分子空间构型和分子性质.ppt

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1、关于分子的空间构型与分子性质第一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月小结：小结：n若能求出中心原子的杂化轨道数，便可知中若能求出中心原子的杂化轨道数，便可知中心原子所发生的杂化类型心原子所发生的杂化类型中心原子的杂化类型中心原子的杂化类型杂化轨道数杂化轨道数杂化轨道空间构型杂化轨道空间构型spsp3 杂化杂化杂化杂化sp2 2 杂化杂化杂化杂化sp sp 杂化杂化杂化杂化4 43 32正四面体正四面体平面三角形平面三角形直线形直线形直线形直线形n原子轨道的原子轨道的杂化杂化，只有在，只有在形成分子的过程中形成分子的过程中才会才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化。发生，孤立的原子是不可能发

2、生杂化。第二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月求算中心原子杂化轨道数目的求算中心原子杂化轨道数目的经验公式经验公式n适合：适合：ABm型分子型分子(或离子或离子)A：中心原子：中心原子B：配位原子：配位原子A的杂化轨道数的杂化轨道数A的价电子数的价电子数+B提供的价电子数提供的价电子数m2离子所带电荷数离子所带电荷数n=1.A的价电子数的价电子数=A的最外层电子数的最外层电子数2.B中，中，X、H 各提供各提供1个价电子，个价电子，O、S 按不提供价电子计算按不提供价电子计算3.阳离子应减去电荷数，阴离子应加上电荷数。阳离子应减去电荷数，阴离子应加上电荷数。第三张，PPT共三十四页，创

3、作于2022年6月A的价电子数的价电子数+B提供的价电子数提供的价电子数m2离子所带电荷数离子所带电荷数n=若若n=4sp3 杂化杂化sp2 杂化杂化若若n=3sp 杂化杂化若若n=2试计算：下列分子或离子的中心原子试计算：下列分子或离子的中心原子可能采用的杂化轨道类型可能采用的杂化轨道类型CCl4、SiCl4、PCl3、NF3、NH4+、H2S、H3O+、SO42-、SO32-、Cl2On=4sp3 杂化杂化BF3、AlCl3、SO2、SO3、O3、NO3-、NO2-、CO32-、NO2n=3sp2 杂化杂化BeCl2、CO2、CS2、NO2+sp 杂化杂化n=2第四张，PPT共三十四页，创

4、作于2022年6月A的杂化轨道数的杂化轨道数A的价电子数的价电子数+B提供的价电子数提供的价电子数m2离子所带电荷数离子所带电荷数n=分子中分子中A的的价电子对数价电子对数A的价层电子对的空间构型的价层电子对的空间构型确定确定分子或离子的分子或离子的空间构型空间构型推断推断价电子对互斥理论价电子对互斥理论第五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月价电子对互斥理论价电子对互斥理论n分子中的中心原子的分子中的中心原子的价电子对价电子对（包括成键（包括成键电子对电子对bp和孤电子对和孤电子对lp）由于）由于相互排斥相互排斥作作用，而趋向用，而趋向尽可能彼此尽可能彼此远离远离以减小斥力，以减小斥力

5、，分子尽可能采取分子尽可能采取对称对称的空间构型的空间构型。分子中分子中A的价电子对数的价电子对数A的价电子数的价电子数+B提供的价电子数提供的价电子数m2离子所带电荷数离子所带电荷数n=第六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月价层电子对数与价层电子构型的关系价层电子对数与价层电子构型的关系价层电子对价层电子对数目数目n23456价层电子对价层电子对构型构型直线形直线形 三角形三角形 四面体四面体三角双锥三角双锥八面体八面体因为价电子对包括成键电子对和孤电子对，所以价因为价电子对包括成键电子对和孤电子对，所以价电子构型与分子或离子构型不完全等同。电子构型与分子或离子构型不完全等同。第七张

6、，PPT共三十四页，创作于2022年6月确定中心原子的孤对电子对数，推确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。断分子的空间构型。孤电子对孤电子对=0:n=(2+2)=2 直线形直线形n=(3+3)=3 平面三角形平面三角形n=(4+4)=4 四面体四面体例如：例如：分子的空间构型分子的空间构型=电子对的空间构型电子对的空间构型第八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月孤对电子孤对电子0：3411 2SnCl2平面三角形平面三角形 V形形NH3四面体四面体 三角锥三角锥H2O四面体四面体 V形形n孤电孤电子对子对电子对的电子对的空间构型空间构型分子的分子的空间构型空间构型例例分子的空

7、间构型不同于电子对的空间构型分子的空间构型不同于电子对的空间构型第九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月判断共价分子结构的实例判断共价分子结构的实例 利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型。利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型。AlCl3 H2S SO32-NH4+NO2 解：总数解：总数 对数对数电子对构型电子对构型 6 8 8 8 5 3 4 4 4 3 三角形三角形 正四面体正四面体 正四面体正四面体 正四面体正四面体 三角形三角形 分子构型分子构型 三角形三

8、角形 V字构型字构型 三角锥三角锥 正四面体正四面体 V字形字形 PCl5？第十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月等电子原理等电子原理n经验规律经验规律n化学通式相同化学通式相同且且价电子总数相等价电子总数相等的分子或离子的分子或离子具有具有相同相同的空间构型和化学键类型等的空间构型和化学键类型等结构结构特征特征n等电子体的许多物理和化学等电子体的许多物理和化学性质是相近性质是相近的的常见的等电子体：常见的等电子体：N2 与与 CO、CO2 与与 N2ONO2-与与 SO2（或（或O3）第十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月了解（1）CO2、CNS、NO2+、N3具有相同的通

9、式具有相同的通式AX2，价电子，价电子总数总数16，具有相同的结构，具有相同的结构直线型分子直线型分子，中心原子上没有，中心原子上没有孤对电子而孤对电子而取取sp杂化轨道杂化轨道，形成直线形，形成直线形s s-骨架，键角为骨架，键角为180。第十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月了解（2）CO32、NO3、SO3等离子或分子具有相同的通式等离子或分子具有相同的通式AX3,总价电子数总价电子数24，有相同的结构，有相同的结构平面三角形平面三角形分子分子,中心原子中心原子上没有孤对电子而上没有孤对电子而取取sp2杂化轨道杂化轨道形成分子的形成分子的s s-骨架。骨架。（3 3）S SO2

10、、O3、NO2等离子或分子，等离子或分子，AX2，18e，中心原，中心原子取子取sp2杂化杂化形式，形式，VSEPR理想模型为理想模型为平面三角形平面三角形，中心原，中心原子上有子上有1对孤对电子对孤对电子(处于分子平面上处于分子平面上)，分子立体结构为，分子立体结构为V型型(或角型、折线型或角型、折线型)。第十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月了解（4）SO42、PO43等离子具有等离子具有AX4的通式的通式,总价电子数总价电子数32，中，中心原子有心原子有4个个s s-键，故取键，故取sp3杂化杂化形式，形式，呈正四面体立体结呈正四面体立体结构构；（5）PO33、SO32、ClO

11、3等离子具有等离子具有AX3的通式，总价电子数的通式，总价电子数26，中心原子有，中心原子有4个个s s-轨道轨道(3个个s s-键和键和1对占据对占据s s-轨道的孤对轨道的孤对电子电子)，VSEPR理想模型为四面体理想模型为四面体，(不计孤对电子的不计孤对电子的)分子分子立体结构为立体结构为三角锥体三角锥体，中心原子取，中心原子取sp3杂化形式，没有杂化形式，没有p-pp p键键或或p-p大大 键，它们的路易斯结构式里的重键是键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大大 键。键。第十四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月分子的空间构型与分子性质分子的空间构型与分子性质n研究表明，许多分

12、子具有对称性研究表明，许多分子具有对称性第十五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称为对称性。为对称性。分子对称性与分子的许多性质如分子对称性与分子的许多性质如极性、旋极性、旋光性及化学性质光性及化学性质都有关都有关第十六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月CHBrClF 分子分子第十七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月CHBrClF 分子分子左手和右手左手和右手不能重叠不能重叠左右手左右手互为镜像互为镜像手

13、性分子手性分子手手性性碳碳原原子子第十八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月手性异构体和手性分子手性异构体和手性分子n如果一对分子，它们的如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样但如同左手和右手一样互为镜像互为镜像，在三维空间里不能重叠，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为这对分子互称为手性异构体手性异构体。有手性异构体的分子称为。有手性异构体的分子称为手性分手性分子子。条件：条件：当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。的化合物存在手性异构体。其中，连接四个

14、不同的原子或基团的碳原子称为其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手手性碳原子性碳原子。第十九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月例如例如:乳酸分子乳酸分子CH3CHOHCOOH有有以下两种异构体：以下两种异构体：图片图片 第二十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月A.OHCCHCH2OH B.OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH3下列化合物中含有下列化合物中含有2个个“手性手性”碳原子的是碳原子的是()B课堂练习课堂练习第二十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月n根据电荷分布是否均匀，共价键有极性

15、、非根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分极性之分n以共价键结合的分子也有极性、非极性之分以共价键结合的分子也有极性、非极性之分分子的极性是根据什么来判定呢？分子的极性是根据什么来判定呢？第二十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月极性分子与非极性分子极性分子与非极性分子分子呈电中性，可以分子呈电中性，可以设想设想：它的全部正电荷集中于一点，叫正电荷重心它的全部正电荷集中于一点，叫正电荷重心它的全部负电荷集中于一点，叫负电荷重心它的全部负电荷集中于一点，叫负电荷重心若，正电荷重心与负电荷重心若，正电荷重心与负电荷重心重合重合的分子的分子非极性非极性分子分子不相重合不相重合的分子的

16、分子极性极性分子分子第二十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月ClCl共用电子对共用电子对2个个Cl原子吸引电子的能力相同，共用电子原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，整个分子的电荷对不偏向任何一个原子，整个分子的电荷分布均匀，分布均匀，为为非极性分子非极性分子只含有非极性键只含有非极性键的双原子分子因为共用电子的双原子分子因为共用电子对无偏向，对无偏向，分子是分子是非极性分子非极性分子例：例：第二十四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月HCl共用电子对共用电子对HCl分子中，共用电子对偏向分子中，共用电子对偏向Cl原子，原子，Cl原子一端相对地显负电性，原子一

17、端相对地显负电性，H原子一原子一端相对地显正电性，整个分子的电荷分布端相对地显正电性，整个分子的电荷分布不均匀，不均匀，为极性分子为极性分子HCl+-以极性键结合的双原子分子为极性分子以极性键结合的双原子分子为极性分子第二十五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月分子极性的判断方法分子极性的判断方法1.1.双原子分子双原子分子取决于成键原子之间的共价键是否有极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性2.2.多原子分子多原子分子(ABm型型)取决于分子的空间构型取决于分子的空间构型第二十六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月ABm分子极性的判断方法分子极性的判断方法1.1.化合价法化合价

18、法请判断请判断PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的极性。分子的极性。若中心原子若中心原子A A的化合价的绝对值等于该元素所在的的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子；主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子；若中心原子有孤对电子若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对未参与成键的电子对)则为极性分子，若无孤对电子则为非极性分子。则为极性分子，若无孤对电子则为非极性分子。第二十七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月ABm分子极性的判断方法分子极性的判断方法1.1.化合价法化合价法 将分子中的共价键看作作用力，不同的共将分子中的共价键看作作用力，

19、不同的共价键看作不相等的作用力，运用物理上力的价键看作不相等的作用力，运用物理上力的合成与分解，看中心原子受力是否平衡，如合成与分解，看中心原子受力是否平衡，如平衡则为非极性分子；否则为极性分子。平衡则为非极性分子；否则为极性分子。2.2.物理模型法物理模型法第二十八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月C=O键是极性键，但从键是极性键，但从分子总体而言分子总体而言CO2是是直直线型线型分子，两个分子，两个C=O键是键是对称对称排列的，两键排列的，两键的极性互相抵消（的极性互相抵消（F合合=0），），整个分子没有整个分子没有极性，电荷分布均匀，极性，电荷分布均匀，是是非极性分子非极性分子。

20、180F1F2F合合=0OOC第二十九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月HOH10430F1F2F合合0O-H键是极性键，共用电键是极性键，共用电子对偏子对偏O原子，由于分子原子，由于分子是是V V形形构型构型，两个，两个O-H键的极键的极性不能抵消（性不能抵消（F合合0），），整个分子电荷分布不均匀，整个分子电荷分布不均匀，是是极性分子极性分子第三十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月HHHNBF3：NH3：12010718三角锥型三角锥型,不对称，键的极性不不对称，键的极性不能抵消，是极性分子。能抵消，是极性分子。F1F2F3F平面三角形，对称，平面三角形，对称，键的极性互相抵消（键的极性互相抵消（F合合=0），是非极性分，是非极性分子。子。第三十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月CHHHH109.5正正四面体型四面体型，对称结构，对称结构，C-H键的极性互键的极性互相抵消（相抵消（F合合=0），是，是非极性分子。非极性分子。第三十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月分子的分子的极性极性分子的空分子的空间结构间结构键角键角决定决定键的极性键的极性决定决定小结：小结：第三十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看17.09.2022第三十四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月