分子的空間構(gòu)型

1、分子的空間構(gòu)型,主講 汪毅,一、價(jià)層電子對(duì)互斥模型（VSEPR）,1、基本要點(diǎn) ABn型分子（離子）中中心原子A周圍的價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型，主要取決于價(jià)電子對(duì)數(shù)（n），價(jià)電子對(duì)盡量遠(yuǎn)離，使它們之間斥力最小。,2、價(jià)層電子對(duì)互斥模型的兩種類型 價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層 電子對(duì)的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型 指的是成鍵電子對(duì)空間構(gòu)型，不包括孤 對(duì)電子。 (1)當(dāng)中心原子無孤對(duì)電子時(shí)，兩者

2、的構(gòu) 型一致； (2)當(dāng)中心原子有孤對(duì)電子時(shí)，兩者的構(gòu) 型不一致。,平面三角形1200,正四面體109.50,,,,,,,直線1800,價(jià)電子對(duì)空間構(gòu)型,4,3,2,n,,,,,,,,,直線型,平面三角型,四面體,BeCl2, HgCl2,BF3，BCl3,(CH4,CCl4,NH4+ ),,中心原子價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵,無孤對(duì)電子,三角錐,V型,H2O，H2S,(NH3;H3O+),,

3、中心原子有孤對(duì)電子,例1、氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因?yàn)椋?）A．兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同， NH3為sp2型雜化，而CH4是sp3型雜化B．NH3分子中N原子形成三個(gè)雜化軌道，CH4 分子中C原子形成4個(gè)雜化軌道C．NH3分子中有一對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子，它 對(duì)成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)D．氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子,C,二、雜化軌道,原子在

4、 ，為了增強(qiáng)成鍵能力，使分子的穩(wěn)定性增加，趨向于將不同類型的原子軌道重新組合成 、 和 與原來不同的新原子軌道。這種重新組合稱為雜化；雜化后的原子軌道稱為雜化軌道。,形成分子時(shí),能量,形狀,方向,1、概念理解,2、關(guān)于雜化軌道的注意點(diǎn),（1）只有 的軌道才能相互雜化。（2）形成的雜化軌道數(shù)目 參加雜化的原子軌道數(shù)目。（3）雜化軌道成鍵能力 原來的原子軌道。因?yàn)殡s化軌道的形狀變成一頭大

5、一頭小了，用 的一頭與其他原子的軌道重疊，重疊部分顯然會(huì) 。,能量相近,等于,大于,大,增大,CH4:(sp3雜化過程示意),,sp3雜化,sp2雜化,,sp雜化,雜化軌道的空間取向,雜化類型 sp sp2 sp3,180º,120º,109º28’,直線,正四面體,BeCl2,BF3,CH4,平面三角形,例2、NH3、H2O分子分別是三角錐形分子、V形分子，如何用雜

6、化軌道的知識(shí)解釋。,似是而非的解釋：NH3、H2O分子中N、O原子都是sp3雜化，由于孤電子對(duì)的影響使鍵角都小于109028’。,NH3、H2O鍵角分別為107018’、104.50。,疑似“超綱”的解釋：NH3、H2O分子中N、O原子都是sp3不等性雜化，所以鍵角都小于109028’。,3．價(jià)層電子對(duì)互斥模型、雜化軌道理論與分子空間構(gòu)型的關(guān)系,（1）價(jià)層電子對(duì)互斥模型顯示了科學(xué)家們非 凡的想象力。,（2）雜化軌道理論

7、是在量子力學(xué)有關(guān)理論的 基礎(chǔ)上發(fā)展來的，實(shí)際上各種雜化軌道 類型中的化學(xué)鍵或電子對(duì)的夾角都可以 通過計(jì)算得出。,（3）限于同學(xué)們的認(rèn)知水平，我們經(jīng)常使用 價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分子結(jié)構(gòu)特 征，再用雜化軌道理論解釋之。,,,,例3、判斷下列分子或離子中,中心原子的雜化軌道類型：NH4+、NH3、H2O 、CH2O 、SO2、BeCl2、CO2,

8、,例4、在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是（ ）A．sp，范德華力 B．sp2，范德華力 C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵,C,三、等電子原理,1.原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)是相似的。此原理稱為等電子原理,2.等電子體的應(yīng)用：利用等電子體的性質(zhì)相似，空間構(gòu)型相同

9、，可運(yùn)用來預(yù)測(cè)分子空間的構(gòu)型和性質(zhì)。,N2→CO,→CN-、C22-,→C2H2,CO2→N2O,1、極性分子：正電中心和負(fù)電中心不重合 的分子。,四、分子的極性,2、非極性分子：正電中心和負(fù)電中心重合 的分子。,3、方法：先用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷分 子結(jié)構(gòu)，然后再找出正、負(fù)電荷中心。,4、分子極性與溶解性,(2)“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶(C2H

10、5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小(戊醇中烴基較大，二者羥基相似因素小)。,可用于除去沉淀表面的水,(1)“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。,五、分子的手性具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。,例5、判斷下列有機(jī)物的一氯取代物的結(jié)構(gòu) 最多有幾