无机与分析化学 分子结构第二部分.ppt

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1、*两原子之间只能形成一个键而可形成多个键。原子成键形成分子举例：N2、CO:NNCO5.VB理论解决的和没有解决的问题：同核双原子分子和电负性相近的两非金属原子可成键形成分子；解释了形成多重共价键的原因；分子的构型（CH4、H2O）；不符合八隅电子体结构的分子也能稳定存在（BF3、PCl5、SF6）。(1)杂化轨道理论*杂化轨道理论是基于VB理论的,是VB理论的发展。能够较好地解决分子的构型问题。1.杂化与杂化轨道：杂化：不同类型的中心原子的轨道（s、p、d、f）在形成共价键时，能量相近的轨道会互相作

2、用，重新组合成新的轨道，其过程称杂化，形成的轨道称杂化轨道。*重新组合：能量和成键能力都重新组合；成键能力：轨道（或杂化轨道）越肥大，成键能力越强?能量：由不同能量的轨道组合成能量一致的轨道BeCl2分子的sp杂化及构型示意图-++-sp杂化轨道:BeF2的立体结构为线性Be：1s22s2由原子中一个s轨道和两个p轨道杂化而产生3个等同的sp2杂化轨道每一个sp2杂化轨道中含有1/3个s轨道成分及2/3p轨道成分sp2杂化轨道间夹角为120o，呈平面三角型例如：BCl3、BF3、NO3-、CO32-、

3、SO3sp2杂化？BF3分子的sp2杂化及构型示意图由原子中一个s轨道和三个p轨道杂化而产生4个等同的sp3杂化轨道每一个sp3杂化轨道中含有1/4个s轨道成分及3/4p轨道成分sp3杂化轨道间夹角为109o28，呈四面体结构例如：CH4、CCl4、金刚石、NH3、H2Osp3杂化sp3杂化1s22s22px12py11s2s2p1s2s2p1ssp3hybridatomicorbital1s22(sp3)12(sp3)12(sp3)12(sp3)11s22s12px12py12pz1sp3杂化轨道

4、及CH4分子构型示意图dsp2杂化由原子中一个s轨道、两个p轨道和一个d轨道杂化而产生4个等同的dsp2杂化轨道只有第三周期以后的元素才可能有dsp2杂化（？）dsp2杂化轨道间夹角为90o及180o，呈平面正方形结构例如：Cu（NH3）42＋dsp2杂化sp3d（dsp3)杂化由原子中一个s轨道、三个p轨道和一个d轨道杂化而产生5个等同的dsp3杂化轨道只有第三周期以后的元素才可能有sp3d(dsp3)杂化sp3d杂化轨道间夹角为120o、90o及180o，呈三角双锥形结构例如：PCl5sp3d杂化

5、sp3d2(d2sp3)杂化由原子中一个s轨道、三个p轨道和两个d轨道杂化而产生6个等同的sp3d2杂化轨道只有第三周期以后的元素才可能有sp3d2(d2sp3)杂化sp3d2杂化轨道间夹角为90o及180o，呈八面体结构,例如：SF6sp3d2杂化有d轨道参加的杂化轨道有d轨道参加的杂化轨道有d轨道参加的杂化轨道2.杂化轨道的类型：sp、sp2、sp3、dsp2、sp3d(dsp3)、sp3d2(d2sp3)；不同杂化轨道的成键能力及其原因：成键能力：sp

6、3d2(d2sp3)原因：轨道重叠多，能量下降多，成键能力增强。杂化后杂化轨道的特点：对称分布，成键能力均等。(为什么？）3.杂化形式（等性杂化与不等性杂化）：等性杂化：参与杂化的轨道均带有一个电子（如CH4、BF3）；不等性杂化：参与杂化的轨道有的带有一对孤对电子，但不可全带有孤对电子（如NH3、H2O）*。不等性杂化在分子结构方面造成的结果：由于孤对电子的斥力作用，使分子具有不对称性。*孤对电子的排斥力大于成键电子对不等性杂化NH3分子的结构立体三角锥孤对电子对键角的影响4.杂化轨道理论的总结：提

7、出的原因：为了解释分子的空间构型；基本要点：轨道重组、能量最低、最大重叠和对称性原理；形成杂化轨道的可能性依据：能量降低、成键能力增加、轨道对称分布（结构稳定）；理论成立的关键：很好地解释了许多分子的空间结构，并与实验事实相符。为什么杂化轨道理论隶属于价键理论？杂化轨道理论总结（2）价层电子对互斥理论*一种简单可行，易操作的经验规则，但其结果被许多实验结果验证为正确的，其应用比杂化轨道理论简单。1.特点：无须考虑是否杂化及怎样杂化；无须考虑分子中原子之间怎样成键；可以判断任意的分子、离子、酸根基团；经

8、验规则，理论性不强。NO3-、CO32-、SO3、NH3、H2O2.理论的要点及原则：分子的构型由中心原子价电子层中价层电子对的相互排斥作用所决定；分子总是倾向于使中心原子的价层电子对采取互相排斥作用最小的那种电子对的对称结构（结构对称、能量最低、最稳定）。成键电子对（单一、多重）、单电子、孤电子对3.价层电子对的估算及排斥力的大小及原因：价层电子对的估算：两原子间的任意形式的化学键或作用力均视为一对电子：如：单键、单电子键、双键、叁键等；电子对之间排斥