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1、2019-2020年高中化学第二章分子结构与性质2.2分子的立体构型第2课时分子的立体构型2新人教版选修知识归纳一、杂化轨道理论简介1.杂化轨道理论杂化轨道理论是一种价键理论,是鲍林为了解释分子的立体构型提出的。(1)轨道的杂化在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些_____________________发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程。注意:双原子分子中不存在杂化过程。(2)杂化轨道杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道,叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道。2.杂化轨道的类型(1)sp3杂化sp3杂化轨道是由1个s轨道和
2、3个p轨道杂化而得。sp3杂化轨道间的夹角是________,立体构型为正四面体形。如图1所示。图1CH4分子的形成过程:碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上,这个过程称为激发,但此时各个轨道的能量并不完全相同。于是1个2s轨道和3个2p轨道混杂起来,形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道(其中每个杂化轨道中s成分占1/4,p成分占3/4),如图2所示。图2CH4分子中碳原子的杂化4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥,使4个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的4个顶点,碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1
3、s轨道形成4个C—Hσ键,从而形成CH4分子。由于4个C—H键完全相同,所以形成的CH4分子为正四面体形,键角是109°28',如图3所示。图3(2)sp2杂化sp2杂化轨道是由1个s轨道和两个p轨道混杂而成的。sp2杂化轨道间的夹角是_______,呈平面三角形(如图4所示)。图4sp2杂化BF3分子的形成过程:硼原子的电子排布式为1s22s22,硼原子的1个2s电子激发到1个空的2p轨道中,使硼原子的电子排布式为1s22s122。硼原子的2s轨道和两个2p轨道混杂成3个sp2杂化轨道,硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的
4、各1个2p轨道重叠形成3个sp2−pσ键,由于3个sp2杂化轨道在同一平面上,而且夹角为120°,所以BF3分子具有平面三角形结构(如图5所示)。图5硼原子的杂化轨道和BF3分子的结构示意图(3)sp杂化sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道混杂而成的。sp杂化轨道间的夹角是180°,呈__________(如图6所示)。图6气态BeCl2分子的形成过程:铍原子的电子排布式是1s22s2,Be的1个2s电子激发进入空的2p轨道,经过杂化形成两个sp杂化轨道,与氯原子中的3p轨道重叠形成两个sp−pσ键。由于杂化轨道间的夹角为180°
5、,所以形成的BeCl2分子的立体构型是直线形(如图7所示)。图7铍原子的杂化轨道和BeCl2分子的结构示意图3.杂化轨道类型与分子的立体构型的关系(1)杂化轨道还能用于形成σ键和容纳孤电子对,当没有孤电子对时,能量相同的杂化轨道在空间彼此远离,形成的分子为对称结构;当有孤电子对时,孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生________,形成的分子空间构型也发生变化。(2)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化方式等性杂化不等性杂化spsp2sp3sp3轨道间的夹角180°120°109°28'————中心原子上的孤电子对数00012分子立
6、体构型直线形平面三角形正四面体形三角锥形V形实例BeCl2、HgCl2BF3CH4、SiCl4NH3、PH3H2O、H2S二、配合物理论简介1.配位键(1)概念:成键的两个原子或离子一方提供____________(配体),一方提供空轨道而形成的共价键,叫做配位键。(2)配体:应含有孤电子对,可以是分子,也可以是离子,如NH3、H2O、F−、OH−等。(3)成键条件:形成配位键的一方是能够提供孤电子对的原子,另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。(4)配位键的表示方法:A→B电子对给予体电子对接受体H3O+的结构式:+,的结构
7、式:+。2.配合物(1)概念_______________与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。(2)配合物的组成配合物由中心原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成,分为_________,以[Cu(NH3)4]SO4为例表示为:3.配合物的形成对性质的影响(1)对溶解性的影响一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶解于含过量的Cl−、Br−、I−、CN−和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH−。(2)颜色的改变
8、当简单离子形成配离子时,其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象,根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN−形成铁的硫氰酸根配离子,其溶液显红色。(3)稳定性增强配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键
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