分子的空间构型-杂化对道

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专题四

分子构型与物质的性质分子空间构型第一课时 杂化轨道 共价键

(按成键方式)σ键π键键参数键能键长键角衡量化学键的强弱 方向性“头碰头”“肩并肩”【复习】一般，共价键数=未成对电子数 饱和性常见的分子模型O2H2OCO2CH4 1、O原子与H原子结合为什么形成H2O分子，而不是H3O或H4O？H2O的分子结构模型 共价键具有饱和性，O原子最外层有两个未成对电子，故只可与两个H原子结合形成两对共用电子对，形成H2O分子，而不会形成H3O或H4O2、C原子与H原子结合形成的是CH4分子？而不是CH2或CH3？CH4 分子为什么具有正四面体的空间构型？CH4的分子结构模型 ①C原子最外层也只有两个未成对电子，按共价键理论，也只能与两个H原子结合形成的是CH2分子，而实事却是CH4 分子，为什么？

② CH4具有正四面体的空间构型，4个C-H键长，键能相等，键角都是109 ? 28 ′，为什么？为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论一、杂化轨道理论要点 1、原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加，趋向于将不同类型的原子轨道重新组合成能量、形状和方向与原来不同的新原子轨道。这种重新组合称为杂化；杂化后的原子轨道称为杂化轨道。 2、只有能量相近的轨道才能相互杂化。

3、形成的杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道数目。

4、杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。因为杂化轨道的形状变成一头大一头小了，用大的一头与其他原子的轨道重叠，重叠部分显然会增大。

常见的有sp3、sp2、sp杂化sp3 杂化 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。109°28’激发 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道，夹角109 ? 28 ′，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示：CH4分子形成⑴sp3杂化杂化sp2 杂化 同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行混合组成三个新的原子轨道称为 sp2 杂化轨道。激发120° 同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。⑵sp2杂化BF3分子形成杂化Sp 杂化 同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与一个 np 轨道进行混合组成两个新的原子轨道称为 sp 杂化轨道。 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。⑶sp杂化BeCl2分子形成 用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况 乙烷中两个C均采用sp3杂化，每个C原子的3个sp3杂化轨道分别与3个H原子的1s轨道形成3个相同的C—Hσ键。两个C各自剩余的1个sp3杂化轨道相互重叠形成1个C—Cσ键。注：杂化轨道一般形成σ键。 乙烯分子中两个C均采用sp2杂化，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σ键，每个C各自剩余的1个sp2杂化轨道相互重叠形成1个σ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π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。 乙炔分子中两个C均采用sp杂化每个碳原子1个sp杂化轨道与1个氢原子的1s轨道结合形成1个C—Hσ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个C—Cσ键。2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2个C—Cπ键。所以乙炔分子中叁键由1个σ键和2个π键构成。常见的杂化轨道类型1个S、1个P1个S、2个P1个S、1个P234直线形平面正三角形正四面体180°120°BF3、CH2=CH2CH4BeCl2、CH≡CH

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