1、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，则其中有2个键，用去了2个P轨道，形成的是SP杂化；如果有1个双键则其中有1个键，形成的是SP2杂化；如果全部是单键，则
9、形成的是SP3杂化。 2、没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。,例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4,B,例题二：对SO2与CO2说法正确的是( ) A都是直线形结构 B中心原子都采取sp杂化轨道 C S原子和C原子上都没有孤对电子 D SO2为V形结构， CO2为直线形结构,D,课堂练习,1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是 （ ） A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4 2.下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是 （ ） A.H2O
10、 B.CO2 C.C2H2 D.P4,B,BC,无色,实验2-1,固体颜色,溶液颜色,思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？,结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为Cu(H2O) 42+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予接受键”被称为配位键。,1、配位键：共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成的共价键叫配位键。是一种特殊的共价键。,2、配位化合物：中心离子（或原子） 与配位体(某些分子或离子) 以配位键的形式结合而成的
11、化合物。,可用AB表示 A表示提供孤对电子的原子，叫电子给予体或配体，常为N、O、P、S、卤素的原子或离子 B表示接受电子的原子，叫接受体，一般为过渡金属 形成配位键的条件：一个原子提供孤对电子，另一原子提供空轨道,例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4,B,例题二：下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( ) ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3) 42+ 、PCI3,B,由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。,配合物理论简介,一、配合物
12、的组成,配离子：Cu(NH3)42+ Ag(CN)2- 配合物： 配盐：Cu(NH3)4SO4 Cu(H2O)4SO4.H2O 配酸：H2PtCl6 配碱：Cu(NH3)4(OH)2 配合分子：Ni(CO)4 Co(NH3)3Cl3,1. 中心离子或原子(也称形成体) 有空轨道,主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金 属元素的离子；,或是具有高氧化数的非金属元素，硼，硅、磷等，如NaBF4 中的B()、K2SiF6中的Si()和NH4PF6中的P()；,或是不带电荷的中性原子，如Ni(CO)4, Fe(CO)5中的Ni, Fe都是中性原子，,碱金属、碱土金属等可作为螯合物的形成体
13、。,中心离子：也有中性,如：Ni(CO)4、Fe(CO)5,多核配合物：(H3N)5Cr-O-Cr(NH3)5X4 (卤化氧氨合二铬（III）,Cu(NH3)4SO4中，NH3是配位体，N为配位原子。,2. 配位体和配位原子 有孤对电子,a. 单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子) 含氮配位体 NH3 , NCS - ;含硫配位体 SCN- ; 含卤素配位体 F- , Cl- , Br- , I- ; 含碳配位体 CN- , CO 含氧配位体 H2O, OH- ，羧酸，醇，醚等,b. 多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子) 乙二胺 NH2一CH2一CH2一NH2 简写为en， 乙二胺四乙
14、酸根（EDTA）等。,单齿配体：NH3、Cl,双齿配体：en,四齿配体：氨基三乙酸,人们形象地把含多齿配体的配合物称为螯合物,3配位数 与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。,例：AlF63- 配位数6 、 Cu(NH3)4SO4 配位数4 、 Co(NH3)2(en)2(NO3)3 配位数6,*中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有利于形成配位数较高的配合物。,常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系： 中心离子的电荷：+1 +2 +3 +4 常见的配位数： 2 4(或6) 6(或4) 6(或8),*中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多， 配位数越大。,AlF63- AlCl4
15、- BF4- AgI2- AgI42- 从这些配离子你看出配位数有什么规律？,4. 配离子的电荷,配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和。 如 K2PtCl4,5、 配位化合物的命名,配位数配位体名称合中心离子(用罗马数字表示氧化数)， 用二、三、四等数字表示配位体数。不同配位名称之间用圆点“”分开。 阴离子次序为：简单离子复杂离子有机酸根离子。 中性分子次序为：NH3H2O有机分子。,配位阴离子配合物-配位阴离子“酸”外界,配位阳离子配合物 “某化某”或“某酸某”,中性配合物,K2SiF6 六氟合硅()酸钾 KPtCl5(NH3) 五氯一氨合铂()酸钾,Co(NH3)6Br3 三溴化六氨合钴() Co(NH3)2(en)2(NO3)3 硝酸二氨二（乙二胺）合钴（）,PtCl2(NH3)2
