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时间:2019-09-14
《杂化轨道详细解说_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、高中化学7:概念理解杂化轨道原子在形成分子时,原子轨道不可能只重叠而本身不变,实际上个原子的价电子运动状态必然改变,而使成键能力尽可能增加,体系能量尽可能降低。能量相近的不同原子轨道重新合成相同数目的新原子轨道。通常有sp型、dsp型、spd型等。杂化并非一个实际过程,而是一个数学概念。为了得到波动方程有关价层电子的解,及波函数而采取的一个步骤。和原有的s、p轨道相比,杂化轨道分布图具有一个肥大的正瓣,这一区域大大有利于成键轨道之间的重叠。而且杂化轨道空间分布合理,降低了成键电子的排斥。2个方面都有利于体系能量的下降。
2、2、价层电子对互斥理论(VSEPR理论)对轨道形状的推测2.4、价层电子对互斥理论(VSEPR理论):对于一个ABm型分子(或离子),围绕中心A原子的价层对子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的空间分布是受静电相互作用所支配。电子对之间尽可能互相远离,这样斥力小,体系趋于稳定。2.2、A原子价层电子对数的确定:[A原子价层电子数+B原子提供的用于形成共价单键的电子数(双剑、三键均按生成一个单键考虑)]/2若是阴离子,电子数要加阴离子电荷数,阳离子则要减去。B是H或卤素元素,每个原子提供一个共用电子。若是是氧族元素,
3、规定不提供共用电子。I氯化确TeCI4分子:Te有6个价层电子,加上4个CI提供的共用电子,中心Te原子价层电子数等于40,对数为5。SO42-离子:S有6个价层电子,规定O原子不提供共用电子,加上离子电荷数2,中心S原子价层电子数等于8,对数为4。2.3、VSEPR理论推测分子形状:判断非过渡元素化合物的分子(或离子)的几何构型是相当成功的。价层电子对数在4以内,未发现例外;价层电子对数为5、6时,发现个别例外;价层电子对数为7以上时,中心不单一,出入较大;步骤:1>确定中心原子的价层电子对数2、确定价层电子对对应的
4、最佳分布构型:2直线、3平面三角、4正四面体、5三角双锥体、6正八面体。3、依据价层电子对相互作用斥力大小选出最稳定布局。依此布局将配位原子排列在中心原子周电子对之间斥力大小:孤■孤〉孤•成〉成■成按照力学分析,很好理解。2个同等力作用4个点,稳定结构是直线,夹角480度。3个同等力作用4个点,稳定结构是平面,夹角420度。4个同等力作用1个点,稳定结构是(正四面体、平面正方体等),正四面体夹角109.5度。5个同等力作用4个点,稳定结构是三角双锥体6个同等力作用4个点,稳定结构是正八面体3、常见的sp杂化轨道3.1>
5、sp1杂化轨道:同层2个sp原子轨道(部分sp轨道)重新整合成2个等价轨道(2个轨道最合理的结构是组成一个平面,夹角180度,只能是直线型)。同层2个电子,进行化合时,2个电子重新分布,典型化合物氯化皱BeCI23.2、sp2杂化轨道:同层3个sp原子轨道(部分sp轨道)重新整合成3个等价轨道(3个轨道最合理的结构是组成一个平面,夹角120度)。同层2个电子,进行化合时,2个电子重新分布,典型化合物氯化皱BeCI23.3、sp3杂化轨道:同层4个sp原子轨道(全部sp轨道)重新整合成4个等价轨道(立体上,4个轨道最合理
6、的结构是组成正四面体,夹角409.5度,当有孤对电子时,由于作用力改变,夹角有稍小)。同层4个电子,C元素,等性杂化。典型化合物甲烷CH4,进行化合时,4个电子重新分布。同层5个电子,N元素,不等性杂化。典型化合物甲烷NH3,进行化合时,5个电子重新分布。其中2个电子已经占有4个轨道,能量稍低,称孤对电子。另外3个轨道形成3个N・H键。孤对电子对其他3个轨道斥力较强,使3个键的夹角为107.3度。同层6个电子,O元素,不等性杂化。典型化合物甲烷H2O,进行化合时,6个电子重新分布。其中4个电子已经占有2个轨道,能量稍低
7、,称孤对电子。另外2个轨道形成2个0・H键。孤对电子对其他2个轨道斥力较强,使2个键的夹角为105度左右。杂化轨道判断公式如下:(括号内为举例,以下均以CO2为例)k=m+n当k=2sp杂化k=3sp2杂化k=4sp3杂化其中n值为ABn屮的n,与屮心原子结合的原子数(此时n是CO2屮的2)(中心原子:按字面意思理解,就是分子形成是被当做中心的原子,CO2的中心原子为C)m=(e-nd)/2m:孤电了对数(指未成键电了)e:中心原子价电子数(价电子数就是绘外层电子数,C碳的e二4)n:和上面的n是同一个值d:与中心原子
8、结合的原子最多能接收的电子数(与中心原子结合的原子指O氧原子,最外层差2个电子排满,此处d=2)于是,CO2的k二2+(4・2*2)/2二2故CO2是sp杂化必须是ABx型才弄用此判断方法,金刚石Sp3正四面体石墨sp2平面六边形需耍记住SO32-,屮心原了S提供6个电了,氧不提供,两个负电荷等于两个电了,所以电了数为8,即为4对
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