分子空间结构的确定.ppt
,2019/2/13,分子空间构型,2019/2/13,1.为什么甲烷是正四面体结构,乙烯是平面结构,乙炔是直线形呢?,2、为什么H2O分子是“V”型、键角是104.5°，而不是“直线型”或键角是“90°”？,你知道吗,2019/2/13,一、杂化轨道与分子的空间构型,基本要点：,.成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新的价电子轨道杂化轨道。,.杂化前后轨道数目不变。,.杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。,2019/2/13,1.sp3杂化,CH4的空间构型为正四面体,C：2s22p2,2019/2/13,C：2s22p2,2019/2/13,B： 2s22p1,2.sp2杂化,BF3的空间构型为平面三角形,2019/2/13,B：2s22p1,2019/2/13,Be：2s2,3.sp杂化,BeCl2的空间构型为直线形,2019/2/13,Be采用sp杂化生成BeCl2,Be：2s2,2019/2/13,【例题选讲】,例1：根据乙烯、乙炔分子的结构，试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。,乙烯中碳以sp2杂化，C=C中一个和一个,2019/2/13,例2：试用杂化轨理论解释石墨、苯的结构,石墨晶体,苯的结构,sp2杂化,sp2杂化,2019/2/13,SP型的三种杂化,1个S 1个P,1个S 3个P,1个S 2个P,2个SP,3个SP2,4个SP3,180°,120°,109.5°,直线形,正三角形,正四面体,BeCl2 C2H2,BF3 C2H4,CH4 CCl4,4.小结,2019/2/13,共价分子的几何外形取决于分子价层电子对数目和类型。分子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用,而趋向尽可能远离以减小斥力而采取对称的空间构型。,价层电子对互斥理论,二、确定分子空间构型的简易方法：,2019/2/13,对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等。,对于 ABm型分子或离子，其中心原子A的价电子对数可依如下公式算得:,1、推断分子空间构型的具体步骤：,2019/2/13,2、ABm型分子的价电子对数n的确定,（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子中氢或卤素原子提供价电子数为1;,（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6；,（3）离子的价电子对数计算,NH4+ ：,SO42- ：,如：PCl3 中,n,2019/2/13,1. SP型的三种杂化,180°,120°,109.5°,直线形,正三角形,正四面体,BeCl2 C2H2,BF3 C2H4,CH4 CCl4,课堂小结,ABm型分子的价电子对数n的确定,n,3,4,2,2019/2/13,例3：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表,2,2,3,4,4,4,4,4,sp,sp,sp2,sp3,直线形,直线形,平面三角形,正四面体,180°,180°,120°,109.5°,直线形,直线形,平面三角形,正四面体,V形,三角锥形,180°,180°,120°,109.5°,109.5°,104.5°,107.3°,107.3°,课堂练习,2019/2/13,2、下列分子或离子中，空间构型为V型的是( ） A、CS2 B、H2Se C、HCN D、ICl,思考、讨论,1、NH3、H2O分子中键角分别为107°18、104.5°与109°28相差不大，由此可推测，N、O原子的原子轨道可能采取何种类型杂化？原子轨道间夹角小于109°28，可能说明了什么问题？,2019/2/13,4、下列分子和离子中，中心原子的价电子对几何构型为四面体，且分子(离子)空间构型为V形的是（ ） A、NH4+ B、SO2 C、H3O+ D、OF2,3、下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体（ ） A、CHCl3 B、CH3Cl C、BBr3 D、SnCl4,思考、讨论,（4）SO42、PO43等离子具有AX4的通式,总价电子数32，中心原子有4个s-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立体结构；,（5）PO33、SO32、ClO3等离子具有AX3的通式，总价电子数26，中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s-轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，(不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式，没有p-pp键或p-p大键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大键。,具有相同的通式ABm，而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子原理”。这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180或90等特定的角度。 （1）CO2、CNS、NO2+、N3具有相同的通式AX2，价电子总数16，具有相同的结构直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s-骨架，键角为180，分子里有两套34p-p大键。,等电子原理,（2）CO32、NO3、SO3等离子或分子具有相同的通式AX3,总价电子数24，有相同的结构平面三角形分子,中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的s-骨架，有一套46p-p大键。 （3）SO2、O3、NO2等离子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤对电子(处于分子平面上)，分子立体结构为V型(或角型、折线型)，有一套符号为34的p-p大键。,2019/2/13,4,2,3,4,4,3,正四面体,0,正四面体,SP3,直线,直线,0,SP,SP3,SP2,SP3,SP2,平面三角形,2,平面三角形,正四面体,正四面体,平面三角形,0,1,1,三角锥,V形,V形,课堂练习,2019/2/13,不等性sp3杂化,N：2s22p3,2019/2/13,O：2s22p4,
