人教版化学选修三第二章第二节-分子的立体构型(共87张PPT).ppt

第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质 在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在从在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在从心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。 爱因斯坦爱因斯坦所谓所谓“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。O2HCl一、形形色色的分子一、形形色色的分子H2OCO2C2H2CH2OCOCl2NH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70科学视野科学视野 分子立体构型的测定分子立体构型的测定 X X射线衍射射线衍射 电子衍射电子衍射 红外光谱红外光谱 测分子立体结构：红外光谱仪测分子立体结构：红外光谱仪吸收峰吸收峰分析分析 同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的分子的空间结构却不同，什么原因？空间结构却不同，什么原因？直线形直线形V形形 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的分子的的空间结构也不同，什么原因？的空间结构也不同，什么原因？三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形 写出写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子等分子的电子式、结构式及分子的空间构型：的电子式、结构式及分子的空间构型：分子分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式电子式结构式结构式分子的空分子的空间构型间构型O C O: : :H O H:H N H:H:H C H:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H-HH直线形直线形V 形形三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形 正四面体正四面体HH. .C. . .O. . . .中心原子：中心原子：对对ABn型分子，型分子，B围绕围绕A成键，则成键，则A为中心原子，为中心原子，n值值为中心原子结合的原子数。为中心原子结合的原子数。分析分析CO2 、 H2O、NH3 、CH2O、CH4电子电子式的中心原子价电子层电子的成键情况。式的中心原子价电子层电子的成键情况。孤对电子：孤对电子：未用于形成共价键的电子对未用于形成共价键的电子对结论结论：成键电子对和孤对电子对会影响分子的成键电子对和孤对电子对会影响分子的空间构型空间构型. .中心原子中心原子代表物代表物中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数分子分子类型类型空间构型空间构型无孤对电子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤对电子有孤对电子H2O2AB2NH33AB3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结: :孤对电子对分子立体结构影响较大。孤对电子对分子立体结构影响较大。二、价层电子对互斥理论二、价层电子对互斥理论 价层电子对相互排斥的结果决定了价层电子对相互排斥的结果决定了分子的立体结构分子的立体结构 价层电子对价层电子对是指分子中的中心原子上是指分子中的中心原子上的电子对，包括的电子对，包括键电子对和中心原子上键电子对和中心原子上的孤电子对。的孤电子对。键电子对数键电子对数等于中心原子结合的原子数。等于中心原子结合的原子数。 价电子互斥模型又称价电子互斥模型又称VSEPRVSEPR模型，可模型，可用来预测分子的立体结构用来预测分子的立体结构中心原子上的中心原子上的孤电子对数孤电子对数的确定方法：的确定方法：中心原子上的中心原子上的孤电子对数孤电子对数=1/2（a-xb） （a a为中心原子的价电子数，为中心原子的价电子数，x x为与中心为与中心原子结合的原子数，原子结合的原子数，b b为与中心原子结合为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。）的原子最多能接受的电子数。）对于阳离子来说，对于阳离子来说，a a为中心原子的价电为中心原子的价电子数减去离子的电荷数。子数减去离子的电荷数。对于阴离子来说，对于阴离子来说，a a为中心原子的价电为中心原子的价电子数加上离子的电荷数。子数加上离子的电荷数。练习练习判断下列微粒的价层电子对数。判断下列微粒的价层电子对数。（1）CH4 H2O NH3（2）CO2 SO2 BF3（3）CCl4 H3O+ NH4+（4）CO32- PCl5 NO2（5）NO3- SO42- SF64 4 44 4 42 3 32 3 34 4 44 4 43 5 33 5 33 4 63 4 6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。1、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3 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403122正四面体正四面体NH3 的空间构型的空间构型的空间构型2H O4、价层电子、价层电子对数对数：5PCl5SF4ClF3三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I3-5 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4ICl八面体八面体四方锥形四方锥形IF5 项目项目分子式分子式ABn型型分子分子( ( n值值) )VSEPR模型模型价层电价层电子对的子对的空间构空间构型型分子的立体分子的立体结构模型结构模型分子分子的空的空间构间构型型CO2 H2O NH3 CH2O CH4 直线形直线形四面体四面体正四面体正四面体直线形直线形形形三角三角锥形锥形平面平面三角形三角形正四正四面体面体四面体四面体平面三角形平面三角形22334中心中心原子原子所含所含孤对孤对电子电子对数对数 02100分子或离子分子或离子结构式结构式VSEPR模型模型分子或离子的立体结构分子或离子的立体结构HCNNH4 +H3O+SO2 BF3N HHHH+H C NBFF FS = =O= = OOHHH+应用反馈应用反馈: :化学式化学式 中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数空间构型空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形直线形 V 形形V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体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10910928 28 ，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？ 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。2s2p2s2psp3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为了四个杂化轨为了四个杂化轨道在空间尽可能道在空间尽可能远离，使轨道间远离，使轨道间的排斥最小，的排斥最小，4 4个杂化轨道的伸个杂化轨道的伸展方向分别指向展方向分别指向正四面体的四个正四面体的四个顶点。顶点。CH4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，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10910928 28 3.3.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；形成的杂化轨道数目；杂化后原杂化后原 子轨道方向改变子轨道方向改变，杂化轨道在成键时更，杂化轨道在成键时更有利有利 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。常见的常见的spsp3 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，H2O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，这个中时，这个中心原子就进行了心原子就进行了sp3杂化，杂化，烷烃和其它化合物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。4 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。2s2p2s2psp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原子基原子基态态激发态激发态杂化态杂化态 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）s s和（和（1/21/2）p的成分，杂化轨道间的夹角为的成分，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？道，进而形成四个杂化轨道呢？这是因为组成杂这是因为组成杂化轨道的原子轨道，要求化轨道的原子轨道，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（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轨轨道和两个道和两个np轨道组合而成的。轨道组合而成的。sp2杂化轨道的杂化轨道的夹角是夹角是120，呈平面三角形。例如，呈平面三角形。例如，BF3分子分子的结构，的结构，B原子的电子层结构是原子的电子层结构是1s22s22pX1，当硼与氟反应时，当硼与氟反应时，B的一个的一个2s电子电子激发激发到一个到一个空的空的2p轨道中，使轨道中，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轨道重轨道重叠形成三个叠形成三个sp2-p键。由于键。由于三个三个sp2杂化轨道杂化轨道在同一平面上，在同一平面上，而且夹角为而且夹角为120，所以形成，所以形成的的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。2s2p2s2psp2激发激发杂化杂化 B原子原子spsp2 2杂化轨道形成过程杂化轨道形成过程B B原子基原子基态态激发态激发态杂化态杂化态 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BeCl2 BF3 CH4 6 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 .科学探究科学探究 用杂化轨道理论探究氰化氢（用杂化轨道理论探究氰化氢（HCN）分子）分子和甲醛（和甲醛（CH2O）分子的结构）分子的结构路易斯结构式：路易斯结构式：HCNCHO OH立体结构立体结构HCNCOHHspsp杂化杂化spsp2 2杂化杂化用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。成键情况和分子的空间构型。（1）CH2CH2 （2）CHCH提醒：杂化轨道只能用于形成提醒：杂化轨道只能用于形成键或键或容纳孤对电子，剩余的未杂化容纳孤对电子，剩余的未杂化p p轨道轨道还可形成还可形成键。键。应用反馈应用反馈 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2s轨道与轨道与2个个2p轨道发生杂化，形成轨道发生杂化，形成3个个sp2杂化轨道，伸向平面正三杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。角形的三个顶点。 每个每个C原子的原子的2个个sp2杂化轨道分别与杂化轨道分别与2 2个个H原子的原子的1s1s轨道形成轨道形成2个相同的个相同的键，各自剩余的键，各自剩余的1个个sp2杂化轨道杂化轨道相互形成一个相互形成一个键键. . 各自没有杂化的各自没有杂化的1个个2p轨道则垂直于杂化轨道所在轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成的平面，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子键。所以，在乙烯分子中双键由一个中双键由一个键和一个键和一个键构成。键构成。 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sp杂化。杂化。 两个碳原子以两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的杂化轨道与氢原子的1s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个个sp杂化轨道相互形成杂化轨道相互形成1个个键，键， 两个碳原子的未杂化两个碳原子的未杂化2p轨道分别在轨道分别在Y轴和轴和Z轴方向重叠轴方向重叠形成形成键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。注意：注意：杂化轨道一般形成杂化轨道一般形成键，没有杂化的键，没有杂化的p轨道形成轨道形成键。键。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CO2CH2OCH4SO2NH3H2O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例题例题1 1、下列分子中的中心原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SO2 B、CH4与与NH3C、 BeCl2与与BF3 D、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中分别有一对和两对孤对电子占据了四面体的顶点，所以对电子占据了四面体的顶点，所以B3 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。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10910928 28 。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。练习练习1 1在乙烯分子中有在乙烯分子中有5个个键、一个键、一个键，键，它们分别是它们分别是 （ ）A Asp2杂化轨道形成杂化轨道形成键、未杂化的键、未杂化的2p轨道形轨道形成成键键B Bspsp2 2杂化轨道形成杂化轨道形成键、未杂化的键、未杂化的2p轨道形轨道形成成键键C CC-H之间是之间是sp2形成的形成的键，键，C-C之间是未参之间是未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之间是之间是sp2形成的形成的键，键，C-H之间是未参之间是未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 AH2O BNH3 CC2H4 DCH4C3 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氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为四面体形，这是因为 （ ）A A两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为为sp2型杂化，而型杂化，而CH4是是sp3型杂化。型杂化。B BNH3分子中分子中N原子形成三个杂化轨道，原子形成三个杂化轨道，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分子中有一对未成键的孤对电子，它对成分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。键电子的排斥作用较强。C5 5、下列结构图中，、下列结构图中， 代表原子序数从代表原子序数从1 1到到1010的元素的元素的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分），小黑点代表未用于形成共价键的最外的部分），小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表共价键（示例：层电子，短线代表共价键（示例：F F2 2 ） ABCD根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式A:NH3B:HCNC:CO(NH2)2D:BF36 6、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D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 180 120四面体四面体2BeCl3PH4CH3BF4SiCl3BCl3NHSH2OH2234spsp2sp3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 判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：判断分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，其杂化类时，其杂化类型为型为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，其杂化类时，其杂化类型为型为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，其杂化类时，其杂化类型为型为spsp杂化。杂化。2 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。为什么为什么CuSO4 5H2O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 1Cu(HCu(H2 2O)O)4 4 2+2+平面正方形结构平面正方形结构CuCu2+2+与与HH2 2OO是如何结合的呢？是如何结合的呢？思考与交流思考与交流2 2四、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）形成条件：一方提供孤对电子，一方提供空轨道提供空轨道注意：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（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？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NHHHBFFF2. 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。3.3.配合物的组成配合物的组成Cu(NH3)4 SO4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、Fe(CO)5中的中的Ni和和Fe都是中性原子都是中性原子配位体：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。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。CuSO45H2O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蓝色沉淀蓝色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)4 SO4H2OCu(NH3)42+离子离子NH3NH3NH3H3NCu2+2+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：在上述血红色溶液中加入察：在上述血红色溶液中加入NaFNaF溶液有溶液有 什么现象？什么现象？Fe(SCN)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4. 4.配合物的命名配合物的命名内界命名顺序：自右向左内界命名顺序：自右向左配位体数（即配位体右下角的数字）配位体数（即配位体右下角的数字）配位体名配位体名称称“合合”字或字或“络络”字字中心离子的名称中心离子的名称中心离子的化合价。中心离子的化合价。Zn(NH3)2SO4内界名称为：内界名称为： ，K3Fe(CN)6内界名称为内界名称为 ， Zn(NH3)4Cl2 命名为命名为 ，K3Fe(CN)6命名为命名为 ，Cu(NH3)4SO4命名为命名为 ， Ag(NH3)2OH命名为命名为 。二氨合锌离子二氨合锌离子六氰合铁离子六氰合铁离子二氯化四氨合锌二氯化四氨合锌()()六氰合铁六氰合铁()()化钾化钾硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()()氢氧化二氨合银（氢氧化二氨合银（）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）2Cl2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。5. 5. 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）6. 6. 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 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