第二节分子的立体构型

NH3
试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？
Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O
蓝色沉淀
Cu（OH）2 +2 NH4 +
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O
深蓝色溶液
实验2-3
Fe 3+ +SCN—
硫氰酸根
[Fe (SCN) ]2+ 由于该离子的颜色极似
分子或离 子
HCN
应用反馈:
价层电子 VSEPR模
对数
型
分子或离子 的立体结构
NH4+ H3O+ SO2
分子或离 价层电子对数 子
HCN
2
NH4+
4
VSEPR模型 分子或离子的立体结构
H3O+
4
SO2
3
小结: 价层电子对互斥模型
中心原子
代表物
中心原子 结合原子数
价层电子 对数
VSEPR模 型
分子立体构 型
键
H
H
CC =
H
H
H HC
CH H
键
H
C H
O
=
H H
C
O
BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3、烯烃 （>C=C<）、苯等结构中的中心原子都是 sp2杂化的。
（三）杂化轨道的应用范围:
杂化轨道只用于形成σ键或者用来 容纳未参加成键的孤电子对。
（未参与杂化的p轨道可形成键）
杂化轨道个数 = 价层电子对数
两个sp杂化轨道
sp杂化轨道的形成过程
z
z
180°
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
乙炔中的碳原子为sp杂化，分子呈直线形。
0.120nm
HCCH
180° 0.106nm
两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成C—C 键， 另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两 个C—H 键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重 叠，形成两个相互垂直的键。
一般为过渡金属
H2O
②形成配位键的条件：一个原子提
供孤对电子，另一原子提供空轨道
2、配位化合物：中心离子（或原子） 与配位体(某些 分子或离子) 以配位键的形式结合而成的化合物。
实验2-2 已知氢氧化铜与足量氨水反应
NH3
2+
后溶解是因为生成了[Cu(NH3) 4]2+ ，其结构源自式为：H3N Cu NH3
三角双锥形
正八面体形
n
2
3
4
价
电
直线 平面三 正四面体
子
180 角形 109°28′
0
1200
对
空
间
M
构
M
M
型
（1）如果中心原子无孤电子对，则分子立体
构型与VSEPR模型相同
ABn（n为B原子数） 分子立体构 价层电子对数 型（VSEPR同）
举例
2
直线形
CO2 BeCl2
3
平面三角形 CH2O、BF3、SO3
107°18′
４、五原子分子立体构型 最常见的是正四面体
CH4 键角109°28′
5、其它：
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
资料卡片： 形形色色的分子 C60
C20
C40
C70
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
直线形 V形
阅读教材37——39页，思考下列问题： 1 何为中心原子？ 2 中心原子上孤对电子数的计算方法？ 3 价层电子对数的计算方法？ 4 价层电子对互斥理论是怎么描述的？
NH4+、NH3、H2O 、CH2O 、SO2 SO3 BeCl2、CO2 、PCl3 、BCl3 、 CS2 、 C12O、SO42-、PO43-、SiO44-、 ClO4-、NO3-、CO32-、H3O+
利用中心原子杂化轨道类型可判断分子的立体构 型
一般方法：
1、看中心原子有没有形成双键或叁键， 如果有1个叁键，则其中有2个π键，用 去了2个P轨道，形成的是SP杂化；如 果有1个双键则其中有1个π键，形成的 是SP2杂化；如果全部是单键，则形成 的是SP3杂化。
4
正四面体 CH4 CCl4,NH4+
5
三角双锥
PCl5
6
正八面体
SF6
此类分子立体构型可用中心原子周围原子数n预测
（2）中心原子上有孤电子对的分子，其 立体构型与VSEPR模型不同
分子式 结构式
分子结构式
中心原子有 孤对电子
三角锥 (NH3;H3O+)
等电子体
V型
H2O，H2S， SO2,O3
• 计算下列分子或离子的价层电子对数
• 水、二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氨气、 三氟化硼、碳酸根离子、硫酸根离子、硝酸根 离子、甲烷、铵根离子、五氯化磷、六氟化硫
4.价层电子对互斥模型（VSEPR模型）
基本要点 分子（或离子）的中心原子周围的价 电子对的几何构型，主要取决于价电 子对数，价电子对尽量远离，使它们 之间斥力最小。
2、没有填充电子的空轨道一般不参与 杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。
• 例题一：下列分子中的中心原子杂化轨道
的类型相同的是
(B )
• A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 • C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
例题二：对SO2与CO2说法正确的是( D ) A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道 C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
第二节 分子的立体构型
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线形）
O2
HCl
2、三原子分子立体构型
CO2
H2O
直线形 键角180° V形 键角104.5°
３、四原子分子立体构型（直线形、 正四面体、 平面三角形、三角锥形）
C2H2 键角180°
P4 键角60°
NH3
CH2O
COCl2
平面三角形
三角锥形 键角
含氮配位体 NH3 , NCS - ;含硫配位体 SCN- ; 含卤素配位体 F- , Cl- , Br- , I- ; 含碳配位体 CN- , CO
含氧配位体 H2O, OH- ，羧酸，醇，醚等 b. 多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子)
乙二胺 NH2一CH2一CH2一NH2 简写为en， 乙二胺四乙酸根（EDTA）等。
分子世界如此形形色色，异彩纷呈， 美不胜收，常使人流连忘返。
那么分子结构又是怎么测定的呢
二、价层电子对互斥理论（VSEPR）－ 预测分子的立体结构
1、理论要点：原子的价层电子对之间存在着 排斥力，它们倾向于相互远离以减少这种斥力， 从而使分子达到稳定结构。
价层电子对：中心原子上的电子对
价层电子对数= σ键电子对+孤电子对数
CO2 2
无
孤对电子 BF3
3
CH4 4
2
直线形 直线形
3
平面三角形 平面三角形
4
正四面体形 正四面体形
有 H2O 2
孤对电子 NH3
3
4 四面体形 V 形 4 四面体形 三角锥形
疑问？
C的价电子中只有两个未成对电子，为什么 CH4分子中C形成四个共价键？3个相互垂 直的2p和一个球形的2s与氢原子4个1s原子 轨道重叠不可能得到正四面体构型的甲烷
互斥模型（VSEPR）与杂化轨道类型
价层电子对数 杂化类型 VSEPR模型
2
sp杂化 直线形
3
sp2杂化 平面三角形
4
sp3杂化 四面体形
了解
5 sp3d(或dsp3)杂化 三角双锥形
6 sp3d2(或d2sp3)杂化 正八面体
判断下列分子或离子中,中心原子的杂 化轨道类型，并预测粒子几何构型。
碱金属、碱土金属等可作为螯合物的形成体。
中心离子：也有中性 如：Ni(CO)4、Fe(CO)5
多核配合物：[(H3N)5Cr-O-Cr(NH3)5]X4 (卤化μ－氧＋氨合二铬（III））
2. 配位体和配位原子 有孤对电子 [Cu(NH3)4]SO4中，NH3是配位体，N为配位原子。 a. 单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子)
课堂练习
• 1.下列物质中，分子的立体结构与水分子
相似的是
（B ）
• A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
• 2.下列分子的立体结构，其中属于直线型
分子的是
（BC ）
• A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4
实验2-1
CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 NaCl
固体颜色 白色 绿色
深褐色 白色
K2SO4 白色
KBr 白色
溶液颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？
结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四 水合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在 四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的 化学键是由水分子中的O原子提供孤对电 子对给予铜离子（铜离子提供空轨道）， 铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这
1.在形成分子时，每一原子中能量相近的 “轨道”会发生重组，形成新的原子轨道，这个 过程称“杂化”，新的原子轨道称“杂化轨道”。