2.2杂化轨道理论

第2节共价键与分子的空间构型复习回顾共价键σ键π键键参数键能键长键角衡量化学键的强弱描述分子的立体结构的重要因素成键方式“头碰头”,呈轴对称成键方式“肩并肩”,呈镜像对称形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2OCOCl2NH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C702s2px2py2pz2s2px2py2pzC分子式为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型？一.杂化轨道理论简介2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109.5°激发当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道，夹角10928′，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示：1.等性sp3杂化原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个ns轨道与三个np轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为sp3杂化轨道。sp3杂化：三个夹角为10928′的正四面体型形杂化轨道。同一个原子的一个ns轨道与两个np轨道进行杂化组合为sp2杂化轨道。sp2杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。2s2pB的基态2p2s激发态正三角形sp2杂化态BF3分子形成BFFF激发120°2.等性sp2杂化碳的sp2杂化轨道sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。CH2＝CH2的结构C6H6的结构同一原子中ns-np杂化成新轨道：一个s轨道和一个p轨道杂化组合成两个新的sp杂化轨道。BeCl2分子形成激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化直线形sp杂化态键合直线形化合态ClBeCl1803.等性sp杂化碳的sp杂化轨道sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道。CH≡CH的结构4.不等性杂化4.不等性杂化饱和碳sp3sp2sp双键碳叁键碳4.判断杂化中心原子杂化类型的方法①看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，形成的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，形成的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。②没有填充电子的空轨道一般不参与杂化.一般方法1、写出HCN分子和CH2O分子的结构式。2．对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测。3．分析HCN分子和CH2O分子中的π键。4．写出HCN分子和CH2O分子的中心原子的杂化类型。直线形平面三角形sp杂化sp2杂化2个π键1个π键H-C≡NH-C=O|H价层电子对互斥理论（1）确定中心原子的价层电子对数(VP)：①式中：中心原子的价电子数=主族序数例如：B：3，C：4，N：5，O：6，X：7，稀有气体：8②配位原子提供的价电子数：H与卤素为1，O与S为0，N为-1例如：SO42-VP=(6+0+2)/2=4③当中心原子的价电子数为奇数时要加1VP=中心原子的价电子数+配体提供的电子数±电荷数2（2）分子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用,而趋向尽可能远离以减小斥力而采取对称的空间构型。其中孤电子对间的斥力较大。价层电子对互斥理论价层电子对数23456电子对排布方式直线形平面三角形四面体三角锥八面体价层电子对互斥理论的应用实例在CH4中，C有4个电子，4个H提供4个电子，C的价层电子总数为8个，价层电子对为4对。C的价层电子对的排布为正四面体，由于价层电子对全部是成键电子对，因此CH4的空间构型为正四面体。（一）CH4的空间构型（二）的空间构型在中，Cl有7个价电子，O不提供电子，再加上得到的1个电子，价层电子总数为8个，价层电子对为4对。Cl的价层电子对的排布为四面体，四面体的3个顶角被3个O占据，余下的一个顶角被孤对电子占据，因此为三角锥形。3ClO3ClO3ClO（三）PCl5的空间构型在PCl5中，P有5个价电子，5个Cl分别提供1个电子，中心原子共有5对价层电子对，价层电子对的空间排布方式为三角双锥，由于中心原子的价层电子对全部是成键电子对，因此PCl5的空间构型为三角双锥形。杂化类型spsp2sp3杂化轨道排布直线形三角形四面体杂化轨道中孤对电子数分子空间构型直线形三角形正四面体三角锥角形实例BeCl2BF3CCl4NH3H2O键角180°120°10718'10445'10928'00012几种常见的杂化轨道类型二、分子构型与分子性质极性分子：分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来电荷的分布是不均匀的，不对称的，这样的分子为极性分子。极性分子和非极性分子非极性分子：分子中正负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀的，对称的，这样的分子为极性分子。键的极性与分子的极性的区别与联系概念键的极性分子的极性含义决定因素联系说明极性键和非极性键是否由同种元素原子形成极性分子和非极性分子分子构型和键的极性1.以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子；2.以极性键结合的双原子分子一定是极性分子；3.以极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定。键有极性，分子不一定有极性。常见分子的构型及其分子的极性（一）类型实例结构键极性分子极性形状X2型H2非极性键非极性分子直线型N2非极性键非极性分子直线型常见分子的构型及其分子的极性（二）类型实例结构键极性分子极性形状XY型HF极性键极性分子直线型NO极性键极性分子直线型类型实例结构键极性分子极性形状X2Y型CO2极性键非极性分子直线型SO2极性键极性分子角型H2O极性键极性分子角型H2S极性键极性分子角型常见分子的构型及其分子的极性（三）常见分子的构型及其分子的极性（四）类型实例结构键极性分子极性形状XY3型BF3极性键非极性分子直平面三角型NH3极性键极性分子三角锥型类型实例结构键极性分子极性形状XY4型CH4极性键非极性分子正四面体型CCl4极性键非极性分子正四面体型常见分子的构型及其分子的极性（五）相似相溶极性分子易溶于极性溶剂中；非极性分子易溶于非极性溶剂中。例如：碘（非极性分子）易溶于四氯化碳（非极性分子），但是在水（极性分子）中溶解度很小。小结化学键离子键共价键非极性键极性键极性分子非极性分子非极性分子练习1.下列化学键中，都属于极性共价键的是：A.共价化合物中的化学键B.离子化合物中的共价键C.同种元素原子间的共价键D.不同元素原子间的共价键2.X、Y、Z是三种常见的短周期元素，可以形成XY2、Z2Y、XY3、Z2Y2、Z2X等化合物，已知Y的离子和Z的离子有相同的电子层结构，X离子比Y离子多1个电子层。（1）X离子符号为_____________（2）Z2Y对应水化物的碱性比LiOH___________（3）Z2X属于_______（共价或离子）化合物，它与氯水反应的化学方程式为_______________________（4）Z2Y2中含有_______键和_____________键，它溶于水时发生反应的化学方程式为___________________________S2－强离子Na2S＋Cl2＝2NaCl＋S离子非极性共价2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑中心原子的价层电子对的排布和ABn型共价分子的构型价层电子对排布成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布方式分子构型实例直线形23平面三角形20AB2直线形HgCl230AB321AB2价层电子对数平面三角形BF3角形PbCl2价层电子对数价层电子对排成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布分子构型实例布方式4四面体40AB431AB322AB2正四面体CH4三角锥形NH3角形H2O价层电子对数价层电子对排成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排分子构型实例布布方式3I体5三角双锥50AB541AB432AB323AB2三角双锥PCl5变形四面SF4T形ClF3直线形价层电子对数价层电子对排成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排分子构型实例布布方式形4ICl6八面体60AB651AB542AB4正八面体SF6四方锥形IF5平面正方