第二节分子的立体结构.ppt

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1、第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构 复习复习 共价键的三个参数。共价键的三个参数。许多分子都具有一定的空间结构，许多分子都具有一定的空间结构，是什么原因导致了分子的空间结构不同，是什么原因导致了分子的空间结构不同，与共价键的三个参数有什么关系？与共价键的三个参数有什么关系？一、形形色色的分子一、形形色色的分子 三原子分子立体结构：有直线形三原子分子立体结构：有直线形C0C02 2 、CSCS2 2（键角键角1800）等，等，V V形如形如H H2 2O O （键角键角1050） 、S0S02 2等等四原子分子立体结构：四原子分子立体结构：直线形：如直线形：如C C2 2H H2 2分子

2、；分子；平面三角形：如甲醛平面三角形：如甲醛(CH(CH2 20)0)分子分子（键角键角1200）等；三角锥形：如氨分子等；三角锥形：如氨分子（键角键角1070）；）；正四面体形：如正四面体形：如P4等。等。五原子分子立体结构：正四面体形如甲烷五原子分子立体结构：正四面体形如甲烷（键角键角109028），），四氯化碳等四氯化碳等。 C60C20C40C70肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢子的形状的呢? ?早年的科学家主要靠对物质的宏观早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科性质进行系统总结得出规律

3、后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。，红外光谱就是其中的一种。分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，

4、可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？测分子体结构：红外光谱仪测分子体结构：红外光谱仪吸收峰吸收峰分析。分析。思考：思考：1、什么是分子的立体构型？、什么是分子的立体构型？2、同样是三原子分子、四原子分子，、同样是三原子分子、四原子分子，为什么它们的为什么它们的立体构型立体构型不同不同分子的立体构型是指分子中的原子在分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布。空间的排布。 【探

5、究活动一探究活动一】相同原子数目的不同分子的立体构型相同原子数目的不同分子的立体构型探究与讨论：探究与讨论：1、写出、写出H、C、N、O等原子的电子式：等原子的电子式：原子原子HCNO电子式电子式可形成可形成共用电子对数共用电子对数HO：C：1234N：结论：相同原子数目的不同分子立体构型不同的原因是结论：相同原子数目的不同分子立体构型不同的原因是 。说明中心原子的说明中心原子的 和和 对分子的立体构型有影响对分子的立体构型有影响代表物代表物电子式电子式结构式结构式中心原子中心原子周围的原周围的原子数子数中心原子中心原子的孤对电的孤对电子数子数立体构型立体构型CO2H2ONH3CH2OO C

6、O: : :O=C=O无无直线形直线形:H O H:H-O-H有有V 形形:H N H:HH-N-H-H有有三角三角锥形锥形: H C H:O: :H-C-H=O无无 平面平面三角形三角形23 2、写出、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：结构式及分子的空间结构：中心原子的孤对电子数中心原子的孤对电子数.周围的原子数周围的原子数和和孤对电子数孤对电子数二、价层电子对互斥理论（二、价层电子对互斥理论（VSEPR)理论模型（理论模型（VSEPR理论）理论） 分子中的分子中的 (包括包括+中中心原子的心原子的),由于相互排斥作用由于相互

7、排斥作用,而趋而趋向尽可能彼此远离以减小斥力向尽可能彼此远离以减小斥力,使排斥力最小，使排斥力最小，分子最稳定。分子尽可能采取分子最稳定。分子尽可能采取 的的空间构型。空间构型。 价层电子对价层电子对对称对称2. 价电子对之间的斥力价电子对之间的斥力(1) 电子对之间的夹角越小电子对之间的夹角越小,排斥力越大。排斥力越大。(2) 由于成键电子对受两个原子核的吸引由于成键电子对受两个原子核的吸引,所以电所以电子云比较紧缩子云比较紧缩,而孤电子对只受到中心原子的吸而孤电子对只受到中心原子的吸引引,电子云比较电子云比较“肥大肥大”,对邻近电子对的斥力较对邻近电子对的斥力较大大,所以电子对之间斥力大小

8、顺序如下所以电子对之间斥力大小顺序如下: 孤电子对孤电子对-孤电子对孤电子对- 成键成键电子电子- (3) 由于叁键、双键比单键包含的电子数多由于叁键、双键比单键包含的电子数多,所以所以其斥力大小次序为叁键其斥力大小次序为叁键单键。单键。 孤电子对孤电子对成键电子成键电子成键电子成键电子双键双键3. 价层电子对互斥模型的两种类型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的空间价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型型,不包括孤电子对。不包括孤电子对。(1) 当中心原子无当中心原子无

9、时时,两者的构型一致两者的构型一致; (2) 当中心原子有孤电子对时当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。两者的构型不一致。孤电子对孤电子对（1）确定分子的中心原子价层电子对数目）确定分子的中心原子价层电子对数目中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数 = 键电子对数键电子对数 + 孤电子对数孤电子对数 （不包括（不包括电子对数）。电子对数）。中心原子的中心原子的 孤电子对数孤电子对数=1/2(axb)a中心原子的价电子数中心原子的价电子数x中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数b中心原子结合的原子最多能接受的电子数中心原子结合的原子最多能接受的电子数4. 用价层电子对互斥理论推断分子或

10、离子的空间用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间 构型具体步骤构型具体步骤:(2) 确定价层电子对的空间构型（确定价层电子对的空间构型（VSEPR模型）模型）价层电子对数价层电子对数23456模型模型名称名称直线直线形形平面三角平面三角形形四面四面体体三角双三角双锥锥八面八面体体(3)确定分子的空间构型确定分子的空间构型分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括不包括中心原子未成键的孤对电子。中心原子未成键的孤对电子。孤电子对数为孤电子对数为0，分子的空间构型与，分子的空间构型与VSEPR模型相同。模型相同。孤电子对数不为孤电子对数不为0，

11、分子空间构型与，分子空间构型与VSEPR模型不同。模型不同。 价层电子对互斥理论（价层电子对互斥理论（VSEPR) 把分子分成以下两大类：把分子分成以下两大类：一类是一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上的价电子都用于形成共价键，如如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的等分子中的碳原子，它们的立体结立体结构可用中心原子周围的原子数构可用中心原子周围的原子数n来预测来预测，概括如下：，概括如下： 立体结构立体结构 范例范例n=2 直线型直线型 CO2n=3 平面三角形平面三角形 CH2On=4 正四面体型正四面体型 CH4另一类是中心原子上有孤对电子另一类是中心原子上有孤

12、对电子( (未用于形成共价键的电未用于形成共价键的电子对子对) )的分子，如的分子，如H H2 2O O和和NHNH3 3，中心原子上的孤对电子也要，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H H2 20 0和和NHNH3 3的中心原子的中心原子上上分别有分别有2 2对和对和l l对孤对电子，跟中心原对孤对电子，跟中心原子周围的子周围的键加起来都是键加起来都是4 4，它们相互排斥，形成四面体，它们相互排斥，形成四面体，因而因而H H2 2O O分子呈分子呈V V形，形，NHNH3 3分子呈三角锥形。分子呈三角锥形。中心

13、原子上有孤对电子的分子的立体构型中心原子上有孤对电子的分子的立体构型化学化学式式中心原子含中心原子含有的孤对电有的孤对电子数子数中心原中心原子周围子周围的原子的原子数数分子的价层分子的价层电子对数电子对数VSEPR模型模型名称名称分子的空间构型分子的空间构型名称名称H2O224四面体形四面体形V形形NH3134四面体形四面体形三角锥形三角锥形结论：中心原子的结论：中心原子的 和和 均占据均占据 中心原子的周围的空间，参与互相排斥。中心原子的周围的空间，参与互相排斥。成键电子对成键电子对孤电子对孤电子对代表代表物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中心原子中

14、心原子无孤对电子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子中心原子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:价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型【思考与交流】【思考与交流】根据各分子或离子的电子式和结构式，分析中心原子的孤对电子对根据各分子或离子的电子式和结构式，分析中心原子的孤对电子对数，依据中心原子连接的原子数和孤对电子对数，确定数，依据中心原子连接的原子数和孤对电子对数，确定VSEPR模模型如下表。型如下表。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

15、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HCNCO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+CH2O02010002233444直线形直线形V 型型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直线形直线形0203平面三角形平面三角形20 值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合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，却无法解释许多深层次的问题，物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个如无法解释甲烷中四个 C-H的键长、键能相同及的键长、键能相同及HC H的键角为的键角为109 28。因为按照

16、我们已经学。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的过的价键理论，甲烷的4个个C H单键都应该是单键都应该是键，键，然而，碳原子的然而，碳原子的4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3个相互垂直的个相互垂直的2p轨道和轨道和1个球形的个球形的2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4个氢原子的个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。子。碳原子碳原子:2s2pC的基态的基态2s2p激发态激发态四面体形四面体形sp3 杂化态杂化态为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它要点是：当碳原子与四个氢原子它要点是

17、：当碳原子与四个氢原子，碳原子的，碳原子的2s轨道和轨道和3个个2p轨道会发生混合杂化，轨道会发生混合杂化，混合杂化时保持混合杂化时保持轨道总数不变轨道总数不变，却，却得到得到4个相同的个相同的轨道轨道，夹角，夹角109 28，称为，称为sp3杂化轨道杂化轨道三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介1、sp3 杂化杂化四面体形四面体形(a)碳的碳的spsp3 3杂化轨道；杂化轨道； ( (b b) )甲烷正四面体模型甲烷正四面体模型CHHHH10928v 成键能力变大：成键能力变大：轨道形状发生了变化轨道形状发生了变化学习价层电子对互斥理论知道学习价层电子对互斥理论知道: NH3和和H2O的模

18、型和甲烷分子一样的模型和甲烷分子一样,也也是四面体的是四面体的,因此它们的中心原子也是因此它们的中心原子也是sp3杂化杂化的的.不同的是不同的是NH3和和H2O的中心原子的的中心原子的4个杂化轨道分别用于个杂化轨道分别用于键和孤对电子对，这样的键和孤对电子对，这样的4个个杂化轨道显然有差别杂化轨道显然有差别 1个个ns轨道和轨道和3个个np轨道发生混杂，轨道发生混杂，得到得到 个相同的轨道，每个杂化轨道个相同的轨道，每个杂化轨道中含中含1/4 s成分和成分和3/4 p成分。空间构型为成分。空间构型为 ，杂化轨道间的夹角为杂化轨道间的夹角为 。杂化轨道的能量。杂化轨道的能量都是一样的。杂化轨道的

19、形状：一头大，一头小，都是一样的。杂化轨道的形状：一头大，一头小，呈葫芦形。成键时用大的一头去重叠，这比未杂呈葫芦形。成键时用大的一头去重叠，这比未杂化的化的p轨道要重叠得多，形成的共价键更稳定。轨道要重叠得多，形成的共价键更稳定。常见分子空间构型：常见分子空间构型：CH4分子的空间构型为分子的空间构型为 。而而O，N因为有孤对电子采取的是因为有孤对电子采取的是不等性不等性sp3 杂化，杂化，故虽然四个轨道成空间四面体，而分子的空间构故虽然四个轨道成空间四面体，而分子的空间构型型NH3为为 、H2O 。1、sp3 杂化杂化四面体形四面体形2、sp2 杂化杂化平面三角形平面三角形sp2 杂化轨道

20、间的杂化轨道间的夹角是夹角是1200，分子的几何构型为，分子的几何构型为平面三角形平面三角形2s2pB的基态的基态2s2p激发态激发态正三角形正三角形sp2 杂化态杂化态例：例：BF3分子形成分子形成BF FFClBCl1200Cl2sp2杂化杂化平面三角形平面三角形1个个ns轨道和轨道和2个个np轨道发生混杂，得到轨道发生混杂，得到 个相个相同的轨道，每个同的轨道，每个sp2杂化轨道都含有杂化轨道都含有1/3s和和2/3p成分。成分。空间构型为空间构型为 ，杂化轨道间的夹角为，杂化轨道间的夹角为 。如：如：BF3分子分子1个个2s轨道和轨道和2个个2p轨道杂化，得到轨道杂化，得到 个夹角为个

21、夹角为 的的 形杂化轨道。形杂化轨道。sp2杂化轨杂化轨道的图形也表现出一头大，一头小，形状与道的图形也表现出一头大，一头小，形状与sp3杂杂化轨道大致相似。例如化轨道大致相似。例如 碳的碳的sp2杂化轨道杂化轨道spsp2 2杂化：三个夹角为杂化：三个夹角为120120的平面三角形杂化的平面三角形杂化轨道轨道。碳的碳的sp杂化轨道杂化轨道spsp杂化：杂化：夹角为夹角为180180的的直线形直线形杂化轨道。杂化轨道。3sp杂化杂化直线形直线形1个个ns轨道和轨道和1个个np轨道组合而成的，每个轨道组合而成的，每个sp杂杂化轨道含有化轨道含有1/2s和和1/2p的成分，得到的成分，得到 个相同

22、个相同的夹角为的夹角为 的的 形杂化轨道。其形状仍形杂化轨道。其形状仍然是一头大，一头小，而以较大的一头成键。然是一头大，一头小，而以较大的一头成键。例如例如 乙炔的成键【教师释疑教师释疑】1杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道激发、杂化、轨道重叠重叠等过程。等过程。2只有只有能量相近的轨道能量相近的轨道才能互相杂化。常见的杂化轨道类型：由于才能互相杂化。常见的杂化轨道类型：由于ns ，np能级接近，往往采用能级接近，往往采用sp型杂化，而型杂化，而sp型杂化可分为：型杂化可分为：sp杂化杂化 1个个s轨道和轨道和1个个p轨道间的杂化

23、轨道间的杂化 sp2 杂化杂化 1个个s轨道和轨道和2个个p轨道间的杂化轨道间的杂化 sp3 杂化杂化 1个个s轨道和轨道和3个个p轨道间的杂化轨道间的杂化3杂化轨道的成键能力大于未杂化轨道杂化轨道的成键能力大于未杂化轨道。 4不同类型的杂化，杂化轨道的空间取向不同。不同类型的杂化，杂化轨道的空间取向不同。5参加杂化的原子轨道的数目与形成的杂化轨道数目相同。参加杂化的原子轨道的数目与形成的杂化轨道数目相同。6孤立的原子不可能发生杂化，只有在形成分子的过程中才会发生孤立的原子不可能发生杂化，只有在形成分子的过程中才会发生7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参与成键的孤对电子。键

24、或者用来容纳未参与成键的孤对电子。不会用于形成不会用于形成键。反之键。反之键的形成不需杂化轨道键的形成不需杂化轨道杂化轨道理论杂化轨道理论(小结小结) 杂化：原子内部杂化：原子内部能量相近能量相近的原子轨道，在的原子轨道，在下重新组合的过程叫原子轨下重新组合的过程叫原子轨道的杂化道的杂化 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道组新轨道 杂化轨道类型：杂化轨道类型：sp、sp2、sp3 杂化结果：重新分配能量和空间方向，组杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等，成键能力更强的原子轨道成数目相等，成键能力更强的原子轨道 杂化轨道只用于杂化轨道只用于

25、形成形成键键或或容纳未参与成键容纳未参与成键的孤对电子的孤对电子思考题：根据以下事实总结：如何判断一个思考题：根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？化合物的中心原子的杂化类型？小结小结:中心原子杂化类型的判断方法中心原子杂化类型的判断方法 1.看中心原子有没有形成双键或三键：如果有看中心原子有没有形成双键或三键：如果有1个个三键，则其中有三键，则其中有2个个键，用去了键，用去了2个个p轨道，形成轨道，形成的是的是sp杂化；如果有杂化；如果有1个双键，则其中有个双键，则其中有1个个键，键，形成的是形成的是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s

26、p3杂化。杂化。2.根据杂化轨道数来判断：根据杂化轨道数来判断：轨道数轨道数=4则则sp3杂化杂化 轨道数轨道数=3则则sp2 杂化杂化 轨道数轨道数=2 则则sp杂化杂化 (1)杂化轨道数杂化轨道数=中心原子孤对电子对数中心原子孤对电子对数(未参与成未参与成键键)中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数 (2)sp3杂化：孤电子对数为杂化：孤电子对数为0，为正四面体形；，为正四面体形；如孤对电子数为如孤对电子数为2，则，则V型；型；如孤对电子数为如孤对电子数为1，则三角锥形。，则三角锥形。 sp2 杂化：孤电子对数为杂化：孤电子对数为0，为平面三角形；，为平面三角形；孤电子对数为孤电子对数为

27、1，则，则V形形2。 sp杂化均为直线形杂化均为直线形 。 3通过通过VSEPR模型来判断杂化类型：模型来判断杂化类型：sp3 杂化杂化VSEPR模型为正四面体形；模型为正四面体形；sp2 杂化杂化VSEPR模型为平面三角形；模型为平面三角形；sp杂化杂化VSEPR模型成直线形模型成直线形 (或应用等电子体原或应用等电子体原理，互为等电子体的分子结构相似也是判断的重理，互为等电子体的分子结构相似也是判断的重要依据要依据)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=3sp 2平面三角形平面三角形

28、0+4=4sp 3正四面体形正四面体形1+2=3sp 2V形形1+3=4sp 3三角锥形三角锥形2+2=4sp 3V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：对例题：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，

29、CO2为直线形结构为直线形结构D四、配合物理论简介：四、配合物理论简介：1配位键：配位键： （1）定义：）定义：（2）表示：）表示：A B（3）形成条件：）形成条件： 一方提供孤对电子，另一方提供空轨道，接一方提供孤对电子，另一方提供空轨道，接受孤对电子。受孤对电子。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固体颜色固体颜色溶液颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2O CuBr2NaClK2SO4KBr白色白色绿色绿色深褐色深褐色白色白色白色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？据是什么？CuOH2

30、H2OH2OH2O2+【实验实验2-1探究探究】【讨论交流讨论交流】上述实验中呈天蓝色的物上述实验中呈天蓝色的物质是质是 离子，可表示离子，可表示为为 ，叫做，叫做 。在四。在四水合铜离子（见右图）中，铜离子与水水合铜离子（见右图）中，铜离子与水分子之间的化学键是由分子之间的化学键是由 提供孤提供孤对电子对给予对电子对给予 ，铜离子接受水，铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类分子的孤对电子形成的，这类“电子对电子对给予给予-接受键接受键”就是配位键。就是配位键。其结构简式可表示为：其结构简式可表示为： 水合铜水合铜Cu(H2O)42+四水合铜离子四水合铜离子CuOH2H2OH2OH2O2+水

31、分子水分子铜离子铜离子【实验实验2-2探究探究】向盛有硫酸铜水溶液的试管里加向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成入氨水，首先形成 ，继续添加氨，继续添加氨水，水， 溶解，得到溶解，得到 的透的透明溶液；若加入极性较小的溶剂明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇如乙醇)，将析，将析出出 的晶体。的晶体。蓝色沉淀蓝色沉淀沉淀沉淀深蓝色深蓝色深蓝色深蓝色2+CuNH3H3NNH3NH3究其原因究其原因2+CuNH3H3NNH3NH3【实验实验2-2探究探究 】已知氢氧化铜与足已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成量氨水反应后溶解是因为生成Cu(NH3)42+ ，其结构简式为：，其结构简式为

32、：试写出实验中发生的两个反应的离试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？子方程式？Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 +2 NH4 + Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH+4H2O蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色溶深蓝色溶液液2配位化合物配位化合物（1）定义：）定义： 通常是由中心离子（或原子）与配位体通常是由中心离子（或原子）与配位体(某些分子或阴离子某些分子或阴离子) 以配位键的形式结合而成以配位键的形式结合而成的化合物称为的化合物称为配位化合物，简称配合物配位化合物，简称配合物。（2）配合物的形成以）配合物的形成以Cu(NH3)42+的形成为例

33、：的形成为例：2+CuNH3H3NNH3NH3【讨论交流讨论交流】结构测定实验证明，无论在氨水溶液中结构测定实验证明，无论在氨水溶液中还是在晶体中，深蓝色都是由于存在还是在晶体中，深蓝色都是由于存在 ，它是它是Cu2+的另一种常见配离子，中心离子仍然的另一种常见配离子，中心离子仍然是是 ，而配体是，而配体是 。 加入氨水过量加入氨水过量时发生时发生 反应，蓝色沉淀变为深蓝反应，蓝色沉淀变为深蓝色溶液，在色溶液，在Cu(NH3)42+里，里，NH3分子的分子的 给给出孤对电子对，出孤对电子对， 接受电子对，以配位键形成接受电子对，以配位键形成了了Cu(NH3)42+。常见的配合物还。常见的配合物

34、还有：有： 、 。2+CuNH3H3NNH3NH3Cu(NH3)42+Cu2+NH3N原子原子Cu2+Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH+4H2O蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色溶深蓝色溶液液实验实验2-3Fe 3+ +SCN Fe (SCN) 2+ 硫氰酸根硫氰酸根血红色血红色由于该离子的颜色极似血液，常被用于由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。电影特技和魔术表演。中心离子或中心离子或原子原子( (也称形成体也称形成体) ) 有空轨道有空轨道 n 主要是一些主要是一些，如铁、钴、镍、铜、银、金、，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金铂等金 属元素的

35、离子；属元素的离子；n 或是具有高氧化数的非金属元素，硼，硅、磷等，如或是具有高氧化数的非金属元素，硼，硅、磷等，如NaBF4 中的中的B()、K2SiF6中的中的Si()和和NH4PF6中的中的P()；n 或是不带电荷的中性原子，如或是不带电荷的中性原子，如Ni(CO)4, Fe(CO)5中的中的Ni, Fe都是中性原子，都是中性原子， (3)配合物组成配合物组成 内界和外界内界和外界 Cu(NH3)4SO4中，中，NH3是配位体，是配位体，N为配位为配位原子。原子。配位体和配位原子配位体和配位原子 有孤对电子有孤对电子配离子配离子 由由中心离子中心离子( (或或原子原子) )和和配位体配位

36、体组成的叫组成的叫配离配离子。子。Cu(NH3)4SO4中，中， Cu(NH3)4 2+是配离子也是配离子也叫内界，叫内界，SO4 2-叫外界。叫外界。配位数配位数 直接同直接同中心离子中心离子( (或或原子原子) )配位配位的的配位体配位体的数的数目叫目叫中心离子中心离子( (或或原子原子) )的的配位数。配位数。 Cu(NH3)4SO4中，中， Cu2+的的配位数为配位数为4。 在在Cu(NH3)4SO4中，中， Cu2+ 是是中心离子，中心离子，NH3是配位是配位体，体，N为配位原子，为配位原子， Cu2+的配位数为的配位数为4 ， Cu(NH3)4 2+是配离子是配离子。Co(NH3)

37、5ClCl2配合物性质配合物性质配合物的命名，关键在于配合物内界（即配离子）配合物的命名，关键在于配合物内界（即配离子）的命名。的命名。命名顺序：命名顺序：自右向左自右向左：配位体数（即配位体右下：配位体数（即配位体右下角的数字）角的数字）配位体名称配位体名称“合合”字字中心离子的中心离子的名称名称中心离子的化合价。中心离子的化合价。K3Fe(CN)6命名为命名为Cu(NH3)4SO4命名为命名为 例题例题1：下列分子或离子中都存在着配位：下列分子或离子中都存在着配位键的是键的是 ( )ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3)42+ 、PCl3B 例题例

38、题2：下列各种说法中错误的是（：下列各种说法中错误的是（ ）A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子。对电子。B、配位键是一种特殊的共价键。、配位键是一种特殊的共价键。C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。离子。D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。电子。D 2、写出、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：结构式及分子的空间结构：分子分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式电子式结构式

39、结构式中心原子中心原子有无孤对电子有无孤对电子空间结构空间结构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无无有有有有无无无无直线形直线形V 形形三角三角锥锥 形形 平面平面三角形三角形 正正四面体四面体: H C H:O: :例：例：CH4分子形成分子形成C: 2s22px12py12pz2s2p2s2p激发激发sp3杂化杂化1sH: 1s1sp3-s键合键合v 成键能力变大：成键能力变大：轨道形状发生了变化轨道形状发生了变化外层电子结构：2s 2px 2py 2pzsp 杂化杂化 同一原子中同一原子中 ns

40、-np 杂化成新轨道；一个杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨轨道杂化组合成两个新的道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。例：例：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键合键合直线形直线形sp杂化态杂化态直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 除除sp3杂化轨道外，还有杂化轨道外，还有sp杂化轨道和杂化轨道和sp2杂化轨道。杂化轨道。sp杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化而得；轨道杂化而得；sp2杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和2个个p轨道杂化而得，轨道杂化而得，三、杂化轨道理论简介三、

41、杂化轨道理论简介 杂化：原子内部杂化：原子内部能量相近能量相近的原子轨道，在的原子轨道，在下重新组合的过程叫原子轨下重新组合的过程叫原子轨道的杂化道的杂化 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道组新轨道 杂化轨道类型：杂化轨道类型：sp、sp2、sp3 杂化结果：重新分配能量和空间方向，组杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等，成键能力更强的原子轨道成数目相等，成键能力更强的原子轨道 杂化轨道只用于杂化轨道只用于形成形成键键或或容纳未参与成键容纳未参与成键的孤对电子的孤对电子1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊年度诺贝尔化学奖授予为研

42、究臭氧作出特殊贡献的化学家。贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。以生存的空间。O3分子的结构如右图：呈分子的结构如右图：呈V型，键角型，键角116.5o。三个原子以一个。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供原子提供2个电子，旁边两个个电子，旁边两个O原子各提供原子各提供1个电子，构成一个个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）特殊的化学键（虚线内部分）三个三个O原子均等地原子均等地享有这享有这4个电子。请回答：个电子。请回答：1臭氧与氧气

43、的关系是臭氧与氧气的关系是 2下列物质的分子与下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是分子的结构最相似的是 a、 H2O b、 CO2 c、 SO2 d、 BeCl23分子中某分子中某1原子有原子有1对没有跟其它原子共用电对没有跟其它原子共用电 子叫孤对电子，那么子叫孤对电子，那么O3分子有分子有 对孤对电子对孤对电子5C练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？C原子发生原子发生sp杂化生成了两个杂化生成了两个sp轨道分别与两个轨道分别与两个O原子的原子的一个

44、一个p轨道形成两个轨道形成两个键；键； C原子剩余的两个原子剩余的两个p轨道分别与轨道分别与两个两个O原子剩余的原子剩余的1个个p轨道形成两个轨道形成两个键。键。2 H2OO原子发生原子发生sp3杂化生成了四个杂化生成了四个sp3杂化轨道，其中杂化轨道，其中的两个分别与两个的两个分别与两个H原子的原子的s轨道形成两个轨道形成两个键；键； O原子剩余的两个原子剩余的两个sp3杂化轨道分别被两对孤对电杂化轨道分别被两对孤对电子占据。子占据。1CO2O： 1S22S 2PO C O提示：提示：C：1S22S22P2激发激发C：1S22S 2PSP杂化杂化探究练习探究练习1 1、写出、写出HCNHCN

45、分子和分子和CHCH2 20 0分子的路易斯结构式。分子的路易斯结构式。2 2用用VSEPRVSEPR模型对模型对HCNHCN分子和分子和CHCH2 2O O分子的立体结构分子的立体结构进行预测进行预测( (用立体结构模型表示用立体结构模型表示) )3 3写出写出HCNHCN分子和分子和CHCH2 20 0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 4分析分析HCNHCN分子和分子和CHCH2 2O O分子中的分子中的键。键。HCN中的中的C为为sp杂化；杂化；CH2O中的中的C为为sp2杂化杂化HCN分子中有分子中有2个个键和键和2个个键，即键，即CH和和CN之间各有之间各有1个

46、个键，另外，键，另外，CN之间还之间还有有2个个键；甲醛分子中键；甲醛分子中CH之间有之间有2个个键，键，CO之间有之间有1个个键和键和1个个键。键。例题例题2：写出下列分子的路易斯结构式：写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示是用短线表示键合电子键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子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)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) Cl2O(1) PCl3： sp3 三角锥形三角锥形. .PCICI解析：解析：. . . .CI. . .CI. .(2)BCl3 ： sp2 平面三角形平面三角形BCI. . .Cl. . .(3)CS2 ： sp 直线形直线形C = =S= =S. . . . . (4) C12O： sp3 V形形O. . .Cl. . .CI. . .