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1、专题四专题四 分子空间结构与物质性质分子空间结构与物质性质第一单元第一单元 分子构型与物质的性质分子构型与物质的性质分子的空间构型分子的空间构型 C C原子与原子与H H原子结合形成的分子为什么是原子结合形成的分子为什么是CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2或或CHCH3 3？CHCH4 4分子为什么具有正分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为相同为1091092828）？）？2s 2p2s 2p2s 2p2s 2px x x x 2p 2p 2p 2py y y y 2p 2p 2p 2pz z z z C原子轨道杂化前后的
2、变与不变原子轨道杂化前后的变与不变变：轨道的形状和伸展发向变：轨道的形状和伸展发向不变：原子轨道数不变不变：原子轨道数不变 S和和P的三种杂化的三种杂化杂化类型杂化类型SPSP2SP3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道杂化轨道数杂化轨道数杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角空间构型空间构型实实 例例1个个S 1个个P1个个S 3个个P1个个S 2个个P2个个SP3个个SP24个个SP3180120109.5直线形直线形正三角形正三角形正四面体正四面体BeCl2BF3CH4有机分子有机分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6碳原子轨碳原子轨道道杂化方式杂化方式sp3sp2spsp2分子形状分子形状特点
3、特点正四面体正四面体平面结构平面结构直线型直线型平面结构平面结构 共价分子的几何外形取决于分子共价分子的几何外形取决于分子价层电子对数目和类型价层电子对数目和类型。价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论确定分子空间构型的简易方法：确定分子空间构型的简易方法：A的价的价电电子子对对数数234A的的杂杂化化轨轨道数道数234杂杂化化类类型型spsp2sp3A的价的价电电子空子空间间构型构型 直直线线型型平面三角形平面三角形正四面体正四面体对于对于ABmABm型分子或离子，其中心原子型分子或离子，其中心原子A A的杂化轨道的杂化轨道数恰好与数恰好与A A的价电子对数相等。的价电子对数相等。 对于对于
4、ABm型分型分子或离子，其中心原子子或离子，其中心原子A的的价电子对数可依如下公式算得价电子对数可依如下公式算得:1 1、推断分子空间构型的具体步骤：、推断分子空间构型的具体步骤：2、ABm型型分子的价电子对数分子的价电子对数n的确定的确定=2中心原子中心原子A的价电子数的价电子数+配位原子配位原子B提供的价电子数提供的价电子数m 离子电荷数离子电荷数（1）对于主族元素，中心原子价电子数）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配最外层电子数，配位原子中氢或卤素原子提供价电子数为位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算作为配位原子时按不提供价电子
5、计算，作中心原，作中心原子时价电子数为子时价电子数为6；（3）离子的价电子对数计算）离子的价电子对数计算NH4+ ： SO42- ：如：如：PCl3 中中； 42315= =+ += =n421415= =- -+ += =n42206= =+ + += =nn例例3：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物物质质价价电电子子对对数数中心原中心原子子杂杂化化轨轨道道类类型型杂杂化化轨轨道道/电电子子对对空空间间构型构型轨轨道道夹夹角角分子空分子空间间构型构型键键角角气气态态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl
6、322344444spspspspspsp2 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课堂练习课堂练习价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对形成键的共用电子对和孤电子对的空间构型；而分子的空间构型指的是形成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型 孤对电子孤对电子=0: 分子的空间构型分子的空间构型=电子对的空间构型电子对的空间
7、构型n= (2+2)=2 直线形直线形n= (3+3)=3 平面三角形平面三角形n= (4+4)=4 四面体四面体例如：例如：孤对电子孤对电子0 ：分子的空间构型不同于电子对：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。的空间构型。3411 2SnCl2平面三角形平面三角形 V形形NH3四面体四面体 三角锥三角锥H2O四面体四面体 V形形n孤对孤对电子电子电子对的电子对的空间构型空间构型分子的分子的空间构型空间构型例例 不等性不等性spsp3 3杂化杂化N：2s22p3O：2s22p4例例3：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物
8、物质质价价电电子子对对数数中心原中心原子子杂杂化化轨轨道道类类型型杂杂化化轨轨道道/电电子子对对空空间间构型构型轨轨道道夹夹角角分子空分子空间间构型构型键键角角气气态态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl3直线形直线形直线形直线形平面三角平面三角形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课堂练习课堂练习例例3：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物物质质价价电电子子对对数数中心原中心原子子杂杂化化轨轨道道类类型型杂杂化化轨轨道道/电电子子对
9、对空空间间构型构型轨轨道道夹夹角角分子空分子空间间构型构型键键角角气气态态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1 1、下列分子或离子中，空间构型为下列分子或离子中，空间构型为V V型的型的是是( (）A A、CSCS2 2 B B、H H2 2Se CSe C、HC
10、N DHCN D、IClICl思考、讨论思考、讨论3 3、下列分子和离子中，中心原子的价电子下列分子和离子中，中心原子的价电子对几何构型为四面体，且分子对几何构型为四面体，且分子( (离子离子) )空间空间构型为构型为V V形的是（形的是（ ） A A、NHNH4 4+ + B B、SOSO2 2 C C、H H3 3O O+ + D D、OFOF2 2 2 2、下列分子中哪一个分子的空间构型为正下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体（）四面体（）A A、CHClCHCl3 3 B B、CHCH3 3Cl CCl C、BBrBBr3 3 D D、SnClSnCl4 4 思考、讨论思考、讨论分
11、分子子中心原中心原子的价子的价电子对电子对数数电子对的空电子对的空间排布间排布中心原中心原子的孤子的孤对电子对电子对对分子的空分子的空间构型间构型中心原子中心原子的杂化轨的杂化轨道类型道类型SiCl4CS2BF3PCl3OF2SO2423443正四面体正四面体0正四面体正四面体SP3直线直线直线直线0SPSP3SP2SP3SP2平面三角形平面三角形2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平面三角形平面三角形011三角锥三角锥V形形V形形课堂练习课堂练习等电子原理等电子原理具具有有相相同同价价电电子子数数(指指全全部部电电子子总总数数或或价价电电子子总总数数)和和相相同同原原子子数
12、数的的分分子子或或离离子子具具有有相相同同的的结结构构特特征征，这这个个原原理理称称为为“等等电电子子原原理理”。符符合合此此条条件件的的分分子子或或离离子子互互为为等等电电子子体体。利利用用等等电电子子原原理可以判断一些理可以判断一些简单简单分子或离子的空分子或离子的空间间构型。构型。1N2、CO、CN、OH- ，都都是是双双原原子子分分子子或或离离子子，价价电电子子总总数数为为10，两两个个原原子子间间都都以以叁叁键键相相结结合，合，叁键叁键中有中有1个个键键，2个个键键。6等电子体不仅有相似的空间构型，而且有相似的性质。如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体AlP、GaAs也是良好的半导体材料。 1. SPSP型的三种杂化型的三种杂化杂化类型杂化类型SPSPSPSP2 2SPSP3 3杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角空间构型空间构型实实 例例价电子对数价电子对数n180120109.5直线形直线形正三角形正三角形正四面体正四面体BeCl2 C2H2BF3 C2H4CH4 CCl4课堂课堂小结小结ABm型分子型分子的价电子对数的价电子对数n的确定的确定=2中心原子中心原子A的价电子数的价电子数+配位原子配位原子B提供的价电子数提供的价电子数m 离子电荷数离子电荷数n342
