杂化轨道及价层电子对互斥理论课件.ppt

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1、2-3杂化轨道理论C原子的价电子层结构：2s22px12py1。⒈杂化与杂化轨道的概念同一原子中不同类型的能量相近的原子轨道在成键时，互相混合，重新组合成一组新的原子轨道的过程叫做轨道的杂化。所形成的一组新轨道叫做杂化轨道。CH4分子形成过程示意：可以表示为：碳原子基态碳原子激发态2s22px12py12pz0→2s12px12py12pz1→碳原子sp3杂化态⒉杂化轨道的类型⑴sp杂化由一个ns轨道和一个np轨道组合而成的。特点是每个sp杂化轨道含有1/2s和1/2p成分，sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线型，例如气态的BeF2分子的结构。⑵sp2杂化由一个ns

2、轨道和两个np轨道组合而成。特点是每个sp2杂化轨道都含有1/3s和2/3p的成分。杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形，例如BF3分子的结构。⑶sp3杂化由1个ns轨道和3个np轨道组合而成。特点是每个sp3杂化轨道都含有1/4s和3/4p的成分，空间夹角为109°28‘，空间构型为四面体形，例如CH4分子的结构。⑷spd杂化①sp3d杂化PCl5分子中中心磷原子采取sp3d杂化：可以表示为：磷原子基态3s23px13py13pz13d0→磷原子激发态3s13px13py13pz13d1→磷原子sp3d杂化态②sp3d2杂化SF6分子中中心s原子采取sp3d2杂化

3、。可以表示为：硫原子基态3s23px23py13pz13d03d0→硫原子激发态3s13px13py13pz13d13d1→硫原子sp3d2杂化态⒊等性杂化与不等性杂化参与杂化的n个原子轨道各贡献1/n的成分组成的杂化轨道称为等性杂化轨道。1.等性杂化杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的比例相等，能量完全相同，这种杂化称为等性杂化。通常，若参与杂化的原子轨道都含有单电子或都是空轨道，其杂化是等性的。如BeCl2、BF3和CH4分子中的中心原子分别为sp、sp2和sp3等性杂化。2.不等性杂化杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道成分的比例不相等而能量不完全相同，

4、这种杂化称为不等性杂化。通常，若参与杂化的原子轨道中，有的已被孤对电子占据，其杂化是不等性的。如NH3分子中N原子的sp3不等性杂化。等性杂化和不等性杂化关键点----每个杂化轨道的状态是否一样⒋杂化轨道理论的基本要点⑴轨道的杂化和杂化轨道的概念。⑵有几条原子轨道参与杂化就形成几条杂化轨道。⑶杂化轨道分为等性杂化与不等性杂化轨道。⑷杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理。不同类型杂化轨道的成键能力大小顺序如下：sp

5、onPairRepulsionmodel,VSEPR)⒈基本要点⑴排斥力最小的分子几何结构最稳定。⑵相邻价电子对之间斥力大小由电子对之间的夹角和电子对的成键情况决定。夹角越小斥力越大；不同类型的电子对之间斥力：LP-LP>LP-BP>BP-BP.LP—孤电子对（LonePairelectron）BP—成键电子对(BondPairelectron)叁键>双键>单键.⑶分子的几何构型主要决定于中心原子的价层电子对的数目和类型(LP或BP).⑷当分子中有双键、叁键等重键时，可将双键的两对电子和叁键的三对电子看作为一个单键的一对电子来处理。中心原子价层电子对数与几何结构的关系⒉

6、判断共价分子构型的一般规则⑴确定中心原子价电子层中的电子对数中心原子价电子层中的电子对数=（中心原子价电子数+配体提供的电子数）/2对于复杂离子：电子对数=（中心原子价电子数+配体提供的电子数-离子电荷数（带符号））/2规定当氧族元素的原子作配体时，可以认为它们不提供电子。出现奇数电子时将单电子当作电子对对待。⑵根据中心原子价电子层中的电子对数，确定中心原子周围电子对分布的几何构型。⑶绘出分子构型图包括配体和孤电子对。注意：若无孤电子对，电子对分布的几何构型与分子构型一致；若有孤电子对，电子对分布的几何构型与分子构型则不一致。CH4,NH3,H2O分子构型图⑷确定排斥力

7、最小的分子的稳定结构。例1：判断CCl4、NO2、PO43-、PCl5的构型⑴CCl4C：2s22p2Cl：3px1(3p5)中心原子电子对数:(4+4×1)/2=4电子对分布的几何构型：四面体分子构型：四面体⑵NO2N：2s22p3O：2s22p4中心原子电子对数:(5+2×0)/2=2.5≈3电子对分布的几何构型：平面三角形分子构型：V型⑶PO43-P：3s23p5O：2s22p4中心原子电子对数:(5+4×0-(-3))=4电子对分布的几何构型：四面体分子构型：四面体P：3s23p5Cl：3px1(3p5)中心原子电子对数:(5+5