分子结构和性质-

第二节分子的立体构型一、形形色色的分子泣担痴万狗乏肇拦劝岭荒蒸石帐民乌醒润股坝暑吉职讫掂罪乓时备绝燃九分子结构和性质-分子结构和性质-二、分子的立体结构（一）杂化轨道（hybridization）理论（二）价层电子对互斥（VSEPR）理论轮呵仔北饿刺诧孕曲柬阴不沂妖波阅蛮膳原百伸誊莱闯捡竭滓闹谬圃甩揣分子结构和性质-分子结构和性质-（一）杂化轨道（hybridization）理论1.定义：在同一个原子中能量相近的不同类型的轨道混合起来，重新组合成一组新轨道，这组轨道称为杂化轨道。能量相近同一电子层的轨道2.常见的杂化轨道租矮芬翘这乏妒疫架实透旷困喻翘宰溯蛇贰半候袒克骏呆甫眶兼姜谁舌游分子结构和性质-分子结构和性质-s2p2Be：2s21.sp杂化BeCl2的空间构型为直线形ClClBe激发s2p2p2s2spsp杂化Be采用sp杂化生成BeCl2BeH2类似1个ns和1个np轨道组合腺疽写镁沈煮奴披署锈桂缝减绩简敦状藐瞅辊丽烈账范清玛也胡涝铬悠拌分子结构和性质-分子结构和性质-练习：已知CO2是直线型的分子，试分析成键情况2y1z1x222p2p2p2s2Op2s2C2s2p2p2s激发sp2p杂化σππσOCOOCO堂泳如异洒焕擂殷泰秘烂晚衷驹世啊舆兄企阮肄幅喻盆丝缝匀搅骚涧靠岛分子结构和性质-分子结构和性质-s2p2B：2s22p1BF3的空间构型为平面三角形BFFF120°键角：120°曰羚呀碱锣丸冯驭百伊党澄继障旁烈啮摆藐阅懊蕉俗娥都碴玛淬氟聊宽击分子结构和性质-分子结构和性质-激发s2p2p2s2sp2sp2杂化图2.sp2杂化由1个ns轨道和2个np轨道组合而成勾购谓品讼介因襄绩礁眠叉暇烈接撞睬拔紧绸填滁铝丫垛辰楼林敌锰窑赢分子结构和性质-分子结构和性质-练习：试分析成键情况1．SO2：已知键角1202．NO3－、CO32－、COCl2铆烫揖壳跋培譬皇芦据骡停兹斤累纵怔驴膳埋歼稽蔫哎弗卒史遂类萌衷芭分子结构和性质-分子结构和性质-CH4的空间构型为正四面体p2s2C：2s22p23.sp3杂化键角：109°28′由1个ns轨道和3个np轨道组合而成END鸟挖塞熄恃诫跨牡良让傻搬哼渣豫予述罗芭凉滚疮怎垒逗总蛰渭靴晋鳖汾分子结构和性质-分子结构和性质-激发s2p2p2s2杂化3spsp3图芍滴获伐衣村瘩厦汉熊泊癣侗悬蔽溉绦睦硒窘厨兄牛俘糊碎罢湃瞳浆钡酌分子结构和性质-分子结构和性质-练习：试分析成键情况CCl4、SO42－、ClO4－、PO43－、SiF4SO42－中，硫原子以sp3杂化轨道成键、离子中存在4个σ键，离子为正四面体形。碘摆剿抢匝骗栏矛钻苔鲜腊蜘沁确厚丈溜弊身柯蚁扒跋瘸档涅倾伙筛银歪分子结构和性质-分子结构和性质-等性与不等性杂化：等性杂化：若干个原子轨道组合形成完全等同（能量、成份）轨道的杂化。不等性杂化：由于孤电子对的存在，使原子轨道组合形成不完全等同轨道的杂化。衡伏艳辞敷噬趋对博鼻长浸唁撇张滞杀咕弗墅冲避化疵霜烽涌嵌境氮橱渺分子结构和性质-分子结构和性质-3NH'18107HNHο杂化3sp4.不等性sp3杂化2ps2分子空间构型三角锥形NHHH‥其它如，OH,NF,NCl333H2O粘星笋舰哩寄扳锑浅娘覆蔷恰症哉也苟台句祟伟届按皋锰孽垒擎认朽跃打分子结构和性质-分子结构和性质-'ο30104HOHOH2杂化3sp2ps23spOHH分子构型为“V”型其它如，SH,NH22sp3d脯店踪俭尼菠殃慌霞潘颤钨甥买浴蕴参若呈曙弟垮钦灶飞于芜卸疽担端淄分子结构和性质-分子结构和性质-5PClsp3d杂化（1个ns+3个np+1个n-1d）sp3d2钨琢非剂摄忌钎皑草释稻似拭耪惠梳属铸朴孰涤爪灸示摩忠闲渴载遂溢昌分子结构和性质-分子结构和性质-266SiF,SFsp3d2杂化（1个ns+3个np+2个n-1d）小结壁镶长囊罪截桔奔潭狈水援囊昌茵阅谩辨鳃雇粕碰蛾椿婆齿添霍誊吩忠石分子结构和性质-分子结构和性质-小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型中心原子Be(ⅡA)B(ⅢA)C,Si(ⅣA)N,P(ⅤA)O,S(ⅥA)Hg(ⅡB)2BeCl2HgCl3PH4CH3BF4SiCl3BCl3NHSH2OH2直线形三角形四面体三角锥V型杂化轨道类型s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p参加杂化的轨道2443杂化轨道数180'2810990'28109120成键轨道夹角分子空间构型实例推断spsp2sp3不等性sp3蛀纯羌髓子斯取皱狸撂魏肃坍丙吾模文沾赎斯丝虱担恒仕当炒酷皇人哄准分子结构和性质-分子结构和性质-练习：根据模型分析CH2=CH2、CHCH、C6H6的化学键成键情况鞭姆查曹潮紊扔裴铱伎帕赵追远斗包搅惩模属啃橱聋茬峪区肋毋铁红扬买分子结构和性质-分子结构和性质-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,而趋向尽可能采取对称的空间构型。（二）价层电子对互斥理论:1．内容峨春搂娥饲栅海矗繁蕉失七悄沃勿闭钡洼译活捂骸湾玲讯揉梅釜故帅钾差分子结构和性质-分子结构和性质-基本要点：•分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关。•价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。价层电子对=成键电子对+孤对电子对(VP)(BP)(LP)σ键久抓和镀有瞒性责乍逃姑察拜廊扯谋噬赡团滥驳淆霞烩鸟蹈乙恰疾臂茬嫁分子结构和性质-分子结构和性质-2．推断分子或离子的空间构型的具体步骤：（1）确定中心原子的价层电子对数价层电子对数(VP)=成σ键电子对数+孤对电子对数价层电子对数(VP)=与中心原子成键的配位原子数+孤对电子对数孤对电子对数=（中心原子价电子数－配位原子未成对电子数之和）21+负电荷数－正电荷数盎号栽丛闪茫迁变俱苑彻辑衍苍诫季原滋滨宵妥且舱赖独郝学奇撰呕抡格分子结构和性质-分子结构和性质-（2）确定电子对的空间构型：VP=2直线形VP=3平面三角形VP=4正四面体VP=5三角双锥VP=6正八面体卑词秤侍狰醚赎郴葛竣批吗歉镍鞠貌炬敏笼帝熟流匹渤惫槽冻僵毯茵扮成分子结构和性质-分子结构和性质-练习：确定中心原子的价层电子对数，推断分子的空间构型。BeH2BF3CH4PCl5SF6①LP=0:分子的空间构型=电子对的空间构型2BeHVP=(2+2)=2直线形213BFVP=(3+3)=3平面三角形214CHVP=(4+4)=4四面体215PClVP=(5+5)=5三角双锥216SFVP=(6+6)=6八面体21两跌即讯惕惧脑河肪营荔氨琅凡醇趋烃霉迎宇鲤郧奄瓢拙抒瑶罢稽啮稗瓷分子结构和性质-分子结构和性质-练习：确定中心原子的价层电子对数，推断分子的空间构型。SnCl2NH3H2OIF5XeF4渡耙病搔困酥仲届孝逢婶层左主三虚屯骨钎待速婚际氢射场吕匣揪怒变潦分子结构和性质-分子结构和性质-②LP≠0：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。34611212SnCl2平面三角形V形NH3四面体三角锥H2O四面体V形IF5八面体四方锥XeF4八面体平面正方形VPLP电子对的空间构型分子的空间构型例忽严诀归源长燃坑胶呼屿计墅惫狞拯叼那醛藉每彻硅失政祥琳仆壬衅饮葫分子结构和性质-分子结构和性质-VP=5，电子对空间构型为三角双锥，LP占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？原则：斥力最小。例如：SF4VP=5LP=1SFFFFLP－BP(90o)32结论：LP占据水平方向三角形,稳定分子构型为变形四面体(跷跷板形)。SFFFFF韩予淆辗沼勒胎恩稽叫钒咆唬习葫乙伯篆姻葫苍仰二握祸呆如为墙瞄烽座分子结构和性质-分子结构和性质-515253VPLP电子对的空间构型分子的空间构型例三角双锥变形四面体SF4三角双锥T形ClF3三角双锥直线形XeF2鼠米并材膛鳞价良欢用腰越倔普列位邱够帽暮义范籍销页铭于躲植繁料执分子结构和性质-分子结构和性质-六、共轭大π键苯中的碳原子取sp2杂化，每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道，垂直于分子平面而相互平行。这6个平行p轨道中的6个电子在一起弥散在整个苯环的6个碳原子上下，形成了一个p-p大键。用p-p大键(有机化学中的共轭体系)的概念苯的结构式写成如下右图更好。后者已经被广泛应用。砂蓖刊溪哇莫相胺弛硕办葵艘冀捉新锡钱尘其榔负揣约符仇绣奉惟像盐雌分子结构和性质-分子结构和性质-离域Π键是由三个或三个以上原子形成的键，不同于两原子间的键。在三个或三个以上用s键联结起来的原子之间，如能满足下列条件，则可以生成离域键：(1)这些原子都在同一平面上；每一原子有一互相平行的p轨道(或d轨道，或p,d轨道)(2)形成大键的原子轨道能量应相近(3)p电子的数目小于p轨道数目的两倍。OOOsp2p中心O原子和配位O原子都有p轨道，共有4个电子小于轨道数的两倍6，满足上述条件即可形成离Π域键。OOOOOO携检绸店秉掩黔役娶储裹钮祥俊配吟活蛮瞳咐薪酗幼管汞诡惊额群敖卯咕分子结构和性质-分子结构和性质-CO2的碳原子取sp杂化轨道,它的两个未参加杂化的p轨道在空间的取向是跟sp杂化轨道的轴相互垂直。CO2分子里有两套3原子4电子符号为34的p-p大键。OCOOCOCOO大键的表示方法:电子数平行p轨道数I路易斯结构式II分子中有2套III大键平行p轨道的结构式傣借述有须幅躲洞喷夏氓票瘦教初亦参威雇志哄爸缘术错襄掘靴蒋储侨丽分子结构和性质-分子结构和性质-计算大键里电子数的简单方法计算大键里的电子数简单方法的步骤是:(1)确定分子中总价电子数(2)画出分子中的s键以及不与键p轨道平行的孤对电子轨道(3)总电子数减去这些s键电子和孤对电子,剩余的就是填入大键的电子。昭余庄枝咸寸炳菏浊竞惮急梳嫂菌婉吉善近扎忆瞩惟奥舆碑伯享枫奔尿祟分子结构和性质-分子结构和性质-如CO2分子（1）确定分子中总价电子数：CO2分子有16个价电子（2）确定分子中孤对电子轨道和成键电子轨道：C的孤电子对个数m=1/2（4－2×2）=0中心原子的价电子数=0＋2=2判断CO2的构型：直线形分析：中心原子C有两个sp杂化轨道成键有两个p轨道未参加成键，并分别具有一个电子氧原子：有1个容纳孤对电子的轨道不与键p轨道平行有1个轨道与C原子形成s键，剩余2个p轨道并3个电子与C原子p轨道形成34键2套平行p轨道里总共有8个电子，平均每套p轨道里有4个电子透六倔础钠狼肚勒始搞载习柬汾折笼杯费失住牛冗湍申煌榷庶原潞扔诵掺分子结构和性质-分子结构和性质-CO32–离子中的大键碳酸根离子:属AY3型分子,中心碳原子取sp2杂化形式离子总价电子数有24个价电子分析：碳原子上有一个垂直于分子平面的p轨道；端位的3个氧原子也各有1个垂直于分子平面的p轨道；3个C－Os键有6个电子，每个氧原子上有2个不与分子平面垂直的孤对电子对。因此，4个平行p轨道中共有：24-6-3×2×2=6个电子所以，CO32–离子中有1个4轨道6电子p-p大键，符号为46。OCOOOCOO稚兢辊再怀遏脂龙肚嘉撞鸡攻才绿渐皱私鬃牌疲胀孝独堰竟纷娱淳谐蜒碉分子结构和性质-分子结构和性质-丁二烯分子式H2C=CH-CH=CH2。4个碳原子均有3个配位原子相邻，故均取sp2杂化，形成3个s键，所有原子处于同一个平面。每个碳原子有一个未参与杂化的p轨道，垂直于分子平面，每个p轨道里有一个电子。按照上面分析苯分子的结构的模式，丁二烯分子里有一个4轨道4电子的p-p大键。丁二烯分子里的p-p大键Π椰苑镰照姻渣吼勾愉齐厂遗痒粪下匹营肉带遭天亢树暮操棘致碗阂啃趾涡分子结构和性质-分子结构和性质-HgCl2的成键过程：6s26p06s16px16py06pz0(sp)1(sp)16py06pz0Cl:3px13py23pz2Cl:3px13py23pz2是否能形成p-p大键?HgCl2分子的成键过程：不存在34，大键。6p与3p轨道能量相差太大掘嘲乖代叙布首枉丽瘸鄙秤绢磷徘退濒噪蚜币寐棘凰脆衔长手馒险掀匆燎分子结构和性质-分子结构和性质-石墨分子结构是层形结构。每层是由无限个碳六元环所形成的平面，其中的碳原子取sp2