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1、2024/8/261第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型知知 识识 回回 顾顾价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 分子的立体构型是分子的立体构型是分子的立体构型是分子的立体构型是“价层电子对价层电子对价层电子对价层电子对”相互排斥的结构。相互排斥的结构。相互排斥的结构。相互排斥的结构。价层电子对价层电子对 = = 键电子对键电子对 + + 未成键的未成键的孤电子对孤电子对价层电子对互斥模型（价层电子对互斥模型（VSEPRVSEPR） ABn立体构型立体构型范例范例2直线形直线形CO23平面三角形平面三角形BF34正四面体形正四面体形CH4练习：练习：利用价层电子对互斥理论确定利用价层电
2、子对互斥理论确定SOSO2 2、POPO4 43 3- -、SOSO3 32-2-的的VSEPRVSEPR模型模型和它们的立体构型和它们的立体构型2024/8/2631.1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成碳原子与氢原子结合形成CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2 ？C原子轨道排布原子轨道排布图图1s22s22p2H原子轨道排布图原子轨道排布图1s12024/8/264sp3C：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个个能量与形状完全相同的轨道。能量与形状完全相同的轨道。
3、我们把这种轨道称之我们把这种轨道称之为为 spsp3 3杂化轨道杂化轨道。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/265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?杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/266三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介1.1.概念：概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型不同类型能能量相近量相近的原子轨道的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫混合起来，重新组合成一组
4、新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道杂化轨道。2.2.要点：要点：（1 1）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；杂化后的轨道能量相同。；杂化后的轨道能量相同。（2 2）杂化前后原子轨道数目不变杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目：参加杂化的轨道数目等于等于形形成的杂化轨道数目；成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；在成键时更有利于轨道间的重叠；杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介（3）杂化轨道）杂化轨道只只能用于形成能用于
5、形成键或容纳孤电子对键或容纳孤电子对，不能不能形成形成键，键，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。2024/8/267杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/268（4 4）杂化前后原子轨道为使相互间）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小排斥力最小，故，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；不同；杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/269sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 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
6、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，含杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有有 1/4 s 轨道和轨道和 3/4 p 轨道的成分，每两个轨道间的轨道的成分，每两个轨道间的夹角为夹角为109.5，空间构型为空间构型为正四面体型正四面体型杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2610例如：例如： Sp3 杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成sp3C：2s22p2杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2611sp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120 每个每个sp2杂化轨道的
7、形状也为一头大，一头小，含有杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和轨道和 2/3 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为轨道的成分，每两个轨道间的夹角为120，呈呈平平面三角形面三角形 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。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2612120FFFB例如：例如： Sp2 杂化杂化 BF3分子的形成分子的形成B B： 1s1s2 22s2s2 22p2p1 1没有没有3 3个成单电子个成单电子sp2sp2杂化杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/
8、2613sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180每个每个sp杂化轨道杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有的形状为一头大，一头小，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。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2614180ClClBe例如：例如： Sp 杂化杂化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：原子：1s22s2 没有单个电子，没有
9、单个电子，spsp杂化杂化ClClsppxpx杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2615三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断： 因为杂化轨道因为杂化轨道只能用于形成只能用于形成键或用来容键或用来容纳孤电子对纳孤电子对，故有，故有 杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。原子的杂化轨道类型。=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
10、层电子对数杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2616三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断：A A的价层电子对数的价层电子对数2 23 34 4A A的杂化轨道数的杂化轨道数杂化类型杂化类型VSEPRVSEPR构型构型对于对于ABnABn型分子或离子，其型分子或离子，其中心原子中心原子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。234spsp2sp3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2617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
11、列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质物质价电价电子对数子对数中心原中心原子杂化子杂化轨道类型轨道类型杂化轨道杂化轨道/电子对空电子对空间构型间构型轨道轨道夹角夹角分子空分子空间构型间构型键角键角气态气态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1801801201092810928105107107课堂练习课堂练习2024/8/2618例例
12、2、对、对SO2与与CO2说法正确的是（说法正确的是（ ） A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原子和原子和C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构， CO2为直线形结构为直线形结构D杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2619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的成键情况成键情况杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2620 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轨轨道发生杂化，形成道发生
13、杂化，形成3 3个个spsp2 2杂化轨道，伸向平面正三角形杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个的三个顶点。每个C C原子的原子的2 2个个spsp2 2杂化轨道分别与杂化轨道分别与2 2个个H H原原子的子的1s1s轨道形成轨道形成2 2个相同的个相同的键，各自剩余的键，各自剩余的1 1个个spsp2 2杂化杂化轨道相互形成一个轨道相互形成一个键，各自没有杂化的键，各自没有杂化的l l个个2p2p轨道则垂轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。键。所以，在乙烯分子中双键由一个所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键和一个键构成。键构
14、成。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2621 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，两个碳原子的未杂化键，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。所以乙炔分子中碳原子间以键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。叁键相结合。杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2024/8/2622C6H6的的C原子的杂化方式是什么，苯环原子的杂化方式是什么，苯环中还有什么键，为什么苯环较为稳定？中还有什么键，为什么苯环较为稳定？ 苯环上的苯环上的C C采用采用spsp2 2杂化，每个碳原子中还要一个杂化，每个碳原子中还要一个2p2p单电子，以肩并肩的方式形成含单电子，以肩并肩的方式形成含大大 键键 。2024/8/2623Thanks 谢谢您的观看！
