分子空间构型与物质性质.ppt

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1、第二节分子空间构型109°28’杂化轨道理论—解释分子的立体构型杂化轨道的概念在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道间通过相互的混杂后，形成相同数量的几个能量与形状都相同的新轨道。※杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子剩余的p轨道可以形成π键杂化轨道理论sp3sp3杂化轨道一个s轨道与三个p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，它们的空间取向是四面体结构，相互的键角θ=109.5º。2s2p2s2psp3杂化轨道如CH4,CCl4：C的电子构型:1s22s22p2激发

2、杂化NH4+、金刚石中的C原子、晶体硅和二氧化硅中的硅原子均采用sp3杂化轨道形成共价键两个碳原子上都有一个与σ骨架平面垂直的未杂化的p轨道，它们互相平行，彼此肩并肩重叠形成π键：sp2杂化轨道如CH2=CH2：C的电子构型:1s22s22p22s2p2s2psp2杂化轨道激发杂化sp2杂化轨道一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º。如BF3：B的电子构型:1s22s22p12s2p2s2psp2杂化轨道激发杂化在F原子与硼原子之间形成了3个等价的σ键：B

3、Cl3中的B原子、NO3-中的N原子、CO32-、HCHO以及苯分子和平面石墨中的C原子都是sp2杂化。sp2杂化轨道石墨、苯中碳原子的sp2杂化sp杂化轨道碳原子在形成乙炔（C2H2）时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子结合。两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。乙炔sp杂化轨道一个s轨道与一个p轨道杂化后，得两个sp杂化轨道，杂化轨道的空间取向为直线型，夹角为180º。如BeCl2、BeF2：Be的电子构型:1s22s22s2p2s2psp激发

4、杂化2pCO2sp杂化轨道如CO2：C的电子构型:1s22s22p22s2p2s2psp杂化轨道激发杂化杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道1s+1p1s+2p1s+3p杂化轨道数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道间夹角180ْ120ْ109ْ28’空 间构 型直线正三角形正四面体实         例BeCl2,C2H2BF3,C2H4CH4,CCl4杂化轨道的类型与中心原子键合的是同一种原子，分子呈高度对称的正四面体构型，其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别，这种杂化类型叫做等性杂

5、化。中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ轨道，如H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对，这样的4个杂化轨道显然有差别，叫做不等性杂化。等性杂化和不等性sp3杂化不等性sp3杂化常见杂化轨道及其几何构型①sp3杂化——正四面体②sp2杂化——平面三角形③sp杂化——直线型CH4、CCl4、NH4+、SiF4、SiCl4等BF3、BCl3、SO3、乙烯、苯、石墨等，SO2（V型）BeCl2、乙炔、CO2、CS2等不等性sp3杂化H2O（V型）、NH3（三角锥型）、PCl3小结：杂化轨道的类型与分子

6、的空间构型中心原子Be(ⅡA)B(ⅢA)C,Si(ⅣA)N,P(ⅤA)O,S(ⅥA)Hg(ⅡB)直线形三角形四面体三角锥V型杂化轨道类型SPSP2SP3不等性SP3s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p参加杂化的轨道2443杂化轨道数成键轨道夹角分子空间构型实例等电子原理原子数相同、价电子数（指全部电子总数或价电子总数）相同的分子或离子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。互为“等电子体”应满足的条件1、在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同2、在微粒的构成上，微粒所含的电子数相等（指全部电子总数或价

7、电子总数）（1）2原子10价电子（2）2原子11价电子几组常见的等电子体及特征如：N2、CO、C22-、CN-——直线型如：NO、O2+、——直线型（3）3原子16价电子如：CO2、BeCl2、N2O、NO2+、N3-——直线型（4）3原子18价电子如：NO2-、SO2、O3——V型或角型（5）3原子24价电子如：NO3-、BF3、CO32-、SO3——平面正三角形（6）5原子32价电子如：SiF4、CCl4、SO42-、PO43-——正四面体（7）(BN)n晶体和碳单质具有类似结构。B3N3H6与C6H6是等电子分

8、子。空间构型与价层电子对数目n的关系如下图所示：n=23456直线形平面三角形正四面体三角双锥体正八面体sp3sp2spdsp3d2sp3价层电子对互斥理论利用价电子互斥理论推断微粒的空间构型的具体步骤：①确定中心原子A价层电子对数目n。对于ABm型分子（A为中心原子；B为配位原子）分子中心原子的价电子对数计算如下注：配位原子中卤素原子、氢原子