高二化学共价键与分子的空间构型.ppt

第2节 共价键与分子的空间构型109.5°第1课时一、一些典型分子的立体构型105 °甲烷的4个C — H单键都应该是σ键，然而， 碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的 2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢 原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构 型的甲烷分子为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，碳原子价电子: 2S22P2思 考杂化轨道理论杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件 影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化. 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道 杂化轨道类型：sp、sp2、sp3等杂化结果： 重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键 能力更强的原子轨道 杂化轨道用于:容纳σ键电子和孤对电子1.sp3 杂化C的基态例 ：CH4分子形成2s2p2s2p激发态正四面体形sp3 杂化态CHHHH109.5°同一个原子的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行 杂化组合为 sp3 杂化轨道sp3 杂化轨道间的夹角 是 109.5,分子的几何构型为正四面体形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 展方向分别指向正四面体的四个顶点。

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由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道714四个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-SP3σ键， 形成一个正四面体构型的分子 109.5°①形成分子时，由于原子间的 相互作用，使同一原子内部能量 相近的不同类型原子轨道重新组 合形成的一组新的能量相同的杂 化轨道有多少个原子轨道发生 杂化就形成多少个杂化轨道②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，从 而形成稳定的化学键即杂化轨 道增强了成键能力 ③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 sp 杂化同一原子中 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 杂化轨道例 ：BeCl2分子形成激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化键合直线形sp杂化态直线形化合态Cl Be Cl1802.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2s2pB的基态2s2p激发态正三角形sp2 杂化态BF3分子形成BFFFFB F1200F乙烯中的Ｃ在轨道杂化时，有一个Ｐ轨 道未参与杂化，只是Ｃ的２s与两个２p轨道 发生杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道， 三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三 个顶点。

未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所 在平面杂化轨道间夹角为120°杂化类型spsp2sp3 参与杂化 的原子轨 道1个s + 1个p1个s + 2个p1个s + 3个p杂化轨道 数2个sp杂化轨 道3个sp2杂化 轨道4个sp3杂化 轨道 杂化轨道 间夹角180o120o109.5o空间构型直 线正三角形正四面体 实 例BeCl2，C2H2BF3, BCl3CH4，CCl4sp型的三种杂化为什么氨分子的 键角是107.3°？OHH非中心原子：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。