人教版化学选修3《分子的立体结构》(第2课时).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（第二课时）（第二课时）思考：思考：价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构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，如无法解释甲形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个烷中四个C-HC-H的键长、键能相同及的键长、键能相同及H-C-HH-C-H的键角为的键角为109109 2828。因为按照我们已经学过的价键理论，。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的甲烷的4 4个个C-HC-H单键单键都应该是都应该是键键，然而，碳原子的，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

2、直的2p2p轨道和轨道和1 1个球个球形的形的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原子轨道重原子轨道重叠，叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子不可能得到四面体构型的甲烷分子。这是为什么呢？这是为什么呢？三、杂化理论：三、杂化理论：1.1.在形成分子时，每一原子中在形成分子时，每一原子中能量相近能量相近能量相近能量相近的的“轨道轨道”会会发生重组，形成新的原子轨道，这个过程称发生重组，形成新的原子轨道，这个过程称“杂化杂化”，新的原子轨道称，新的原子轨道称“杂化轨道杂化轨道”。2.2.杂化前后原子杂化前后原子“轨道轨道”总数不变总数不变，但能量趋于平均，但能量趋于

3、平均化，化，“杂化轨道杂化轨道”的对称性更高，的对称性更高，杂化后轨道伸展方杂化后轨道伸展方向，形状发生改变向，形状发生改变，更有利于成键。，更有利于成键。3.3.原子可用原子可用“杂化轨道杂化轨道”与其它原子的轨道（或与其它原子的轨道（或“杂杂化轨道化轨道”）重叠形成共价键。）重叠形成共价键。为了补充了价键理论的不足，鲍林为了补充了价键理论的不足，鲍林(Pauling)(Pauling)在价键理在价键理论基础上提出了论基础上提出了“杂化杂化”假设。假设。sp3CHCH4 4分子（分子（spsp3 3杂化）杂化）三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介（2 2）要点：）要点：（1）sp3杂化杂

4、化1个个S轨轨道和道和3个个P轨道轨道基态基态原子原子激发态激发态原子原子4 4个相同的个相同的SPSP3 3杂化轨道杂化轨道混杂混杂三、杂化轨道理论简介三、杂化轨道理论简介除除spsp3 3杂化轨道外，还有杂化轨道外，还有spsp杂化轨道和杂化轨道和spsp2 2杂化轨道。杂化轨道。spsp杂杂化轨道由化轨道由1 1个个s s轨道和轨道和1 1个个p p轨道杂化而得；轨道杂化而得；spsp2 2杂化轨道由杂化轨道由1 1个个s s轨道和轨道和2 2个个p p轨道杂化而得。轨道杂化而得。2.2.spsp杂化杂化：同一原子中：同一原子中1 1个个s s轨道与轨道与1 1个个p p轨道轨道杂化形成

5、杂化形成2 2个个spsp杂化轨道。每个杂化轨道的杂化轨道。每个杂化轨道的s s成分为成分为1/21/2，p p成分为成分为1/21/2，杂化轨道之间的夹，杂化轨道之间的夹角为角为180180度。度。例：例：4 4BeBe2s2s2p2pspsp杂化杂化spsp2p2p两个两个spsp杂化轨道杂化轨道其他例子：其他例子：CO CO2 2、HCCHHCCH1 1）spsp杂化杂化 乙炔中的碳原子为乙炔中的碳原子为spsp杂化杂化，分子呈，分子呈直线构型直线构型。两个碳原子的两个碳原子的spsp杂化轨道沿各自对称轴形成杂化轨道沿各自对称轴形成CC CC 键键，另两个，另两个spsp杂化轨道分别与两

6、个氢原子的杂化轨道分别与两个氢原子的1s1s轨道重轨道重叠形成两个叠形成两个CH CH 键键，两个，两个p py y轨道和两个轨道和两个p pz z轨道分别轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的CCCC 键，形键，形成乙炔分子。成乙炔分子。2 2）空间结构是直线型：）空间结构是直线型：三个三个键在一条直线上。键在一条直线上。3.sp3.sp2 2杂化杂化：一个：一个s s轨道与两个轨道与两个p p轨道杂化，得三个轨道杂化，得三个spsp2 2杂化轨道，每个杂化轨道的杂化轨道，每个杂化轨道的s s成分为成分为1/31/3，p p成分为成分为2/32/3，三个

7、杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120120例：例：BFBF3 3中中B B的电子构型的电子构型:1s:1s2 22s2s2 22p2p1 1sp2杂化杂化+小结：小结：s-p型的三种杂化比较型的三种杂化比较杂杂 化化 类类 型型spspSpSp2 2spsp3 3参与参与杂杂化的化的原子原子轨轨道道1 1个个 s+1 s+1个个p p1 1个个s+2s+2个个p p1 1个个s+3s+3个个p p杂杂 化化 轨轨 道道 数数2 2个个spsp杂杂化化轨轨道道3 3个个spsp2 2杂杂化化轨轨道道4 4个个spsp3 3杂杂化化轨轨道道杂杂化

8、化轨轨道道间夹间夹角角1801800 01201200 01091090 0 2828空空间间构构型型直直 线线正三角形正三角形正四面体正四面体实实例例BeClBeCl2 2,C C2 2H H2 2BF3,C2H4CH4,CCl4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

9、子对数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数例例1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类：下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是型相同的是()ACO2与与SO2BCH4与与NH3CBeCl2与与BF3DC2H2与与C2H4B例例2：对：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CS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DSO2为为V形结构，形结构，CO2为直线形结构为直线形结构D例例3：写出下列分子的中心原子可能采用：写出下列分子的中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。型。(1)PCl3(2)BCl3(3)CS2(4)C12O