福州大学结构化学电子教案—第五章

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1、结构化学电子教案—第五章第五章多原子分子的结构和性质TheStructureandPropertyofPolyatomicMolecules10/18/2021多原子分子结构理论包括：①定域分子轨道理论;②杂化轨道理论;③价电子对互斥理论（缺电子分子）;④休克尔分子轨道理论;⑤配合物结构理论。第五章多原子分子的结构和性质10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质多原子分子的结构比双原子分子复杂，多中心多电子，需要用一组键长和键角数据来表征其几何构型。同时也要用一组波函数（分子轨道）来解释分子的成键情况和性质（键型、能级和电子排布）。10/18/2021第五章多原子分子的结构

2、和性质多原子分子是大量的，必须用简化的模型和图象来对描述这些分子的电子行为和成键规律。10/18/2021如果用定域的分子轨道来考虑分子中原子与原子之间的成键，所形成的分子构型就会与事实不符。1）H2O2)CH4第五章多原子分子的结构和性质10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质一.杂化轨道理论杂化轨道理论是解释多原子分子结构的一种理论。多原子分子在成键时可以不用原来的原子轨道，而用重新组合的原子轨道（杂化轨道）来成键，这样使成键时可以更有效地重叠，就是说杂化轨道比原来的原子轨道成键能力更强。第一节杂化轨道理论10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质同一个原子中能

3、量相近的各个原子轨道,可以通过线性组合而成为成键能力更强的新的原子轨道,即“杂化轨道”，不同于LCAO-MO。10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质按照量子力学近似处理方法，杂化轨道可以看作是s和p轨道线性组合（也有s、p和d轨道的线性组合）：10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质杂化轨道的性质：1.杂化轨道的正交归一性；10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质2.所有杂化轨道中某原子轨道的系数平方和为1；3.杂化轨道的夹角关系：10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质1.sp杂化：一个s轨道与一个px轨道杂化后，s成分为1/2，p成分为1/2

4、，α=1/2，θ=180,得两个sp杂化轨道：杂化轨道的具体形式10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质乙炔10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质2.sp2杂化：每个sp2杂化轨道的s成分为1/3，p成分为2/3，α=1/3，θ=120,三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º，相应的波函数为：10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质乙烯10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质3．sp3杂化：每个sp3杂化轨道中s成分为1/4，p成分为3/4

5、，它们的空间取向是四面体结构，相互的键角θ=109°28’。10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质甲烷10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质sp3不等性杂化:①水分子的形成②氨分子的形成10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质s、p、d的杂化：dsp2正方形;dsp3三角双锥;sp3d2正八面体;d3sp3五角双锥。10/18/2021杂化轨道的成键能力：第五章多原子分子的结构和性质10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质二.价电子对互斥理论1）价电子对：成键电子对和孤电子对2）互斥：价电子对之间

6、相互排斥，趋于相互远离，结构才稳定。第二节价电子对互斥理论10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质判断分子几何构型的规则：1、价电子全部成单键的分子（电子对尽量远离、结构尽量对称）电子对234567几何构型直线形三角形四面体三角双锥八面体五角双锥杂化类型spsp2sp3dsp3d2sp3d3sp310/18/2021第五章多原子分子的结构和性质第二节价电子对互斥理论BF3(3BP)平面三角形BeCl2(2BP),直线形10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质CCl4(4BP)正四面体形PCl5(5BP)三角双锥形PF6-(6BP)正八面体形10/18/2021第五

7、章多原子分子的结构和性质2、含有孤对电子的分子（孤电子对视为一个单键）SnCl2(2BP+LP)V形PCl3(3BP+LP)三角锥形10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质NH310/18/2021第五章多原子分子的结构和性质H2O10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质TeCl4(4BP+LP)翘翘板形ClF3(3BP+2LP)T形ICl2-(2BP+3LP)直线形10/18/2021第五章多原子分子的结构和性质IF5(5BP+LP)四棱锥形ICl4-(4BP+