分子的空間構型

1、分子的空間構型,主講 汪毅,一、價層電子對互斥模型（VSEPR）,1、基本要點 ABn型分子（離子）中中心原子A周圍的價電子對的幾何構型，主要取決于價電子對數(shù)（n），價電子對盡量遠離，使它們之間斥力最小。,2、價層電子對互斥模型的兩種類型 價層電子對互斥模型說明的是價層 電子對的空間構型，而分子的空間構型 指的是成鍵電子對空間構型，不包括孤 對電子。 (1)當中心原子無孤對電子時，兩者

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

3、中心原子有孤對電子,例1、氨氣分子空間構型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為（ ）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原子形成三個雜化軌道，CH4 分子中C原子形成4個雜化軌道C．NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它 對成鍵電子的排斥作用較強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,能量,形狀,方向,1、概念理解,2、關于雜化軌道的注意點,（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。因為雜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 。,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．價層電子對互斥模型、雜化軌道理論與分子空間構型的關系,（1）價層電子對互斥模型顯示了科學家們非 凡的想象力。,（2）雜化軌道理論

7、是在量子力學有關理論的 基礎上發(fā)展來的，實際上各種雜化軌道 類型中的化學鍵或電子對的夾角都可以 通過計算得出。,（3）限于同學們的認知水平，我們經常使用 價層電子對互斥模型判斷分子結構特 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個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結構。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、價電子總數(shù)相同的分子具有相似化學鍵特征，許多性質是相似的。此原理稱為等電子原理,2.等電子體的應用：利用等電子體的性質相似，空間構型相同

9、，可運用來預測分子空間的構型和性質。,N2→CO,→CN-、C22-,→C2H2,CO2→N2O,1、極性分子：正電中心和負電中心不重合 的分子。,四、分子的極性,2、非極性分子：正電中心和負電中心重合 的分子。,3、方法：先用價層電子對互斥模型判斷分 子結構，然后再找出正、負電荷中心。,4、分子極性與溶解性,(2)“相似相溶”還適用于分子結構的相似性，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：非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。若存在氫鍵，則溶劑和溶質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、判斷下列有機物的一氯取代物的結構 最多有幾