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1、分子构型与物质的性质第1页，本讲稿共24页分子构型与物质的性质分子构型与物质的性质请完成下列各题请完成下列各题:写出写出C、N、S的电子排布式和轨道表示式的电子排布式和轨道表示式第2页，本讲稿共24页分子构型与物质的性质分子构型与物质的性质请完成下列各题请完成下列各题:甲烷分子的空间构型是什么？甲烷分子的空间构型是什么？思考：甲烷分子中的思考：甲烷分子中的C原子的电子排布式原子的电子排布式是是1s22s22p2，只能形成两个共价键，且键角，只能形成两个共价键，且键角应该是大约应该是大约900，而现在形成四个共价键，且，而现在形成四个共价键，且键角是键角是109.50，怎么解释？，怎么解释？第3
2、页，本讲稿共24页一、分子的空间构型一、分子的空间构型（一）杂化轨道理论（一）杂化轨道理论 原子在形成分子时，为了增强成键能力，原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加，原子在成键时，同一原使分子的稳定性增加，原子在成键时，同一原子中能量相近的不同类型的原子轨道重新组合子中能量相近的不同类型的原子轨道重新组合为一组新轨道。这种重新组合称为杂化；杂化为一组新轨道。这种重新组合称为杂化；杂化后的原子轨道称为杂化轨道。后的原子轨道称为杂化轨道。第4页，本讲稿共24页CH4分子中分子中C原子的杂化和成键情况原子的杂化和成键情况 CH4分子中的分子中的C原子是原子是sp3杂化，杂化，4个个
3、sp3杂杂化轨道指向正四面体的化轨道指向正四面体的4个顶点，与个顶点，与4个个H原子原子的的1s轨道形成轨道形成4个相同的个相同的键。键。CH4分子具有正四面体的空间构型分子具有正四面体的空间构型1、CH4 sp3杂化杂化 第5页，本讲稿共24页关于杂化轨道的注意点关于杂化轨道的注意点（1）只有能量相近的轨道才能相互杂化（如）只有能量相近的轨道才能相互杂化（如2s，2p）,空轨道一般不参与杂化。空轨道一般不参与杂化。（2）原子轨道的杂化）原子轨道的杂化只在只在成键过程中才会发生。成键过程中才会发生。（3）杂化前后轨道数目不变，但形状、方向、能量）杂化前后轨道数目不变，但形状、方向、能量改变。改
4、变。（4）杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。）杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。（5）杂化轨道所形成的均为）杂化轨道所形成的均为键键第6页，本讲稿共24页 思考题：思考题：为了满足生成为了满足生成BF3和和BeCl2的要求，的要求，B和和Be原子的价电子排布应如何改变？用轨道原子的价电子排布应如何改变？用轨道式表示式表示B和和Be原子的价电子结构的改变。原子的价电子结构的改变。BF3中的中的B是是sp2杂化，杂化，BeCl2中中的的Be是是sp杂化。杂化。第7页，本讲稿共24页2、BF3 sp2杂化杂化2s2p轨道轨道2s2p2s2psp2激发激发 杂化杂化 正三角形正三角形*CH2=CH
5、2第8页，本讲稿共24页3、BeCl2 sp杂化杂化直线形直线形2s2p2s2psp2pexcited hybridization*CHCH第9页，本讲稿共24页 挑战自我：挑战自我：NH3、H2O分子分别是分子分别是三角锥形分子、三角锥形分子、V形分子，如何用杂化形分子，如何用杂化轨道的知识解释。轨道的知识解释。NH3、H2O分子中分子中N、O原子都原子都是是sp3杂化，由于孤电子对的影响使杂化，由于孤电子对的影响使键角都小于键角都小于109.50。NH3、H2O键角分别为键角分别为107.30、104.50。第10页，本讲稿共24页杂化类型杂化类型SPSP2SP3参与杂化参与杂化轨道数轨道
6、数1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p杂化轨道杂化轨道数数2个sp3个sp24个sp3几种常见的杂化轨道类型几种常见的杂化轨道类型第11页，本讲稿共24页杂化类型杂化类型SPSP2SP3杂化轨道空杂化轨道空间取向间取向孤对电子数孤对电子数分子空间构分子空间构型型实例实例键角键角直线直线正三角形正三角形正四面体正四面体00012直线直线正三角形正三角形正四面体正四面体三角锥三角锥V形形BeCl2乙炔乙炔BF3乙烯乙烯CH4NH3H2O1801201092810718104.5第12页，本讲稿共24页分子构型与物质的性质分子构型与物质的性质 思考题：观察书本思考题：观察书本P62图，回答乙烯
7、图，回答乙烯与乙炔分子的成键情况。与乙炔分子的成键情况。乙烯乙烯 sp2杂化杂化 5个个键，键，1个个键键乙炔乙炔 sp杂化杂化 3个个键，键，2个个键键第13页，本讲稿共24页三键sp2个键用2个p轨道双键Sp21个键用1个p轨道全单键Sp3无键关于碳原子的成键关于碳原子的成键第14页，本讲稿共24页一、分子的空间构型一、分子的空间构型（二）价层电子对互斥理论（二）价层电子对互斥理论（VSEPR）分子中的价电子对（包括成键电子对分子中的价电子对（包括成键电子对和孤对电子对）由于相互排斥作用，而趋和孤对电子对）由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可向尽可能彼此远离以减小斥力
8、，分子尽可能采取对称的空间构型。能采取对称的空间构型。第15页，本讲稿共24页预测分子（或离子）空间构型的简易方法预测分子（或离子）空间构型的简易方法 用分子或离子中的价电子对数去判断用分子或离子中的价电子对数去判断!1、对于、对于ABm型分子（型分子（A是中心原子，是中心原子，B是配位是配位原子），确定中心原子价层电子数原子），确定中心原子价层电子数n n中心原子的价中心原子的价电子数电子数每个配位原子提供的每个配位原子提供的价电子数价电子数m 2离子电离子电荷数荷数 中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数。配位原子中配位原子中卤素原子、氢
9、原子提供一个价电子卤素原子、氢原子提供一个价电子，氧原氧原子和硫原子按不提供价电子计算子和硫原子按不提供价电子计算。孤对电子数孤对电子数(n-m)第16页，本讲稿共24页 请判断下列分子请判断下列分子价电子对价电子对的几何的几何分布构型分布构型分子分子BeCl2BF3CH4CO2NH3H2O价电子价电子对数对数几何几何构型构型2直线直线形形3平面三平面三角形角形4正四正四面体面体2直线直线形形4正四正四面体面体4正四正四面体面体第17页，本讲稿共24页请判断下列请判断下列分子分子的几何构型的几何构型分子分子BeCl2BF3CH4CO2NH3H2O价电子价电子对数对数234244价电子价电子几何
10、构几何构型型直线直线形形平面平面三角三角形形正四正四面体面体直线直线形形正四正四面体面体正四正四面体面体分子几分子几何构型何构型直线直线形形平面平面三角三角形形正四面正四面体体直线直线形形三角三角锥形锥形V形形第18页，本讲稿共24页杂化轨道数杂化轨道数=价电子对数价电子对数BeCl2BF3CH4NH3H2O第19页，本讲稿共24页*孤对电子对对键角的影响 孤对电子对孤 孤成键电子对 成成第20页，本讲稿共24页一、分子的空间构型一、分子的空间构型（三）等电子原理（三）等电子原理 具有相同价电子数具有相同价电子数（指全部电子总数或价电指全部电子总数或价电子总数）和相同原子数的分子或离子具有相同
11、子总数）和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征和物理性质。的结构特征和物理性质。1 1、等电子体特征：、等电子体特征：组成微粒原子数目相同组成微粒原子数目相同组成微粒价电子数相同组成微粒价电子数相同分子结构相似分子结构相似第21页，本讲稿共24页 下列各组分子中所含电子数和价电子总数均相下列各组分子中所含电子数和价电子总数均相等的是等的是 A、H2O、H2S B、HF、NH3 C、CO、CO2 D、NO2、SO2答案：答案：B第22页，本讲稿共24页 根据等电子原理，判断根据等电子原理，判断下列各组分子属于等电下列各组分子属于等电子体的是子体的是 A、H2O、H2S B、HF、NH3 C、CO、CO2 D、NO2、SO2答案：答案：A第23页，本讲稿共24页1 1、等电子体特征：、等电子体特征：组成微粒原子数目相同组成微粒原子数目相同组成微粒价电子数相同组成微粒价电子数相同分子结构相似分子结构相似物理性质物理性质2、应用、应用（1）预测等电子体空间构型）预测等电子体空间构型（2）预测等电子体物理性质）预测等电子体物理性质第24页，本讲稿共24页