1、,第二节 分子立体结构,复 习 回 顾,共价键,键,键,键参数,键能,键长,键角,衡量化学键稳定性,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,O2,HCl,H2O,CO2,一、形形色色的分子,两原子,三原子,直线形 180,V形 105,一、形形色色的分子,四原子分子立体结构,HCHO,NH3,平面三角形 120,三角锥形 107,五原子分子立体结构,最常见的是正四面体,CH4,正四面体,其它,一、形形色色的分子,P4,正四面体 60,C2H2,直线形 180,CH4,CH3CH2OH,CH3COOH,C6H6,C8H8,CH3OH,C60
2、,C20,C40,C70,测分子立体结构：红外光谱仪吸收峰分析。,科学视野分子的立体结构是怎样测定的？,没有仪器可否根据分子式理论上对分子立体构型进行预测呢？,二、价层电子对互斥理论,1.内容,对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。,同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？,思考:,同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？,直线形，,V形,平面三角形,三角锥形,2.价层
3、电子对（键电子对和未成键的孤对电子对）,H2O,NH3,CO2,CH4,2,3,4,2,2,2,4,3,1,4,4,0,4,2,0,2,=键个数+中心原子上的孤对电子对个数,价层电子对数,键电子对数 = 与中心原子结合的原子数,中心原子上的孤电子对数 =（a-xb),2.成键键电子对和未成键的孤对电子对,键电子对数 = 与中心原子结合的原子数,=键个数+中心原子上的孤对电子对个数,价层电子对数,6,1,5-1=4,0,4+2=6,0,2,2,4,1,3,2,孤电子对的计算,6,2,1,2,=（a-xb),键 个数,2,2,4,3,4,4,3,3,练习,计算孤电子对数,5,3,1,1,2,6,2
4、,1,2,6,1,2,4,1,4,0,2,4,2,0,3,7+1,2,1,2,6,1,2,4,5-1,1,0,6,3,2,0,4+2,3,2,0,练习,3,1,4,1,2,3,2,2,4,4,4,0,2,0,2,3,1,4,2,2,4,4,0,4,3,0,3,3,0,3,写出下列分子、离子的中心原子上的孤电子 对数、键个数、价层电子对数,1.BeCl2 2.SCl2 3.BF3 4.NH2- 5.NO3- 6.H3O+ 7. NH4+,巩固练习,第2课时,一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布（即含孤电子对的VSEPR模型）2 3 4 5 6 直线形 平面三角形 四面体形 三角双锥体形 八面
5、体形,3、价层电子对互斥模型 （VSEPR模型）,3、中心原子价层电子对数与VSEPR模型的关系,直线形,平面三角形,四面体,三角双锥 （六面体）,八面体,1800,1200,1200 900,900,特别说明,分子或离子的VSEPR模型与分子或离子的实际空间构型不是一回事！,立体结构的判断方法：,1、一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子的价电子都成键，没有孤电子对。它们的立体结构与VSEPR模型一样。ABn 立体结构 范例n=2 直线形 CO2、 CS2n=3 平面三角形 CH2O、BF3n=4 正四面体形 CH4、 CCl4n=5 三角双锥
6、PCl5n=6 正八面体形 SF6,无孤对电子分子立体结构与VSEPR模型相同,另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子。中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥。但略去孤对电子，就是分子的立体结构,分子的 VSEPR 模型,分子立体构型,四面体,V形,三角锥形,3,0,2,2,2,2,4,3,1,NH3,4,4,0,CH4,3,CH2O,4,H2O,CO2,价层电子对数,键电子对数,中心原子孤对电子对数,电子式,代表物,0,VSEPR 模型：直线形,分子立体构型：直线形,VSEPR 模型：四面体,分子立体构型：V形,VSEPR 模型：平面三角形,
7、分子立体构型：平面三角形,VSEPR 模型：正四面体,分子立体构型：正四面体,VSEPR 模型：四 面 体,分子立体构型：三 角 锥,2,0,2,3,空间构型,V形,平面三角形,V 形,1,2,平面三角形,四面体,平面三角形,【思考与交流】确定BF3、NH4+、SO32- 的VSEPR模型和它们的立体结构。,推测下列分子、离子的VSEPR模型及空间构型,1.BeCl2 2.SCl2 3.BF3 4.NH2- 5.NO3- 6.H3O+ 7. NH4+,巩固练习,ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构,2,3,平面 三角 形,2 0 AB2,直线形 CO2,3 0 AB3,2 1 AB2,价,
8、层,电,子,对,数,平面三角形 BF3,V形,SO2,小结:,方式,4,四面 体,4 0 AB4,3 1 AB3,2 2 AB2,正四面体 CH4,三角锥形 NH3,V形,H2O,第3课时,复习回忆,=键个数+中心原子上的孤对电子对个数,价层电子对数,键电子对数 = 与中心原子结合的原子数,中心原子上的孤电子对数 =（a-xb),无孤对电子分子立体结构与VSEPR模型相同,有孤对电子分子立体结构为VSEPR模型略去孤对电子占据位置后的立体结构,思考：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型,1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？,问题：,为
9、了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论,问题：,CH4怎么会形成正四面体结构呢？,三.杂化轨道理论,(一).杂化:在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。,（二）杂化过程:,鲍林认为：在形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。,注意： （1）同一原子中类型不同、能量相近的原子轨道 （2）杂化前后轨道数目不变 （3）杂化后轨道伸展方向和形状都发生改变 （4）杂化轨道都是能量相同的轨道（即等价轨道）,激发,10928,（三）杂化轨道的类型:,sp3 、sp2、sp,sp3杂化-CH4的形成,sp3
10、杂化：同一个原子中的ns轨道和np轨道发生混杂形成的sp3。其中包含一个ns轨道和三个np轨道杂化得到4个能量相同的sp3轨道，夹角为10928，VSEPR理想模型为四面体形。,(2) sp2杂化BF3分子的形成,B的基态,激发态,P,120,sp2杂化：同一个原子的ns和np杂化组合为 sp2 杂化轨道。其中包含一个nS轨道和两个nP轨道杂化组合为三个能量相等的sp2杂化轨道，夹角为120，VSEPR理想模型为平面三角形,(3) sp 杂化BeCl2分子的形成,180,sp 杂化：同一原子中 ns与np 杂化成的新轨道：其中包含一个 ns 轨道和 一 个n p 轨道杂化组合成两个能量相等的
11、sp 杂化轨道，夹角为1800.VSEPR理想模型为直线形。,杂化类型,参加杂化的轨道,杂化轨道数,VSEPR模型,价层电子对数,s+p,s+(2)p,s+(3)p,2,4,3,四面体,2,3,4,sp,sp2,sp3,小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型,杂化轨道间的夹角,直线形,平面三角形,10928,直线型,平面三角形或V形,正四面体三角锥形或V形,（四）判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：,中心原子的杂化轨道数=价层电子数=键电子对数+孤电子对数 规律： 价层电子对数为4，其杂化类型为SP3杂化， 价层电子对数为3，其杂化类型为SP2杂化， 价层电子对数为2，其杂化类型为SP杂
12、化。,乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道未参与杂化，只有1个2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个完全相同的sp2杂化轨道，3个杂化轨道间夹角为120，分别指向平面三角形的三个顶点，形成一个平面三角形。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。,（五）多中心原子的杂化类型,1.乙烯中原子的sp2杂化 分子呈平面型,乙烯分子在形成时，C的sp2杂化轨道形成了一个（C-C ）键。剩下的sp2杂化轨道则分别与形成C-H 键。两个碳原子上各剩有一个垂直于sp2杂化轨道所在平面的未杂化的p轨道，这两个p轨道从侧面“肩并肩”的进行重叠，形成 键。,sp2杂化形成键 p轨道相互平行重叠形成键,2.乙炔中的C
13、原子为SP杂化， 分子呈直线型,两个碳原子的sp杂化轨道形成C-C 键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子形成两个C-H 键，两个未杂化的p轨道分别从侧面相互重叠，形成两个C-C键。,空间结构是直线型： 三个键在一条直线上,2苯分子的空间结构,杂化轨道理论解释苯分子的结构：,C为SP2杂化,所有原子（12个）处于同一平面,分子中6个碳原子未杂化的2P轨道上的未成对电子重叠结果形成了一个闭合的、环状的大键,形成的电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面，一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。,C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s ),2.通过看中心原子有没有形成
14、双键或三键来判断中心原子的杂化类型。规律：如果有1个三键或两个双键，则其中有2个键，用去2个P轨道，形成的是SP杂化； 如果有1个双键则其中必有1个键，用去1个P轨道，形成的是SP2杂化； 如果全部是单键，则形成SP3杂化。,注意：杂化轨道只用于形成键或容纳未成键的孤电子对。 键的形成，只能由未参与杂化的P轨道重叠形成。,例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表,2,2,3,4,4,4,4,4,sp,sp,sp2,sp3,直线形,直线形,平面三角形,(正)四面体,180,180,120,109 28,直线形,直线形,平面三角形,正四面体,V形,三角锥形,180,180,120
15、,10928,10928,105,107,107,课堂练习,第4课时,白色,绿色,深褐色,白色,白色,白色,天蓝色,天蓝色,无色,无色,无色,天蓝色,NaCl、 K2SO4、 KBr为无色溶液，说明Na+、K+、Cl-、SO42-、Br-等是无色离子，而含Cu2+的溶液呈天蓝色，则说明Cu2+与H2O结合会成天蓝色。,实验 2-1,不是Cu2+,结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为Cu(H2O) 42+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予接受键”被称
16、为配位键。,Cu(H2O)42+,四、配合物理论简介,1. 配位键,（1）概念：成键的两个原子一方提供孤电子对，一方提供空轨道而形成的共价键,（2）形成条件：一方提供孤电子对，一方提供空轨道,2、配位键的表示方法,A B电子对给予体 电子对接受体,A孤对电子对给予体 （或配体） 常为N、O、P、S、卤素的原子或离子 B含有空轨道，（是孤电子对的接受体）一般为过渡金属,但是H3O+、NH4+、H2SO4中含有配位键,H3O+,Cu(H2O) 42+,请你写出 NH4+ ， Cu(NH3)42+ 的配位键的表示法？,注意：配位键是一种特殊的共价键 配位键同样具有饱和性和方向性,配位键大多为键 ；,
17、3. 配位化合物（配合物）,（1）概念：或把金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物。,配合物种类已超过数百万；,过渡金属配合物远比主族金属的配合物多,NH4Cl和H2SO4是配合物吗？,【问】,（2）配合物的组成,Cu(NH3)4SO4,相关说明：,常见的中心离子,主要是过渡金属的阳离子：Fe2+、Fe3+、Co2+ 、Ni2+、 Cu2+ 、co等,常见的配位体,阴离子：如：X-、OH-、SCN-、CN-,中性分子：如：H2O、NH3、CO。,配位原子是必须含有孤对电子的原子， 常是VA、VIA、VIIA主族元素的原子。,一般+1价配离子的配位数为2 一般+2
18、价配离子的配位数为4 一般+3价配离子的配位数为6,Co(NH3)4Cl2Cl 配位数是 。,配位数：,4、形成配合物时性质的改变,（1）颜色的改变,蓝色沉淀,深蓝色的透明溶液,深蓝色的晶体,（2）溶解度的改变：,产生现象的原因：,Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4+,Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH-,深蓝色的晶体: Cu(NH3)4 SO4H2O,注：乙醇的作用是降低配合物的溶解度；,实验2-3 在盛有氯化铁溶液（或任何含有的Fe3+溶液）的试管中滴加硫氰化钾（KSCN）溶液,现象：生成血红色溶液,原因：生成Fe(SCN)63-n (n=16),Fe3+
19、+ SCN- Fe(SCN)2+,硫氰合铁离子,血红色,Fe3+ +3 SCN- Fe(SCN)3,作用：检验或鉴定Fe3+，用于电影特技和魔术表演,不是所有的配合物都改变颜色。 如Ag(NH3)2OH 溶液无色,配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。但当遇上配合能力更强的配体时，由一种配离子可能会转变成另一种更稳定的配离子。,观 察：在上述血红色溶液中加入NaF溶 液有什么现象？,Fe(SCN)2+ + 6F- FeF63- + SCN-,血红色,无色,结论：配合物的性质,许多过渡元素金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属的配合物多,5、配合物的命名,
20、（1）配离子（从左向右，配位数配体合中心原子或中心离子化合物） （2）配合物类似于酸、碱、盐,六氰合铁酸钾,氢氧化二氨合银,三氯一氨合铂酸钾,硫酸四氨合铜,Cu(NH3)4 SO4,K3Fe(CN)6,Ag(NH3)2OH,KPt(NH3)Cl3,练习：,1、下列粒子中可能存在配位键的是 A.CO2 B.H3O+ C.NH4 + D.H2SO4,B、C、D,2、下列属于配合物的是 ANH4Cl BNa2CO310H2O CCuSO45H2O DCo（NH3）6Cl3,C、D,3、下列配合物的配位数是6的是（ ）A.K2Co(SCN)4 B.Fe(SCN)3C.Na3AlF6 D.Cu(NH3)
21、4Cl2,C,4、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ）,A、Co(NH3) 4Cl2 Cl,B、Co(NH3) 3Cl3,C、Co(NH3) 6 Cl3,D、Co(NH3) 5Cl Cl2,B,5、下列现象与形成配合物无关的是( ) A向FeCl3中滴入KSCN溶液，溶液呈红色B向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量 H2O，溶液呈绿色，再加水，溶液呈蓝色 CCu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色 D向FeCl3中滴加氨水产生红褐色沉淀,D,1、配位键,定义,配位键的形成条件,一方提供孤电子对,一方提供空轨道,“电子对给予接受键”,2、配合物,配合物的组成,定义,配合物的性质,
