选修3第二章第二节分子的立体构型ppt课件.ppt
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1、活动一活动一1、利用几何知识分析一下,空间分布的两个点、利用几何知识分析一下,空间分布的两个点是否一定在同一直线?是否一定在同一直线?迁移迁移:两个原子构成的分子,将这两个原子构成的分子,将这2个原子看成两个原子看成两个点,则它们在空间上可能构成几种形状?是什个点,则它们在空间上可能构成几种形状?是什么?么?O2HCl2、利用几何知识分析一下,空间分布的三个点、利用几何知识分析一下,空间分布的三个点是否一定在同一直线上?是否一定在同一直线上?迁移:三个原子构成的分子,将这迁移:三个原子构成的分子,将这3个原子看成个原子看成三个点,则它们在空间上可能构成几种形状?分三个点,则它们在空间上可能构成
2、几种形状?分别是什么?别是什么?CO2H2O 在多原子构成的分子中,由于原在多原子构成的分子中,由于原子间排列的空间顺序不一样,使得分子间排列的空间顺序不一样,使得分子有不同的结构,这就是所谓的子有不同的结构,这就是所谓的分子分子的立体构型的立体构型。H2OCO2直线形直线形180180V V形形105105HCHONH3平面三角形平面三角形120120三角锥形三角锥形107107CH4正四面体正四面体P4正四面体正四面体6060C2H2直线形直线形180180 同为三原子分子,同为三原子分子,CO2 和和 H2O 分子的空间结分子的空间结构却不同,什么原因?构却不同,什么原因? 同为四原子分
3、子,同为四原子分子,CH2O与与 NH3 分子的的分子的的空间结构也不同,什么原因?空间结构也不同,什么原因? 对对ABn型的分子或离子,型的分子或离子,中心原子中心原子A价层电子对价层电子对(包括成键(包括成键键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤电子对孤电子对)之)之间由于存在排斥力,将使分子的几何构型总是间由于存在排斥力,将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型,采取电子对相互排斥最小的那种构型,以使彼以使彼此之间斥力最小,此之间斥力最小,分子体系分子体系A(键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤电子对孤电子对代表代表物质物质电子式电子式中心原子结中心原子结合原子数合原子数
4、n键电键电子对子对孤电子孤电子对对价层电价层电子对数子对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O: : :2342224314404202=键键电子对数电子对数+中心原子上的孤对电子对数中心原子上的孤对电子对数价层电子对数价层电子对数 键电子对数键电子对数 = 与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数= =(a-xb)(a-xb)a 对于对于原子原子,为中心原子的最外层电子数,为中心原子的最外层电子数 (对于对于阳离子阳离子,a为中心原子的为中心原子的 最外层电子数减去离子的最外层电子数减去离子的电荷数;
5、对于电荷数;对于阴离子阴离子, a为中心原子为中心原子 的最外层电子数加上的最外层电子数加上离子的电荷数)离子的电荷数)x 为与中心原子结合的原子数为与中心原子结合的原子数b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为为1,其,其他原子为他原子为“8-该原子的最外层电子数)该原子的最外层电子数)=(a-xb)分子或分子或离子离子中心原中心原子子 a x b中心原子中心原子上的孤电上的孤电子对数子对数 H2O O SO2 S NH4+ N CO32- C 1 0 0 2分子或分子或离子离子键键电子对数电子对数 孤电子对孤电子对数数VSEPR模模型及名称
6、型及名称分子的立体构分子的立体构型及名称型及名称CO2CO32-SO2232001COOCOOOSOO分子或分子或离子离子键键电电子对数子对数孤电子孤电子对数对数VSEPR模型及模型及名称名称分子的立体构型及分子的立体构型及名称名称CH4NH3H2O432012CHHHHNHHHOHH正四面体正四面体正四面体正四面体四面体四面体三角锥形三角锥形四面体四面体V形形化学式化学式中心原子中心原子 孤对电子孤对电子数数键电子键电子对数对数VSEPR模型模型SO32-BF3NH4+1033空间构型空间构型三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形04平面三角形平面三角形四面体四面体正四面体正四面体 确定确定B
7、F3、NH4+和和SO32-的的VSEPR模型和它们模型和它们的立体构型。的立体构型。正四面体正四面体VSEPVSEPR R模型模型成成键键电电子子对对数数孤孤对对电电子子对对数数分子分子类型类型 电子对的排电子对的排布模型布模型 立体结构立体结构 实实 例例 23平面平面三角三角形形2 0 AB2直线形直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价价层层电电子子对对数数平面三角形平面三角形 BF3V形形SO2直线直线形形活动二活动二 请根据价层电子对请根据价层电子对互斥理论分析互斥理论分析CH4的立体构型。的立体构型。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
8、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CH4,而不是,而不是CH2 ?基态基态C原子轨道排布图原子轨道排布图1s22s22p2基态基态H原子轨道排布图原子轨道排布图1s1按照我们已经学过的价键理论,甲烷的按照我们已经学过的价键理论,甲烷的4 4个个C C H H单键单键都应该是都应该是键,然而,碳原子的键,然而,碳原子的4 4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3 3个相互垂直的个相互垂直的2p 2p 轨道和轨道和1 1个球形的个球形的2s2s轨道,用它们跟轨道,用它们跟4 4个氢原子的个氢原子的1s1s原子轨道重叠,不可能得到四面体构型原子轨道重叠,不可能得到四面体构型的甲烷分子,这
9、是为什么呢?的甲烷分子,这是为什么呢?CC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激发s2p2p2s2杂化3spsp3C: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个能量与形状完个能量与形状完全相同的轨道。全相同的轨道。我们把这种轨道称之为我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道杂化轨道。 为了四个杂化轨道在空间尽可能远离,使轨道间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,的排斥最小,4 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? ? 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s
10、轨道与轨道与C原子上的四原子上的四个个sp3杂化轨道相互重叠后,就形成了四个性质、杂化轨道相互重叠后,就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的能量和键角都完全相同的S-SP3键,从而构成一键,从而构成一个正四面体构型的分子。个正四面体构型的分子。 10928在形成分子时,在外界条件影响下在形成分子时,在外界条件影响下若干若干不同类型能量相近的原子轨道不同类型能量相近的原子轨道混合起来,混合起来,重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的重新组合成一组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杂化轨道。杂化,所形成的新轨道就称为杂化轨道。(1)参与参加杂化的各原子轨道)参与参加杂化的各原
11、子轨道能量要相近能量要相近(同一能级组或相近能级组的轨道);(同一能级组或相近能级组的轨道);(2)杂化前后原子轨道数目不变:参加杂化的)杂化前后原子轨道数目不变:参加杂化的轨道数目轨道数目等于等于形成的杂化轨道数目;但杂化轨形成的杂化轨道数目;但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向,在成键时更有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;利于轨道间的重叠;(3)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排斥力最小小,故在空间取最大夹角分布,不同的杂化,故在空间取最大夹角分布,不同的杂化轨道伸展方向不同。轨道伸展方向不同。x y z x y z z x y z x
12、 y z 180 每个每个sp杂化轨道的形状为一头大,一头小,杂化轨道的形状为一头大,一头小,含有含有1/2 s 轨道轨道和和1/2 p 轨道轨道的成分,两个轨道间的成分,两个轨道间的的夹角为夹角为180,呈直线型呈直线型。 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。激发180ClClBeBe原子:原子:1s22s2 没有单个电子,没有单个电子,s2p2p2s2spsp杂化杂化ClClsppxpxx y z x y z z x y z x y z 120 每个每个sp2杂化轨道的形状也为一头大,一头杂化轨道的形状也为
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