分子的空间构型与分子性质.pptx
复习回顾复习回顾 共价键共价键键键键键键参数键参数键能键能键长键长键角键角衡量化学键的强弱描述分子的立体结构的重要因素成键方式“头碰头”,呈轴对称成键方式“肩并肩”,呈镜像对称第1页/共45页形形色色的分子形形色色的分子O2HClH2OCO2第2页/共45页C2H2CH2OCOCl2NH3P4第3页/共45页CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH第4页/共45页C60C20C40C70第5页/共45页2s 2px 2py 2pz 2s 2p 2s 2px x 2p 2py y 2p 2pz z C分子式为什么是分子式为什么是CH4，而不是，而不是CH2或或CH3？CH4分子为什么具有正分子为什么具有正四面体的空间构型？四面体的空间构型？第6页/共45页1.杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介2s2pC的基态的基态2s2p激发态激发态正四面体形正四面体形sp3 杂化态杂化态CHHHH109.5激发激发当当碳碳原原子子与与4个个氢氢原原子子形形成成甲甲烷烷分分子子时时，碳碳原原子子的的2s轨轨道道和和3个个2p轨轨道道会会发发生生混混杂杂，混混杂杂时时保保持持轨轨道道总总数数不不变变，得得到到4个个能能量量相相等等、成成分分相相同同的的sp3杂杂化化轨轨道道，夹夹角角109 28，表表示示这这4个个轨轨道是由道是由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道杂化形成的如下图所示：轨道杂化形成的如下图所示：第7页/共45页等性sp3 杂化 原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。spsp3 3杂化：杂化：三个夹角为三个夹角为109 28 的正的正四面体型形杂化轨道四面体型形杂化轨道。第8页/共45页等性sp2 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120，分子的几何构型为平面正三角形。2s2pB的基态的基态2p2s激发态激发态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态BF3分子形成分子形成BFFF激发激发120第9页/共45页碳的sp2杂化轨道spsp2 2杂化：杂化：三三个个夹夹角角为为120120的的平平面面三角形杂化轨道三角形杂化轨道。第10页/共45页 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。BeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化直线形直线形sp杂化态杂化态键合键合直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 等性sp 杂化第11页/共45页碳的sp杂化轨道spsp杂化：杂化：夹夹角角为为180180的的直直线线形形杂杂化轨道。化轨道。第12页/共45页如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？饱和碳饱和碳sp3sp2sp双键碳双键碳叁键碳叁键碳第13页/共45页第14页/共45页NH3 的空间构型第15页/共45页第16页/共45页的空间构型第17页/共45页杂化类型杂化类型 sp sp2sp3杂化轨道排布杂化轨道排布 直线形直线形 三角形三角形 四四 面面 体体杂化轨道中孤杂化轨道中孤对电子数对电子数 分子空间构型分子空间构型 直线形直线形 三角形三角形 正四面体正四面体 三角锥三角锥 角角 形形 实实 例例 BeCl2BF3CCl4NH3H2O键键 角角 180 120 0 0 0 1 2几种常见的杂化轨道类型第18页/共45页1、看看中中心心原原子子有有没没有有形形成成双双键键或或叁叁键键，如如果果有有1个个叁叁键键，则则其其中中有有2个个键键，用用去去了了2个个p轨轨道道，形形成成的的是是sp杂杂化化；如如果果有有1个个双双键键则则其其中中有有1个个键键，形形成成的的是是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。杂化。2、没有填充电子的空轨道、没有填充电子的空轨道一般一般不参与杂化不参与杂化.一般方法第19页/共45页 共价分子的几何外形取决于分子价层电子对数目和类型。分子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用,而趋向尽可能远离以减小斥力而采取对称的空间构型。价层电子对互斥理论2、确定分子空间构型的简易方法第20页/共45页 利用价层电子对互斥理论预测分子或离子的空间构型的步骤如下：（1）确定中心原子的价层电子对数：价层电子对数（中心原子的价电子数 配位原子提供的电子数离子电荷数)/2式中：中心原子的价电子数=主族序数 例如：B：3，C：4，N：5，O：6，X：7，稀有气体：8 配位原子提供的价电子数：H与卤素：1，O与S为0 N原子做配位原子时为-1当中心原子的价电子数为奇数时要加1 例如：SO42-VP=(6+0+2)/2=4 价层电子对数价层电子对数 2 23 34 45 56 6电子对排布方式电子对排布方式 直线形直线形平面三角形平面三角形 四面体四面体 三角锥三角锥 八面体八面体第21页/共45页价层电子对互斥理论的应用实例 在CH4 中，C 有4个电子，4个H 提供4个电子，C 的价层电子总数为8个，价层电子对为4对。C 的价层电子对的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对，因此 CH4 的空间构型为正四面体。（一）CH4 的空间构型第22页/共45页（二）的空间构型 在 中，Cl 有7个价电子，O不提供电子，再加上得到的1个电子，价层电子总数为8个，价层电子对为4对。Cl的价层电子对的排布为四面体，四面体的 3 个顶角被3个O占据，余下的一个顶角被孤对电子占据，因此 为三角锥形。第23页/共45页（三）PCl5 的空间构型 在 PCl5 中，P 有5个价电子，5 个Cl分别提供1个电子，中心原子共有5对价层电子对，价层电子对的空间排布方式为三角双锥，由于中心原子的价层电子对全部是成键电子对，因此PCl5 的空间构型为三角双锥形。利用价层电子对互斥理论，可以预测大多数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或离子的空间构型。第24页/共45页中心原子的价层电子对的排布和中心原子的价层电子对的排布和 ABn 型共价分子的构型型共价分子的构型价层电子对排布 成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布方式 分子构型 实 例直线形 23平面三角形2 0 AB2直线形HgCl23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形 BF3角形PbCl2第25页/共45页价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例布方式 4四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体 CH4三角锥形 NH3角形H2O第26页/共45页价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排分子构型 实 例布布方式体5三角双锥50 AB54 1 AB43 2 AB32 3 AB2三角双锥 PCl5变形四面 SF4T形 ClF3直线形第27页/共45页价层电子对数 价层电子对排成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排分子构型 实 例布布方式形6八面体60 AB651 AB542 AB4正八面体 SF6四方锥形IF5平面正方第28页/共45页1、写出、写出HCN分子和分子和CH2O分子的结构式。分子的结构式。2对对HCN分子和分子和CH2O分子的立体结构进行预测。分子的立体结构进行预测。3写出写出HCN分子和分子和CH2O分子的中心原子的杂化类型。分子的中心原子的杂化类型。4分析分析HCN分子和分子和CH2O分子中的分子中的键。键。直线形 平面三角形sp杂化 sp2杂化2个键1个键H-CNH-C=O|H第29页/共45页1 1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ()()A ACOCO2 2与与SOSO2 2 B BCHCH4 4与与NHNH3 3 C CBeClBeCl2 2与与BFBF3 3 D DC C2 2H H2 2与与C C2 2H H4 4B B2 2、对对SOSO2 2与与COCO2 2说法正确的是说法正确的是()()A.A.都是直线形结构都是直线形结构B.B.中心原子都采取中心原子都采取spsp杂化轨道杂化轨道C.SC.S原子和原子和C C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子D.SOD.SO2 2为为V V形结构，形结构，COCO2 2为直线形结构为直线形结构D3 3、指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子、指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。的几何构型。(1)PCl(1)PCl3 3 (2)BCl (2)BCl3 3 (3)CS (3)CS2 2第30页/共45页分子构型与分子性质分子构型与分子性质第31页/共45页在单质分子中，同种原子形成共在单质分子中，同种原子形成共价键，两个原子吸引电子的能力价键，两个原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一相同，共用电子对不偏向任何一个原子，因此成键的原子都不显个原子，因此成键的原子都不显电性。这样的共价键叫做非极性电性。这样的共价键叫做非极性共价键，简称共价键，简称非极性键非极性键。非极性键 由相同元素的原子形成的共价键是非极性键。如单质由相同元素的原子形成的共价键是非极性键。如单质分子（如分子（如H2、Cl2、O3、P4等）、某些共价化合物（如乙醇、等）、某些共价化合物（如乙醇、乙烯等）和某些离子化合物（如乙烯等）和某些离子化合物（如Na2O2等）含有非极性键。等）含有非极性键。第32页/共45页在化合物分子中，不同种原子形在化合物分子中，不同种原子形成成 的共价键，由于不同原子吸引的共价键，由于不同原子吸引电子的能力不同，共用电子对必电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一然偏向吸引电子能力强的原子一方，因而吸引电子能力较强的原方，因而吸引电子能力较强的原子一方相对地显负电性，吸引电子一方相对地显负电性，吸引电子能力较弱的原子一方相对地显子能力较弱的原子一方相对地显正电性。这样的共价键叫做极性正电性。这样的共价键叫做极性共价键，简称共价键，简称极性键极性键。极性键 由不同元素的原子形由不同元素的原子形成的共价键一般是极性成的共价键一般是极性键，如键，如HCl、CO2、CCl4、SO42、OH等等都含有极性键。都含有极性键。第33页/共45页极极 性性 分分 子子：分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来电：分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子。性分子。极性分子和非极性分子非极性分子：分子中正负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀的，对称的，这样的分子为极性分子。第34页/共45页键的极性与分子的极性的区别与联系概念键的极性分子的极性含义决定因素联系说明极性键和非极性键是否由同种元素原子形成极性分子和非极性分子分子构型和键的极性1.以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子；2.以极性键结合的双原子分子一定是极性分子；3.以极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定。键有极性，分子不一定有极性。第35页/共45页常见分子的构型及其分子的极性（一）类型类型实例实例结构结构键极性键极性分子极性分子极性形状形状X X2 2型型H H2 2非极性非极性键键非极性分非极性分子子直线型直线型N N2 2非极性非极性键键非极性分非极性分子子直线型直线型第36页/共45页类型类型实例实例结构结构键极性键极性分子极性分子极性形状形状XYXY型型HFHF极性键极性键极性分子极性分子直线型直线型NONO极性键极性键极性分子极性分子直线型直线型常见分子的构型及其分子的极性（二）第37页/共45页类型类型实例实例结构结构键极性键极性分子极性分子极性形状形状X X2 2Y Y型型COCO2 2极性键极性键非极性分非极性分子子直线型直线型SOSO2 2极性键极性键极性分子极性分子角型角型H H2 2O O极性键极性键极性分子极性分子角型角型H H2 2S S极性键极性键极性分子极性分子角型角型常见分子的构型及其分子的极性（三）第38页/共45页类型类型实例实例结构结构键极性键极性分子极性分子极性形状形状XYXY3 3型型BFBF3 3极性键极性键非极性分非极性分子子平面三平面三角型角型NHNH3 3极性键极性键极性分子极性分子三角锥三角锥型型常见分子的构型及其分子的极性（四）第39页/共45页类型类型实例实例结构结构键极性键极性分子极性分子极性形状形状XYXY4 4型型CHCH4 4极性键极性键非极性分非极性分子子正四面正四面体型体型CClCCl4 4极性键极性键非极性分非极性分子子正四面正四面体型体型常见分子的构型及其分子的极性（五）第40页/共45页小结化学键化学键离子键离子键共价键共价键非极性键非极性键极性键极性键极性分子极性分子非极性分子非极性分子非极性分子非极性分子第41页/共45页相似相溶极性分子易溶于极性溶剂中；极性分子易溶于极性溶剂中；非极性分子易溶于非极性溶剂中。非极性分子易溶于非极性溶剂中。例如：碘（非极性分子）易溶于四氯化碳（非极性分子），例如：碘（非极性分子）易溶于四氯化碳（非极性分子），但是在水（极性分子）中溶解度很小。但是在水（极性分子）中溶解度很小。第42页/共45页练习1.下列化学键中，都属于极性共价键的是：下列化学键中，都属于极性共价键的是：A.共价化合物中的化学键共价化合物中的化学键 B.离子化合物中的共价键离子化合物中的共价键 C.同种元素原子间的共价键同种元素原子间的共价键 D.不同元素原子间的共价键不同元素原子间的共价键第43页/共45页2.X、Y、Z是三种常见的短周期元素，可以形成XY2、Z2Y、XY3、Z2Y2、Z2X等化合物，已知Y的离子和Z的离子有相同的电子层结 构，X离子比Y离子多1个电子层。（1）X离子符号为_ （2）Z2Y对应水化物的碱性比LiOH_ （3）Z2X属于_（共价或离子）化合物，它与氯水反应的 化学方程式为_ （4）Z2Y2中含有_ 键和_键，它溶于水时发生 反应的化学方程式为_S2强离子Na2S Cl22NaCl S离子非极性共价2Na2O2 2H2O4NaOH O2第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页
