2.2分子的立体构型

《2.2分子的立体构型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2.2分子的立体构型（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2021/6/161所谓所谓“分子的立体构型分子的立体构型”指指多原子多原子构成构成的共价分子中的原子的空间关系问题。的共价分子中的原子的空间关系问题。在在O2、HCl这样的双原子分子中不存在这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。分子的立体结构问题。O2HCl2021/6/162一、形形色色的分子一、形形色色的分子H2OCO2 1 1、三原子分子立体结构、三原子分子立体结构直线形直线形180180V V形形1051052021/6/163一、形形色色的分子一、形形色色的分子 2 2、四原子分子立体结构、四原子分子立体结构HCHONH3平面三角形平面三角形120120三角锥形三角锥形107

2、1072021/6/1643 3、五原子分子立体结构、五原子分子立体结构一、形形色色的分子一、形形色色的分子CH4正四面体正四面体2021/6/1654 4、其它、其它一、形形色色的分子一、形形色色的分子P4正四面体正四面体6060C2H2直线形直线形1801802021/6/166同为三原子分子，同为三原子分子，CO2和和H2O分子的空间结构却不分子的空间结构却不同，什么原因？同，什么原因？思考:同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与NH3分子的的空分子的的空间结构也不同，什么原因？间结构也不同，什么原因？2021/6/167二、价层互斥理论二、价层互斥理论1.1.内容内容对ABn型的

3、分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价价层电子子对（包括成（包括成键键电子子对和未成和未成键的的孤孤对电子子对）之）之间由于存在排斥力，将使分子的由于存在排斥力，将使分子的几何构型几何构型总是采取是采取电子子对相互排斥最小的那相互排斥最小的那种构型，种构型，以使彼此之以使彼此之间斥力最小，斥力最小，分子体系分子体系能量最低能量最低,最稳定。最稳定。键电子子对和和孤孤对电子子对排斥力最小排斥力最小2021/6/168二、价层互斥理论二、价层互斥理论1.1.价层电子对（价层电子对（键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤对电子对孤对电子对）代表代表物物电子式电子式与中心原子结与中心原子结合

4、的原子数合的原子数键电子子对中心原子中心原子孤孤对电子子价层价层电子电子对数对数H2ONH3CO2CH4:HOH:HNH:H:HCH:HHOCO: : :2342224314404202=键个数键个数+中心原子上的孤对电子对个数中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数价层电子对数键电子对数键电子对数=与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子数2021/6/169中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数=（a-xb)a:对于原子：为中心原子的最外层电子数对于原子：为中心原子的最外层电子数(对于阳离子：对于阳离子：a为中心原子的为中心原子的最外层电子数减最外层电子数减去离子的电荷数；对于阴离子

5、：去离子的电荷数；对于阴离子：a为中心原子为中心原子的的最外层电子数加上离子的电荷数）最外层电子数加上离子的电荷数）x为与中心原子结合的原子数为与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为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为为1，其他原子为，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）该原子的最外层电子数）=键个数键个数+中心原子上的孤对电子中心原子上的孤对电子对个数对个数2、价层电子对数、价层电子对数2021/6/1610分子或分子或离子离子中心原中心原子子 a x b中心原子中心原子上的孤电上的孤电子对数子对数H2OO SO2 S NH4+ N CO32-C 6 1

6、5-1=40 4+2=60224132孤电子对的计算孤电子对的计算 6 212=（a-xb)2021/6/1611二、价层互斥理论二、价层互斥理论 剖析内容剖析内容对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价价层电子子对（包括成（包括成键键电子子对和未成和未成键的的孤孤对电子子对）之）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取是采取电子子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥斥力最小，分子体系力最小，分子体系能量最低能量最低能量最低能量最低, ,最稳定。最稳定。最稳定。最稳定。排斥力最小排斥力最小A202

7、1/6/16123.3.价电子对的空间构型即价电子对的空间构型即VSEPRVSEPR模型模型电子对数目电子对数目电子对数目电子对数目：234VSEPRVSEPR模型模型模型模型：二、价层互斥理论二、价层互斥理论直线直线直线直线平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形正四面体正四面体正四面体正四面体2021/6/1613分子或离分子或离子子价层电价层电子对数子对数目目键键电电子对数子对数孤电孤电子对子对数数VSEPR模模型及名称型及名称分子的立体分子的立体构型及名称构型及名称CO22CO32-3SO234. 4. VSEPRVSEPR模型应用模型应用预测分子立体构型预测分子立体构型232001C

8、OOCOOOSOO直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形V形形平面三角形平面三角形中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成并与成并与成并与成键电子对互相排斥键电子对互相排斥键电子对互相排斥键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去VSEPRVSEPR模型中的孤电子对模型中的孤电子对模型中的孤电子对模型中的孤电子对2021/6/1614应用反馈应用反馈化学式化学式中心原子中心原子 孤对电子孤对电子数数键电子键电子对数对数VSEPR模型模

9、型H H2 2S SBFBF3 3NHNH2 2- -2023空间构型空间构型V V形形平面三角形平面三角形V形形22平面三角形平面三角形四面体四面体四面体四面体2021/6/1615ABn 型分子的型分子的VSEPRVSEPR模型模型和立体结构和立体结构VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构立体结构 实 例 23平面平面三角三角形形2 0 AB2直线形直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形平面三角形 BF3V V形形SO2小结小结: :直线直线形形2021/6/1616价层电子对数 VSEPRVSEPR模型模型成键电

10、子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4正四正四面面体体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体正四面体 CH4三角锥形三角锥形 NH3V V形形H2O2021/6/16171、价层电子、价层电子对数对数：2直线型直线型CO2分子类型：分子类型：AB2CH2O2 2、价层电子、价层电子对数对数：3 3分子类型：分子类型：AB3BF3平面三角形平面三角形2021/6/16183 3、价层电子、价层电子对数对数：4 4CH4三角锥形三角锥形H2O角形角形正四面体正四面体NH3AB4AB3AB2分子类型分子类型成键电成键电子对数子对数孤对电孤对电子对数子对数40

11、3122正四面体正四面体2021/6/1619NH3 的空间构型的空间构型的空间构型2021/6/1620中心原子上无孤对电子的分子：中心原子上无孤对电子的分子：VSEPR模型就是其分子的立体结构。模型就是其分子的立体结构。中心原子上存在孤对电子的分子：中心原子上存在孤对电子的分子：先由价层电子对数得出含有孤对电子先由价层电子对数得出含有孤对电子的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩下的就是分子的立体结构。下的就是分子的立体结构。2021/6/16214、价层电子、价层电子对数对数：5PC

12、l5SF4ClF3三角双锥三角双锥变形四面体变形四面体T形形直线形直线形三角双锥角双锥I3-2021/6/16225 5、价层电子、价层电子对数对数：6 6八面体八面体SF6平面正方形平面正方形八面体八面体四方锥形四方锥形IF52021/6/16231.若若ABn型分子的中心原子型分子的中心原子A上没有未用于形上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（型，下列说法正确的（）A.若若n=2，则分子的立体构型为，则分子的立体构型为V形形B.若若n=3，则分子的立体构型为三角锥形，则分子的立体构型为三角锥形C.若若n=4，则分子

13、的立体构型为正四面体形，则分子的立体构型为正四面体形D.以上说法都不正确以上说法都不正确C2.用价层电子对互斥模型判断用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型的分子构型A、正四面体形、正四面体形B、V形形C、三角锥形、三角锥形D、平面、平面三角形三角形D2021/6/1624思考与交流思考与交流 1 1、甲烷分子呈正四面体结构，它的四个、甲烷分子呈正四面体结构，它的四个C-H键的键长相同，键角都是键的键长相同，键角都是10928 10928 ，四，四个个C-H键的性质完全相同键的性质完全相同 2 2、根据价键理论，甲烷形成四个根据价键理论，甲烷形成四个C-H键都键都应该是应该是键，然而键，然而

14、C原子最外层的四个电子分别原子最外层的四个电子分别2个个在球形在球形2S轨道、轨道、2个在相互垂直个在相互垂直2P轨道上，轨道上，用它们跟用它们跟4个氢原子的个氢原子的1S原子轨道重叠，不可能原子轨道重叠，不可能形成四面体构型的甲烷分子形成四面体构型的甲烷分子如何解决上列一对矛盾？如何解决上列一对矛盾？2021/6/1625 值得注意的是价层电子对互斥模值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，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。却无法解释许多深层次的问题。为了解决这一矛盾，为了解决这一矛盾，鲍林鲍林提出了提出了杂杂化轨道理论化轨道理论2021/6/1

15、626三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介-鲍林鲍林1 1、杂化：、杂化：杂化是指在形成分子时，由于原子的杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型相互影响，若干不同类型能量相近能量相近的原子轨道的原子轨道混杂起来，重新组合成一组新的原子轨道。这混杂起来，重新组合成一组新的原子轨道。这种重新组合的过程叫做种重新组合的过程叫做杂化杂化，所形成的新的轨，所形成的新的轨道称为道称为杂化轨道。杂化轨道。2 2、杂化的过程：、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在时，通常存在激发、杂化激发、杂化和和轨道重叠轨道重叠等过程。等过程。2s2p2s2psp

16、3激发激发杂化杂化C原子原子sp3杂化轨道形成过程杂化轨道形成过程2021/6/1627CH4分子的形成过程：分子的形成过程： 碳原子碳原子2s2s轨道中的一个电子吸收能量跃迁到轨道中的一个电子吸收能量跃迁到2p2p轨道上，这个过程称为轨道上，这个过程称为激发激发。但此时各个轨道。但此时各个轨道的能量并不完全相同，于是一个的能量并不完全相同，于是一个2s2s轨道和三个轨道和三个2p2p轨道轨道“混杂混杂”起来，形成能量相等，成份相同的起来，形成能量相等，成份相同的四个四个spsp3 3杂化轨道，然后四个杂化轨道，然后四个spsp3 3杂化轨道上的电杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个子间相互排斥

17、，使四个spsp3 3杂化轨道杂化轨道指向空间距指向空间距离最远的正四面体的四个顶点离最远的正四面体的四个顶点，碳原子四个，碳原子四个spsp3 3杂化轨道分别与四个氢原子的杂化轨道分别与四个氢原子的1s1s轨道形成四个相轨道形成四个相同的同的spsp3 3键，从而形成键，从而形成CH4分子。由于四个分子。由于四个C-H键键完全相同，所以形成的完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体，键分子为正四面体，键角为角为10928 10928 2021/6/1628sp3C：2s22p2 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重新组合成并重新组合成4个能量与个能量与形状完全相同的轨道。形状

18、完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为我们把这种轨道称之为 sp3杂化杂化轨道轨道。为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?2021/6/1629 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的能量和键角都完全相同的S-SP3键，从而构成一键，从而构成一个正四面体构型的分子。个正四面体构型的分子。 109282021/6/16

19、303.3.杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点(1) (1) 发生轨道杂化的原子一定是发生轨道杂化的原子一定是中心原子。中心原子。(2) (2) 参加杂化的各原子轨道参加杂化的各原子轨道能量要相近能量要相近（同一能（同一能 级组或相近能级组的轨道）。级组或相近能级组的轨道）。(3) (3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。杂化轨道的能量、形状完全相同。(4) (4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨 道数目道数目等于等于形成的杂化轨道数目；杂化后原形成的杂化轨道数目；杂化后原 子轨道方向改变，杂化轨道在成键时更子轨道方向改变，杂化轨道在成键时更有利有

20、利 于轨道间的重叠于轨道间的重叠(5) (5) 杂化轨道在杂化轨道在空间构型空间构型上都具有一定的上都具有一定的对称性对称性 （以减小化学键之间的排斥力）。（以减小化学键之间的排斥力）。(6)(6)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。2021/6/16314 4、杂化轨道的类型、杂化轨道的类型（1 1） sp杂化：杂化： sp杂化轨道是由一个杂化轨道是由一个ns轨道和轨道和一个一个np轨道组合而成的。轨道组合而成的。sp杂化轨道的夹角是杂化轨道的夹角是180180，呈直线形。例如，气态的，呈直线形。例如，气态的BeCl2分子的分子的结构。结构。Be原

21、子的电子层结构是原子的电子层结构是1s22s2，从表面，从表面上看上看Be原子似乎不能形成共价键，但是在激发原子似乎不能形成共价键，但是在激发状态下，状态下，Be的一个的一个2s电子进入电子进入2p轨道，经过杂轨道，经过杂化形成两个化形成两个sp杂化轨道，与氯原子中的杂化轨道，与氯原子中的3p轨道轨道重叠形成两个重叠形成两个sp-p 键。由于杂化轨道间的夹键。由于杂化轨道间的夹角为角为180180，所以形成的，所以形成的BeCl2分子的空间结构分子的空间结构是直线形的。是直线形的。2021/6/16322s2p2s2psp激发激发杂化杂化Be原子原子sp杂化轨道形成过程杂化轨道形成过程BeBe

22、原子基态原子基态激发态激发态杂化态杂化态2021/6/1633sp杂化轨道的形成过程 xyzxyz zxyzxyz180每个每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有含有1/2 s 轨道和轨道和1/2 p 轨道的成分轨道的成分两个轨道间的夹角为两个轨道间的夹角为180，呈，呈直线型直线型 sp 杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与1个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成2个个sp杂化轨道。杂化轨道。2021/6/1634 sp杂化是一个杂化是一个s轨道和一个轨道和一个p轨道组合而成轨道组合而成的，每个的，每个sp杂化轨道含有（杂化轨道含有（1/21/2）

23、s s和（和（1/21/2）p的的成分，杂化轨道间的夹角为成分，杂化轨道间的夹角为180180，呈直线型。，呈直线型。 为什么铍原子的四个电子不单独分占四个轨道，为什么铍原子的四个电子不单独分占四个轨道，进而形成四个杂化轨道呢？进而形成四个杂化轨道呢？这是因为组成杂化轨道这是因为组成杂化轨道的原子轨道，要求的原子轨道，要求能量相差不能太大能量相差不能太大。2s轨道和轨道和2p 轨道在能量上是比较接近的，而轨道在能量上是比较接近的，而2s、2p 和和1s相比能量相差较大，不易形成杂化轨道。相比能量相差较大，不易形成杂化轨道。你还能说出哪些分子的中心原子采取的是你还能说出哪些分子的中心原子采取的是

24、sp杂化？杂化？ CO2、C2H2等，也就是当等，也就是当中心原子价层电中心原子价层电子对数为子对数为2 2时，这个中心原子就进行了时，这个中心原子就进行了sp杂化杂化2021/6/1635（2 2） sp2杂化杂化： sp2杂化轨道是由一个杂化轨道是由一个ns轨道轨道和两个和两个np轨道组合而成的。轨道组合而成的。sp2杂化轨道的夹杂化轨道的夹角是角是120，呈平面三角形。例如，呈平面三角形。例如，BF3分子的分子的结构，结构，B原子的电子层结构是原子的电子层结构是1s22s22pX1，当，当硼与氟反应时，硼与氟反应时，B的一个的一个2s电子电子激发激发到一个空到一个空的的2p轨道中，使轨道

25、中，使B原子的电子层结构变为原子的电子层结构变为1s22s12pX12pY1。B原子的原子的2s轨道和两个轨道和两个2p轨轨道道杂化组合杂化组合成三个成三个sp2杂化轨道，杂化轨道，B原子三个原子三个sp2杂化轨道分别与氟原子的各一个杂化轨道分别与氟原子的各一个2p2p轨道重叠轨道重叠形成三个形成三个sp2-p键。由于键。由于三个三个sp2杂化轨道在杂化轨道在同一平面上，同一平面上，而且夹角为而且夹角为120，所以形成的，所以形成的BF3分子的空间结构是平面三角形。分子的空间结构是平面三角形。2021/6/16362s2p2s2psp2激发激发杂化杂化 B原子原子spsp2 2杂化轨道形成过程

26、杂化轨道形成过程B B原子基态原子基态激发态激发态杂化态杂化态2021/6/1637sp2杂化轨道的形成过程 xyzxyz zxyzxyz120 每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨道的成分轨道的成分 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与2个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化, 形成形成3个个sp2 杂化轨道。杂化轨道。2021/6/1638 sp2杂化是一杂化是一个个s轨道和轨道和两个两个p轨道组合而成的，每个轨道组合而

27、成的，每个sp2杂化轨道含有杂化轨道含有（1/3）s和和（2/3）p的成分，杂化轨道的成分，杂化轨道间的夹角为间的夹角为120120，呈平面三，呈平面三角角形形。如。如BF3分子分子BFFF120 你还能说出哪些分子的中心原子采取的是你还能说出哪些分子的中心原子采取的是sp2杂化？杂化？CH2O、C2H4、SO2等，也就是当等，也就是当中心原中心原子价层电子对数为子价层电子对数为3时，这个中心原子就进行时，这个中心原子就进行了了sp2杂化杂化2021/6/1639(3) sp(3) sp3 3杂化杂化-四面体形四面体形 在学习价层电子对互斥模型时我们知道，在学习价层电子对互斥模型时我们知道，H

28、2O和和NH3的的VSEPR模型跟甲烷一样，也是四模型跟甲烷一样，也是四面体形的，因此它们的中心原子也是采取面体形的，因此它们的中心原子也是采取sp3杂化的。所不同的是，水分子的氧原子的杂化的。所不同的是，水分子的氧原子的sp3杂化轨道有杂化轨道有2个孤对电子占据的，而氨分子的个孤对电子占据的，而氨分子的氮原子的氮原子的sp3杂化轨道有杂化轨道有1 1个由孤对电子占据个由孤对电子占据。你还能说出哪些分子的中心原子采取的是你还能说出哪些分子的中心原子采取的是spsp3 3杂化？杂化？NH3、H2O、CX4、H2S、CH2X2等，也等，也就是当就是当中心原子价层电子对数为中心原子价层电子对数为4时

29、，这个中时，这个中心原子就进行了心原子就进行了sp3杂化，烷烃和其它化合物杂化，烷烃和其它化合物分子中的饱和碳原子均为分子中的饱和碳原子均为sp3杂化。杂化。2021/6/1640sp3杂化轨道的形成过程 xyzxyz zxyzxyz10928 sp3杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与3个个p 轨道进行的杂化轨道进行的杂化,形成形成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。 每个每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有含有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分轨道的成分 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为109.5， 空间构型为空间构型为正四

30、面体型正四面体型2021/6/1641杂杂 化化 类类 型型spsp2sp3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道 杂杂 化化 轨轨 道道 数数 杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角 空空 间间 构构 型型 实实 例例 5.5.三种三种spsp杂化轨道类型的比较杂化轨道类型的比较 1个个s+2个个p1个个s+1个个p1个个s+3个个p2个个sp杂化杂化轨道轨道3个个sp2杂化轨道杂化轨道4个个sp3杂化轨道杂化轨道18012010928直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形BeCl2BF3CH42021/6/16426 6、几点说明、几点说明（1）杂化轨道只用于形成）杂化轨道只用于形成键或

31、者用来容纳未键或者用来容纳未 参与成键的孤对电子。参与成键的孤对电子。（2）未参与杂化的）未参与杂化的p p轨道，可用于形成轨道，可用于形成键键（3）有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂）有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂 化轨道化轨道（4）利用中心原子杂化轨道类型可直接判断分）利用中心原子杂化轨道类型可直接判断分 子的立体结构子的立体结构 杂化轨道的电子云一头大，一头小，杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键成键时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。即从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成杂化轨道增强了成键能力键能力 .20

32、21/6/1643H2O原子原子轨道杂化轨道杂化 O原子：原子：2s22p4 有有2个个单电子，可形成单电子，可形成2个共价键，个共价键，键角应当是键角应当是109.5，Why? 2s2p2 对孤对电子对孤对电子杂化杂化不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对2021/6/1644排斥力排斥力：孤电子对：孤电子对- -孤电子对孤电子对 孤电子对孤电子对- -成键电子对成键电子对 成键电子对成键电子对- -成键电子对成键电子对2021/6/1645三、杂化理论简介三、杂化理论简介

33、4.4.杂化类型判断：杂化类型判断：因为杂化轨道只能用于形成因为杂化轨道只能用于形成键或用来容键或用来容纳孤电子对，故有纳孤电子对，故有 杂化化类型的判断方法：先确定分子或离子的型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比模型，然后就可以比较方便地确定中心方便地确定中心原子的原子的杂化化轨道道类型。型。=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数杂化轨道数=中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数2021/6/1646例例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表

34、物物质价价电子子对数数中心原中心原子子杂化化轨道道类型型杂化化轨道道/电子子对空空间构型构型轨道道夹角角分子空分子空间构型构型键角角气气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形正四正四面体面体180180120109.5直线形直线形直线形直线形平面三平面三角形角形正四正四面体面体V形形三角三角锥形锥形180180120109.5109.5104.5107.3107.3课堂练习课堂练习2021/6/1647试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子

35、的成键情况成键情况2021/6/1648 C C原子在形成乙烯分子时，碳原子的原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s2s轨道与轨道与2 2个个2p2p轨道发生杂化，形成轨道发生杂化，形成3 3个个spsp2 2杂化轨道，伸向平面正杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个三角形的三个顶点。每个C C原子的原子的2 2个个spsp2 2杂化轨道分杂化轨道分别与别与2 2个个H H原子的原子的1s1s轨道形成轨道形成2 2个相同的个相同的键，各自剩键，各自剩余的余的1 1个个spsp2 2杂化轨道相互形成一个杂化轨道相互形成一个键，键，各自没有杂各自没有杂化的化的l l个个2p2p轨道则垂直于杂化轨道

36、所在的平面，彼此轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成肩并肩重叠形成键。键。所以，在乙烯分子中双键由一所以，在乙烯分子中双键由一个个键和一个键和一个键构成。键构成。2021/6/1649 C C原子在形成乙炔分子时发生原子在形成乙炔分子时发生spsp杂化，两个杂化，两个碳原子以碳原子以spsp杂化轨道与氢原子的杂化轨道与氢原子的1s1s轨道结合形成轨道结合形成键。各自剩余的键。各自剩余的1 1个个spsp杂化轨道相互形成杂化轨道相互形成1 1个个键，键，两个碳原子的未杂化两个碳原子的未杂化2p2p轨道分别在轨道分别在Y Y轴和轴和Z Z轴轴方向重叠形成方向重叠形成键。键。所以乙炔分

37、子中碳原子间以所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。叁键相结合。2021/6/16502021/6/1651大 键 C6H6 sp sp2 2杂化杂化2021/6/1652下列关于苯分子的描述不正确的是下列关于苯分子的描述不正确的是A A、苯分子中的碳原子均以、苯分子中的碳原子均以spsp2 2杂化方式成键，杂化方式成键，形成形成120120的三个的三个spsp2 2杂化轨道，故为正六边形杂化轨道，故为正六边形的碳环的碳环B B、每个碳原子还有一个未参与杂化的、每个碳原子还有一个未参与杂化的2p2p轨道以轨道以“肩并肩肩并肩”形式形成一个大形式形成一个大键键C C、苯分子中所有原子共面，六个碳碳

38、键完全相、苯分子中所有原子共面，六个碳碳键完全相同，分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的同，分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊的键一种特殊的键D D、邻二甲苯存在同分异构体、邻二甲苯存在同分异构体D2021/6/1653已知：杂化轨道只用于形成已知：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子键或者用来容纳孤对电子杂化轨道数杂化轨道数0+2=2SP直线形直线形0+3=3SP2平面三角形平面三角形0+4=4SP3正四面体形正四面体形1+2=3SP2V形形1+3=4SP3三角锥形三角锥形2+2=4SP3V形形代表物代表物杂化轨道数杂化轨道数 杂化轨道类型杂化轨道类型分子结构分子结构CO2CH

39、2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：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中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数2021/6/1654杂化类型杂化类型参加杂化的参加杂化的轨道轨道杂化轨道数杂化轨道数分子空间构型分子空间构型实实 例例价层电子价层电子对数对数s+ps+(2)ps+(3)p243四面体四面体234spsp2sp3小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道间杂化轨道间的夹角的夹角直线形直线形三角形三角形三角锥三角锥V V型型109.5 2021/6/1655判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：判断分

40、子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：1 1、对于、对于主族元素主族元素来说，来说，中心原子的杂化轨道数中心原子的杂化轨道数= =价层电子数价层电子数= =键电子键电子对数（中心原子结合的电子数）对数（中心原子结合的电子数）+ +孤电子对数孤电子对数规律：规律：当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为4 4时，其杂化类型时，其杂化类型为为spsp3 3杂化，杂化，当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为3 3时，其杂化类型时，其杂化类型为为spsp2 2杂化，杂化，当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为2 2时，其杂化类型时，其杂化类型为为spsp杂化。杂

41、化。2021/6/16562 2、通过看中心原子有没有形成双键或三键来判、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。断中心原子的杂化类型。规律：规律：如果有如果有1 1个三键或两个双键，则其中有个三键或两个双键，则其中有2 2个个键，键，用去用去2 2个个p p轨道，形成的是轨道，形成的是spsp杂化；杂化；如果有如果有1 1个双键则其中必有个双键则其中必有1 1个个键，用去键，用去1 1个个P P轨道，形成的是轨道，形成的是spsp2 2杂化；杂化；如果全部是单键，则形成如果全部是单键，则形成spsp3 3杂化。杂化。2021/6/1657例题例题1 1、下列分子中的中心原

42、子杂化轨道的类型相同、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是的是A、CO2与与SO2B、CH4与与NH3C、BeCl2与与BF3D、C2H4与与C2H22 2、为什么、为什么CH4、NH3与与H2O分子中中心原子的杂分子中中心原子的杂化轨道的类型都是化轨道的类型都是spsp3 3杂化，但三者的空间构型杂化，但三者的空间构型却大不相同？却大不相同？CH4、NH3与与H2O分子中中心原子的杂化轨道的类分子中中心原子的杂化轨道的类型都是型都是spsp3 3杂化，为四面体。其中杂化，为四面体。其中CH4中四个占据中四个占据四个顶点，而四个顶点，而NH3与与H2O中分别有一对和两对孤对中分别有一对和

43、两对孤对电子占据了四面体的顶点，所以电子占据了四面体的顶点，所以B2021/6/16583 3、BF3是平面三角形，但是平面三角形，但NF3却是三角锥形，却是三角锥形，试用杂化轨道理论加以说明。试用杂化轨道理论加以说明。在在BFBF3 3中中B B原子以三个原子以三个spsp2 2杂化轨道分别与三个杂化轨道分别与三个F F原原子的子的2p2p轨道形成三个轨道形成三个spsp2 2-p -p 键。由于键。由于三个三个spsp2 2杂杂化轨道在同一平面上，化轨道在同一平面上，而且夹角为而且夹角为120120，所以，所以形成的形成的BFBF3 3分子的空间结构是平面三角形。分子的空间结构是平面三角形

44、。而而NFNF3 3中中N N原子形成四个原子形成四个spsp3 3杂化轨道，其中有一个杂化轨道，其中有一个杂化轨道被一对孤对电子占据，其余三个杂化轨杂化轨道被一对孤对电子占据，其余三个杂化轨道分别与三个道分别与三个F F原子的原子的2p2p轨道形成三个轨道形成三个spsp3 3-p -p 键，键，由于孤对电子对对成键电子对的排斥作用，致使由于孤对电子对对成键电子对的排斥作用，致使spsp3 3-p -p 键的键角小于键的键角小于10928 10928 。所以。所以NFNF3 3分子分子几何构形是三角锥形。几何构形是三角锥形。2021/6/1659练练习习1 1在在乙乙烯烯分分子子中中有有5个

45、个键键、一一个个键键，它们分别是它们分别是 （ ）A Asp2杂杂化化轨轨道道形形成成键键、未未杂杂化化的的2p轨轨道道形形成成键键B Bspsp2 2杂杂化化轨轨道道形形成成键键、未未杂杂化化的的2p轨轨道道形形成成键键C CC-H之之间间是是sp2形形成成的的键键，C-C之之间间是是未未参参加杂化的加杂化的2p轨道形成的轨道形成的键键D DC-C之之间间是是sp2形形成成的的键键，C-H之之间间是是未未参参加杂化的加杂化的2p轨道形成的轨道形成的键键A 2 2下列分子的中心原子形成下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是杂化轨道的是 AH2OBNH3CC2H4DCH4C2021/6/166

46、03 3有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是 A A两个碳原子采用两个碳原子采用sp杂化方式杂化方式B B两个碳原子采用两个碳原子采用sp2杂化方式杂化方式C C每个碳原子都有两个未杂化的每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成轨道形成键键D D两个碳原子形成两个两个碳原子形成两个键键B4 4氨氨气气分分子子空空间间构构型型是是三三角角锥锥形形，而而甲甲烷烷是是正正四面体形，这是因为四面体形，这是因为 （ ）A A两两种种分分子子的的中中心心原原子子的的杂杂化化轨轨道道类类型型不不同同，NH3为为sp2型杂化，而型杂化，而CH4是是sp3型杂化。型杂化。B B

47、NH3分分子子中中N原原子子形形成成三三个个杂杂化化轨轨道道，CH4分分子中子中C原子形成原子形成4个杂化轨道。个杂化轨道。C CNH3分分子子中中有有一一对对未未成成键键的的孤孤对对电电子子，它它对对成成键电子的排斥作用较强。键电子的排斥作用较强。C2021/6/1661为什么为什么CuSO45H2O晶体是蓝色而无水晶体是蓝色而无水CuSO4是白色？是白色？Cu(H2O)42+SO42 天蓝色天蓝色 天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色 无色无色 无色无色 无色无色Na+Cl-K+Br-K+固体固体溶液颜色溶液颜色无色离子：无色离子：CuSO4CuCl22H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么离子

48、呈天蓝色：什么离子呈天蓝色：白色白色白色白色白色白色 白色白色绿色绿色深褐色深褐色思考与交流思考与交流1 12021/6/1662Cu(H2O)42+平面正方形结构平面正方形结构2021/6/1663Cu2+与与H2O是如何结合的呢？是如何结合的呢？思考与交流思考与交流22021/6/1664四、配合物理论简介四、配合物理论简介1. 1. 配位键配位键 （1 1）概念：成键的两个原子一方提供孤对电）概念：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的子，一方提供空轨道而形成的共价键共价键 （2 2）形成条件：一方提供孤对电子，一方提）形成条件：一方提供孤对电子，一方提供空轨道供空轨道注

49、意：注意：配位键是一种特殊的共价键配位键是一种特殊的共价键配位键同样具有饱和性和方向性配位键同样具有饱和性和方向性H3O+、NH4+中含有配位键中含有配位键2021/6/1665（3 3）配位键的表示方法）配位键的表示方法ABHOHHCu H2OH2OH2OOH22+请你写出请你写出NH4+的配位键的表示法？的配位键的表示法？2021/6/1666课堂反馈课堂反馈 讨论在讨论在NH3BF3中，何种元素的原子提供孤对中，何种元素的原子提供孤对电子，何种元素的原子接受孤对电子电子，何种元素的原子接受孤对电子? ?写出写出NH3BF3的结构式的结构式NH3中中N原子提供孤对电子原子提供孤对电子BF3

50、中的中的B原子提供空轨道接受孤对电子原子提供空轨道接受孤对电子NHHHBFFF2021/6/16672. 2. 配位化合物（配合物）配位化合物（配合物）（1 1）概念：由提供孤对电子对的配体与接受孤对）概念：由提供孤对电子对的配体与接受孤对电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。 或把金属离子（或原子）与某些分子或离子或把金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物。（称为配体）以配位键结合形成的化合物。 配合物种类已超过数百万；配合物种类已超过数百万； 配位键的强度有大有小，因而有的配合物配位键的强度有大有小，因而有的配合

51、物很稳定，有的不稳定；很稳定，有的不稳定； 许多过渡元素金属离子对多种配体具有很许多过渡元素金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属的配合物多。属的配合物多。2021/6/16683.3.配合物的组成配合物的组成Cu(NH3)4SO4中心原子中心原子配位体配位体 配位数配位数内界内界外界外界配离子配离子相关说明：相关说明：中心原子：中心原子：也称配位体的形成体，一般是带也称配位体的形成体，一般是带正电荷的阳离子，主要是过渡金属的阳离子，正电荷的阳离子，主要是过渡金属的阳离子，但也有中性原子。如：但也有中性原子。如：Ni(CO)5

52、、Fe(CO)5中的中的Ni和和Fe都是中性原子都是中性原子2021/6/1669配位体：配位体：配位体可以是阴离子，如配位体可以是阴离子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子，如等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位体中直接同中心原子、醇、胺、醚等。配位体中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子是必须含有孤对电配合的原子叫做配位原子。配位原子是必须含有孤对电子的原子，如子的原子，如NHNH3 3中的中的N N原子，原子，H2O分子中的分子中的O原子，配原子，配位原子常是位原子常是VA、VIA、VIIA主族元素的原子。

53、主族元素的原子。配位数：配位数：直接同中心原子（或离子）配位的原子（离直接同中心原子（或离子）配位的原子（离子或分子）总的数目。一般中心原子（或离子）的配位子或分子）总的数目。一般中心原子（或离子）的配位数为数为2、4、6、8。在计算中心离子的配位数时，一般。在计算中心离子的配位数时，一般是先在配离子中找出中心离子和配位体，接着找出配位是先在配离子中找出中心离子和配位体，接着找出配位原子数目。如：原子数目。如： Co(NH3)4Cl2Cl配位数是配位数是6。2021/6/1670CuSO45H2O是配合物是配合物向硫酸铜水溶液中向硫酸铜水溶液中加入氨水加入氨水2021/6/1671蓝色沉淀蓝色

54、沉淀深蓝色的透明溶液深蓝色的透明溶液实验实验2-2现现象象向硫酸铜水溶向硫酸铜水溶液中加入氨水液中加入氨水继续加入氨水继续加入氨水加入乙醇加入乙醇深蓝色的晶体深蓝色的晶体产生现象的原因：产生现象的原因：Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH-深蓝色的晶体深蓝色的晶体: Cu(NH3)4SO4H2O2021/6/1672Cu(NH3)42+离子离子NH3NH3NH3H3NCu2+2+2021/6/1673实验实验2-3在盛有氯化铁溶液（或任何含在盛有氯化铁溶液（或任何含有的有的Fe3+溶液）的试管中滴加溶液）的试管中滴加硫氰化钾（硫

55、氰化钾（KSCN）溶液）溶液现象：生成血红色溶液现象：生成血红色溶液原因：生成原因：生成Fe(SCN)n3-n(n=16)作用：检验或鉴定作用：检验或鉴定Fe3+，用于电影特技和，用于电影特技和魔术表演魔术表演2021/6/1674配位键的强度有大有小。当遇上配合能力更强的配体时，由配位键的强度有大有小。当遇上配合能力更强的配体时，由一种配离子可能会转变成另一种更稳定的配离子。一种配离子可能会转变成另一种更稳定的配离子。Fe3+SCN-Fe(SCN)2+硫氰酸根硫氰酸根血红色血红色观观 察：在上述察：在上述血红色溶液中加入血红色溶液中加入NaFNaF溶液有溶液有 什么现象？什么现象？Fe(SC

56、N)2+6F-FeF63-+SCN- 血红色血红色无色无色结论：结论：配离子中的中心离子配离子中的中心离子（电子对接受体电子对接受体）通常是金属离子，尤通常是金属离子，尤其是其是过渡金属离子过渡金属离子；配位体中的配位原子配位体中的配位原子（电子对给予体电子对给予体 ）通常是通常是主族非金属原子。主族非金属原子。现象：现象：溶液变成血红色溶液变成血红色2021/6/1675在晶体、气态或溶液中配离子的存在状态不变在晶体、气态或溶液中配离子的存在状态不变化，配位化合物内界和外界为离子键完全电离化，配位化合物内界和外界为离子键完全电离。配合物也有异构现象。如配合物也有异构现象。如Pt（NH3）2C

57、l2分子分子有二种结构有二种结构配合物具有一定的稳定性，配合物中配位键配合物具有一定的稳定性，配合物中配位键越强，配合物越稳定。配位原子的电负性越大越强，配合物越稳定。配位原子的电负性越大或配位体的碱性越强，配合物越不稳定。或配位体的碱性越强，配合物越不稳定。配合物的性质配合物的性质配离子在改变条件时可能被破坏。（加强热、配离子在改变条件时可能被破坏。（加强热、形成溶解度很小的沉淀、加入氧化剂和还原剂、形成溶解度很小的沉淀、加入氧化剂和还原剂、加入酸或碱）加入酸或碱）2021/6/1676配合物的应用配合物的应用a a 在生命体中的应用在生命体中的应用 b b 在医药中的应用在医药中的应用c

58、c 配合物与生物固氮配合物与生物固氮 d d 在生产生活中的应用在生产生活中的应用王水溶金王水溶金叶绿素叶绿素血红蛋白血红蛋白抗癌药物抗癌药物酶酶维生素维生素B12B12钴配合物钴配合物含锌的配合物含锌的配合物含锌酶有含锌酶有8080多种多种固氮酶固氮酶照相技术的定影照相技术的定影电解氧化铝的助熔剂电解氧化铝的助熔剂Na3AlF6热水瓶胆镀银热水瓶胆镀银HAuCl42021/6/1677卟啉配合物叶绿素的结构卟啉配合物叶绿素的结构叶绿素中心离子：叶绿素中心离子：Mg2+血红素中心离子：血红素中心离子：亚铁离子亚铁离子维生素维生素B12中心离子：中心离子：钴离子钴离子2021/6/1678 配合

59、物的盐与复盐的比较配合物的盐与复盐的比较复盐：复盐： 能电离出两种或两种以上阳离子的盐如明矾能电离出两种或两种以上阳离子的盐如明矾 KAl(SO4)212H2O、光卤石光卤石 KClMgCl26H2O等，等，仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各组分离子：组分离子： KAl(SO4)212H2O (溶于水溶于水) K+ +Al3+ 2SO42- +12 H2O KCl MgCl2 6H2O (溶于水溶于水) K+ +Mg2+ + 3Cl- + 6H2O配合物盐：是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在配合物盐：是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子：着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子： Cu(NH3)4SO4H2O Cu(NH3)42+ + SO42- + H2O2021/6/1679巩固练习巩固练习1 1、气态氯化铝（、气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化）是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。AlClClClClAlClCl2021/6/1680 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！