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1、专题四 分子空间结构与物质性质,第一单元 分子构型与物质的性质,分子的空间构型,C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？CH4分子为什么具有正四面体的空间构型（键长、键能相同，键角相同为10928）？,2s 2px 2py 2pz,问题：,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，,1.杂化轨道理论简介,10928,激发,在同一个原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道（S、P）可以相互叠加而组成同等数目的能量完全相等的杂化原子轨道杂化轨道理论,杂化轨道类型,180,120,109.5,直线,正四面体,平面 三角形,BF3分子形成过程,激发,120,思考,BeCl2分子
2、形成过程,思考,请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况?,思考,用杂化轨道理论解释苯分子的成键情况？,推断分子或离子的空间构型的具体步骤：,确定中心原子的价层电子对数， 以AXm为例 (A中心原子,X配位原子) ：,原则： A的价电子数 =主族序数；,配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子, 规定氧与硫不提供价电子；,正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。,确定电子对的空间构型：,n=2 直线形,n=3 平面三角形,n=4 正四面体,确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。, 孤对电子=0:分子的空间构型=电子对的空间构型,n= (2+2)=2 直线形,n= (3+3)=3
3、平面三角形,n= (4+4)=4 四面体,例如：,孤对电子0 ：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。,3,4,1,1,2,SnCl2,平面三角形 V形,NH3,四面体 三角锥,H2O,四面体 V形,（3）判断共价分子结构的实例,例 1 利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何 构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型 。 AlCl3 H2S SO32 - NH4 + NO2,直线形,平面三角形,正四面体,V 形,三角锥形,小结:,具有相同的通式ABm，而且价电子总数和原子数目相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。这里的“结构特征”的概念既包括分
4、子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180或90等特定的角度。 （1）CO2、CNS、NO2+、N3具有相同的通式AX2，价电子总数16，具有相同的结构直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s-骨架，键角为180。,等电子体原理,（2）CO32、NO3、SO3等离子或分子具有相同的通式AX3,总价电子数24，有相同的结构平面三角形分子,中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的s-骨架。 （3）SO2、O3、NO2等离子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤对电子(处于分子
5、平面上)，分子立体结构为V型(或角型、折线型) 。,（4）SO42、PO43等离子具有AX4的通式,总价电子数32，中心原子有4个s-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立体结构；,（5）PO33、SO32、ClO3等离子具有AX3的通式，总价电子数26，中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s-轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，(不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式，没有p-pp键或p-p大键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大键。,1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4,B,课堂练习,2、对SO2与CO2说法正确的是( ) A.都是直线形结构 B.中心原子都采取sp杂化轨道 C.S原子和C原子上都没有孤对电子 D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构,D,课堂练习,课堂练习,3、指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2,