1、,第2节 分子的立体构型,第1课时,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”,呈镜面对称,一、形形色色的分子,O2,HCl,H2O,CO2,C2H2,CH2O,COCl2,NH3,P4,CH4,CH3CH2OH,CH3COOH,C6H6,C8H8,CH3OH,C60,C20,C40,C70,所谓“分子的立体结构”指多原子构成的共价分子中的原子的空间关系问题。,在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。,O2,HCl,思考,写出碳原子的价电子排布图，思考为什么碳原
2、子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？,碳原子的一个2S电子受外界影响跃迁到2P空轨道上，使碳原子具有四个单电子， 因此碳原子与氢原子结合生成CH4。,为了解释像甲烷等分子的立体结构，鲍林提出了杂化轨道理论。,如果C原子就以个轨道和个轨道上的单电子，分别与四个原子的轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与CH分子的实际情况是否吻合？,思考,14,10,看看杂化轨道理论的解释：,由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。,为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正
3、四面体的四个顶点。,四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3键，从而构成一个正四面体构型的分子。,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杂化轨道特点：四个sp3轨道在空间均匀分布，轨道间夹角109.5,基本要点：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。,杂化轨道, 有多少个原子轨道发生杂化就形成
4、多少个杂化轨道。,杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使电子云重叠程度更大，形成的化学键更稳定。即杂化轨道增强了成键能力。,杂化轨道之间在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。,通过以上的学习，以CH4为例，谈谈你对“杂化”及“杂化轨道”的理解。,C原子为什么要进行“杂化”？C原子是如何进行“杂化”的？“杂化轨道”有哪些特点？,2. sp 杂化同一原子中一个 ns 轨道和一个 np 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。,sp杂化轨道的形成及特点：由1个s轨道和1个p轨道“混杂”
5、成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化，所形成的轨道称为sp杂化轨道。为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为1800 。当2个sp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就会形成直线型分子。,sp杂化轨道的形成和空间取向示意图,3.sp2 杂化,sp2 杂化轨道间的夹角是120度，分子的几何构型为平面正三角形,BF3分子形成,sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图,sp2杂化轨道的形成和特点：由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2 杂化轨道的过程称为sp2 杂化。每个sp2 杂化轨道中含有1/3的s轨道成分和2/3的p轨道成分。,为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈正三角形分布，夹角为1200。
6、当3个sp2杂化轨道分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就会形成平面三角形构型的分子。,试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况,是否也需要杂化？,交流讨论,C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。,C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。,为什么氨分子的键角是107.3？,电子对斥力大小顺序： 孤对-孤对孤对-成键成键-成键,电子对斥力大小顺序： 孤对-孤对孤对-成键成键-成键,sp型的三种杂化,非中心原子：X (Cl、F、Br、I)=H,提示：,中心原子：同主族的可以互换（如N=P、S=O等）,通常双原子分子中没有发生杂化,课堂练习,写出下列分子的的杂化轨道类型及空间构型,NH3、BeCl2、PCl3、BF3、CS2H2O、Cl2O 、SiCl4、CH3F、NI3,
