第二章第二节第2课时 杂化轨道理论简介 配合物理论简介

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第2课时 杂化轨道理论简介 配合物理论简介

1.知道杂化轨道理论的基本内容,能根据杂化轨道理论确定简单分子的立体构

型。

2.能正确叙述配位键的概念及其形成条件,会分析配位化合物的形成及应用。 3.熟知几种常见的配离子:[Cu(H2O)4]2、[Cu(NH3)4]2、[Fe(SCN)n](3

-n)+

、[Ag(NH3)2]

等的颜色及性质。

杂化轨道理论简介[学生用书P24]

1.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成

在形成CH4分子时,碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂,形成四个能量相等

的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子,所以四个C—H键是等同的。可表示为

2.杂化轨道的类型与分子构型的关系 (1)sp杂化

sp杂化轨道是由一个s轨道和一个p轨道杂化而得,杂化轨道间的夹角为180°,呈直线形,如BeCl2分子。

(2)sp2杂化

sp2杂化轨道是由一个s轨道和两个p轨道杂化而得,杂化轨道间的夹角为120°,呈平面三角形,如BF3分子。

(3)sp3杂化

sp3杂化轨道是由一个s轨道和三个p轨道杂化而得,杂化轨道间的夹角为109°28′,立体构型为正四面体形,如CH4分子。

(1)在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程,叫做轨道的杂化。双原子分子中,不存在杂化过程。

(2)只有能量相近的轨道才能杂化(ns,np)。

(3)杂化过程中,原子轨道总数不变,即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。

(4)杂化过程中,轨道的形状发生变化。 (5)杂化轨道的形状相同,能量相等。 (6)杂化轨道之间要满足最小排斥原理。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。( ) (2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。( )

(3)凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体形。( ) (4)凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)×

2.下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是( )

A.①②③ C.②③④

B.①⑤⑥ D.③⑤⑥

解析:选A。sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形,①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°;②C2H4中碳原子以sp2杂化,未杂化的2p轨道重叠形成π键;③与②相似;④乙炔中的碳原子为sp杂化,未杂化的2p轨道重叠形成π键;⑤NH3中的氮原子为sp3杂化;⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。

1.杂化类型的判断方法 (1)根据杂化轨道数目判断

杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对,而两个原子之间只能形成一个σ键,故有下列关系:

杂化轨道数目=价层电子对数目=σ键电子对数目+中心原子的孤电子对数目,再由杂化轨道数目确定杂化类型。

杂化轨道数目 杂化类型 (2)根据杂化轨道的空间分布构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体,则分子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。

2 sp 3 sp2 4 sp3 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据杂化轨道之间的夹角判断

若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子发生sp杂化。

2.杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型

VSEPR模型和杂化轨道的立体构型是一致的,略去VSEPR模型中的孤电子对,就是分子(或离子)的立体构型。

下面为几种常见分子的杂化类型、VSEPR模型与分子构型的对应关系。

价层电子对数 杂化轨道数 杂化类型 CO2 2 2 sp CH2O 3 3 sp2 平面三角形 CH4 4 4 sp3 正四面体形 SO2 3 3 sp2 平面三角形 平面三角形 V形 NH3 4 4 sp3 四面体形 H2O 4 4 sp3 四面体形 杂化轨道立体构型 直线形 VSEPR模型 直线形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形

四面体形 三角锥形 四面体形 分子构型 直线形 V形 sp杂化和sp2杂化这两种形式中,原子还有未参与杂化的p轨道,可用于形成π键,而杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。

指出下列分子中,中心原子可能采取的杂化轨道类型,并预测分子的立体构型。 (1)BeCl2:__________ (2)PCl3:__________ (3)BCl3:____________ (4)CS2:__________ (5)SCl2:____________ [解析]

σ键电子对数 中心原子孤电子对 1(a-xb)? 数??2?价层电子对数 杂化VSEPR模型 轨道类型 分子立体构型 微粒


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