高二化学分子的空间构型 苏教.ppt
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1、专题四专题四 分子空间结构与物质性质分子空间结构与物质性质第一单元第一单元 分子构型与物质的性质分子构型与物质的性质分子的空间构型分子的空间构型2021/8/11 星期三1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衡量化学键的强弱描述分子的立体结构的重要因素描述分子的立体结构的重要因素成键方式成键方式“头碰头头碰头”,呈轴对称呈轴对称成键方式成键方式“肩并肩肩并肩”,呈镜像对呈镜像对称称2021/8/11 星期三2形形色色的分子形形色色的分子O2HClH2OCO22021/8/11 星期三3C2H2CH2OCOCl2NH3P42021/8/11 星
2、期三4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH2021/8/11 星期三5C60C20C40C70问题问题2021/8/11 星期三6 C C原子与原子与H H原子结合形成的分子为什么是原子结合形成的分子为什么是CHCH4 4,而不是,而不是CHCH2 2或或CHCH3 3?CHCH4 4分子为什么具有正分子为什么具有正四面体的空间构型(键长、键能相同,键角四面体的空间构型(键长、键能相同,键角相同为相同为1092810928)?)?2s 2px 2py 2pz问题:2s 2p2s 2p2s 2p2s 2px x x x 2p 2p 2p 2py y y y 2p 2p
3、2p 2pz z z z C2021/8/11 星期三7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,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CHHHH10928激发激发它它的的要要点点是是: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
4、这这4个个轨轨道道是是由由1个个s轨轨道道和和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:2021/8/11 星期三8等性等性sp3 杂化杂化 原原子子形形成成分分子子时时,同同一一个个原原子子中中能能量量相相近近的的一一个个 ns 轨轨道道与与三三个个 np 轨轨道道进进行行混混合合组组成成四四个个新新的的原原子子轨轨道道称称为为 sp3 杂化轨道。杂化轨道。SP22021/8/11 星期三9等性等性sp2 杂化杂化 同同一一个个原原子子的的一一个个 ns 轨轨道道与与两两个个 np 轨轨道道进进行行杂杂化化组组合合为为 sp2 杂杂化化轨轨道道。sp2 杂杂化化轨轨道道间间
5、的的夹夹角角是是120,分子的几何构型为平面正三角形。,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1202021/8/11 星期三10碳的碳的sp2杂化轨道杂化轨道spsp2 2杂杂化化: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。2021/8/11 星期三11 同同一一原原子子中中 ns-np 杂杂化化成成新新轨轨道道:一一个个 s 轨轨道道和一个和一个 p 轨道杂化组合成两个新的轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。BeCl2分子形成分子形成激发
6、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 等性等性sp 杂化杂化2021/8/11 星期三12碳的碳的sp杂化轨道杂化轨道spsp杂杂化化:夹夹角角为为180180的的直直线线形形杂杂化轨道。化轨道。2021/8/11 星期三13 根根据据以以下下事事实实总总结结:如如何何判判断断一一个个化化合合物物的中心原子的杂化类型?的中心原子的杂化类型?CCsp3sp2spCCCC2021/8/11 星期三141、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
7、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.一般方法一般方法2021/8/11 星期三152杂化的分类杂化的分类:由原子轨道组合成一组简并杂化轨道的杂化由原子轨道组合成一组简并杂化轨道的杂化过程称为过程称为等性杂化等性杂化。完全由一组具有未成对电子。完全由一组具有未成对电子的原子轨道或空轨道参与的杂化都是等性杂化。的原子轨道或空
8、轨道参与的杂化都是等性杂化。如果杂化后所得到的一组杂化轨道并不完全如果杂化后所得到的一组杂化轨道并不完全简并,则称为简并,则称为不等性杂化不等性杂化。有孤对电子参与的杂。有孤对电子参与的杂化都是不等性杂化。化都是不等性杂化。应该指出,等性杂化并不表示形成的共价键应该指出,等性杂化并不表示形成的共价键等同。例如,等同。例如,CHCl3 为变形四面体,分子中三个为变形四面体,分子中三个 键与键与 键并不等同,但键并不等同,但 C 采取的杂化采取的杂化方式仍是方式仍是 sp3 等性杂化。等性杂化。2021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17 基态基态N的最外层电子构型为的最外层电子构
9、型为 2s22p3,在,在H影响影响下,下,N 的一个的一个2s轨道和三个轨道和三个2p 轨道进行轨道进行sp3 不等性不等性杂化,形成四个杂化,形成四个sp3 杂化轨道。其中三个杂化轨道。其中三个sp3杂化轨杂化轨道中各有一个未成对电子,另一个道中各有一个未成对电子,另一个sp3 杂化轨道被杂化轨道被孤对电子所占据。孤对电子所占据。N 用三个各含一个未成对电子用三个各含一个未成对电子的的sp3 杂化轨道分别与三个杂化轨道分别与三个H 的的1s 轨道重叠,形成轨道重叠,形成三个三个 键。由于孤对电子的电子云密集在键。由于孤对电子的电子云密集在N 的的周围,对三个周围,对三个 键的电子云有比较大
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