分子的立体构型 PPT课件
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分子的立体构型--上课PPT课件
路易斯结构式
②一类是中心原子上的价电子都. 用于形成共价键.
22
分子或离子 CO2
中心原子上的 孤电子对数
0
分子或离子的 价层电子对对数
2
SO2
1
3
VSEPR 模型
分子或离子 CO2
VSEPR 模型名称
直线形
分子或离子 的立体构型
分子或离子的 立体构型名称
直线形
SO2
平面三角形
.
V形
24
注意：
VSEPR模型与分子空间构型并不一致。当中心原子 上无孤电子对数时，则两者相一致。当中心原子上 有孤电子对数时，则两者不一致。分子的空间构型 从略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对去判 断；
.
角形
H2O
29
价层 电子 对数
价层
电子
对排 布
成键 电子 对数
孤对 电子 对数
分子 电子对的排 分子构型 实 例 类型 布方式
5
0 AB5
三角双锥 PCl5
4
5
三角 双锥
3
1 AB4 2 AB3
变形四面 体
SF4
T形
ClF3
2
3 AB2
.
直线形
I
3
30
价层 价层电 成键 孤对 分子 电子对的排 分子构型 实 例 电子 子对排 电子 电子 类型 布方式
N为第二周期ⅤA族的元素，其价电子数为5，故其最多能接
受的电子数为3；CI第三周期ⅦA族的元素，其价电子数为7
；故其最多能接受的电子数为1；
.
20
㈢确定价层电子对的空间构型
价层电子对数目与价层电子对构型关系
价层电子对数目 2
人教版高中化学选修三课件：第二章 第二节 第一课时 价层电子对互斥理论(26张PPT)
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
实例
2
0
2
3
0
3
2
1
直线形
直线形
HgCl2、 BeCl2、
CO2
三角形
平面三角形 V形
BF3、 BCl3 SnBr2、 PbCl2
σ键电 孤电子 价层电 电子对的 VSEP 分子或离子 实例
子对数 对数 子对数 排列方式 R模型 的立体构型
4
0
3
1
4
四面 体形
正四面体形 三角锥形
CH4、 CCl4 NH3、 NF3
VSEPR模型 的立体构型 体构型名称
NH3
_三__角__锥__形
HCN
_直__线__形
H3O＋
_三__角__锥__形
SO2
_V_形
[特别提醒] VSEPR模型与分子的立体构型不一定一致，分子的 立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子 对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于 中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对 时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两 者的构型不一致。
2
2
V形
H2O
1．用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为 ( )
A．正四面体形 B．V形
C．三角锥形
D．平面三角形
解析：SO3中S原子的价层电子对数为3，其全部用于形
人教版高中化学选修三《分子的立体结构》经典课件
(4)根据孤电子对、成键电子对之间相互斥 力的大小，确定排斥力最小的稳定结构，并估 计这种结构对理想立体构型的偏离程度。
2．用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的实例
电子 对数
目
电子对 的立体
构型
成键电 子对数
孤电子 对数
电子对 的排列
方式
分子的 立体构 型名称
实例
HgCl2 、
2 直线形 2
0
直线形 BeCl2 、
②NH4＋结构中具有4对成键电子，且都是完 全等同的N—H键，应向正四面体的四个顶点方向 伸展才能使相互间的斥力最小。VSEPR模型与 CH4类似，是正四面体形结构，VSEPR模型为：
③H3O＋中含有孤电子对，结构与NH3相似，是三 角锥形结构，VSEPR模型为：
④BF3分子中硼原子的价电子为3，完全成键，没 有孤电子对，应为平面三角形分子。VSEPR模型为：
3
0
3 三角形
2
1
CO2 平面三 BF3、
角形 BCl3 SnBr2
V形 、
PbCl2
电子 对数 目
4
电子对 的立体
构型
四面 体形
成键电 子对数
孤电子 对数
电子对 的排列
方式
分子的 立体构 型名称
实例
4
0
3
1
正四面 体形
CH4 、CCl4NH3三角锥形 、
NF3
2
2
V形 H2O
电子 对数 目
电子对 的立体
(2)表示 配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤 电子对的原子，叫做 配位体 ；B是接受孤电子对 的原子，提供空轨道 ，叫做 中心原子。
(3)实验
实验 操作
2．用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的实例
电子 对数
目
电子对 的立体
构型
成键电 子对数
孤电子 对数
电子对 的排列
方式
分子的 立体构 型名称
实例
HgCl2 、
2 直线形 2
0
直线形 BeCl2 、
②NH4＋结构中具有4对成键电子，且都是完 全等同的N—H键，应向正四面体的四个顶点方向 伸展才能使相互间的斥力最小。VSEPR模型与 CH4类似，是正四面体形结构，VSEPR模型为：
③H3O＋中含有孤电子对，结构与NH3相似，是三 角锥形结构，VSEPR模型为：
④BF3分子中硼原子的价电子为3，完全成键，没 有孤电子对，应为平面三角形分子。VSEPR模型为：
3
0
3 三角形
2
1
CO2 平面三 BF3、
角形 BCl3 SnBr2
V形 、
PbCl2
电子 对数 目
4
电子对 的立体
构型
四面 体形
成键电 子对数
孤电子 对数
电子对 的排列
方式
分子的 立体构 型名称
实例
4
0
3
1
正四面 体形
CH4 、CCl4NH3三角锥形 、
NF3
2
2
V形 H2O
电子 对数 目
电子对 的立体
(2)表示 配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤 电子对的原子，叫做 配位体 ；B是接受孤电子对 的原子，提供空轨道 ，叫做 中心原子。
(3)实验
实验 操作
《分子的立体构型》完整ppt课件
SP
直线形
CH2O
0
CH4 0
SO2
1
NH3
1
0+3=3 0+4=4 1+2=3 1+3=4
SP2
平面三角形
SP3
正四面体形
SP2
V形
碳的sp2杂化轨道 .
三、杂化轨道理论简介 ②sp2杂化 C2H4
.
三、杂化轨道理论简介
③sp杂化
sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道。
.
三、杂化轨道理论简介 乙炔的成键
.
三、杂化轨道理论简介
③sp杂化 大π 键
C6H6
.
.
基态N的最外层电子构型为 2s22p3，在H影响下， N 的一个2s轨道和三个2p 轨道进行sp3 不等性杂化， 形成四个sp3 杂化轨道。其中三个sp3杂化轨道中各 有一个未成对电子，另一个sp3 杂化轨道被孤对电 子所占据。 N 用三个各含一个未成对电子的sp3 杂 化轨道分别与三个H 的1s 轨道重叠，形成三个 N―H键。由于孤对电子的电子云密集在N 的周围， 对三个N―H键的电子云有比较大的排斥作用，使 N―H键之间的键角被压缩到 107 o18'，因此NH3 的空 间构型为三角锥形。 .
0
H
H
..
H2O H O. . H
O HH
2
2
.. ..
.. ..
..
NH3 H N. . H H N H
3
1
H
H
.
立体结构
应用反馈:
0 1 2
0
1 0
0
0
PO43－
0
2 2 2
3 3
人教版化学《分子的立体构型》完美课件
迁移:两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则 它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？
O2
HCl
活动：
2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一 定在同一直线上？ 迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点， 则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？
在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间 位置不一样，使得分子有不同的结构，这就是所 谓的分子的立体构型。
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
（指导阅读P39）
早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进 行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪 器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立 体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外 线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红 外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各 吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息， 可分析出分子的立体结构。
一、形形色色的分子
1、三原子分子立体结构
CO2
直线形
180°
H2O
V形 105°
2、四原子分子立体结构
HCHO
平面三角形 120°
NH3
三角锥形 107°
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型(第 1、2课 时)(共 62张PP T)
3、五原子分子立体结构
正四面体
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型(第 1、2课 时)(共 62张PP T)
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型(第 1、2课 时)(共 62张PP T)
O2
HCl
活动：
2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一 定在同一直线上？ 迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点， 则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？
在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间 位置不一样，使得分子有不同的结构，这就是所 谓的分子的立体构型。
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
（指导阅读P39）
早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进 行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪 器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立 体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外 线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红 外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各 吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息， 可分析出分子的立体结构。
一、形形色色的分子
1、三原子分子立体结构
CO2
直线形
180°
H2O
V形 105°
2、四原子分子立体结构
HCHO
平面三角形 120°
NH3
三角锥形 107°
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型(第 1、2课 时)(共 62张PP T)
3、五原子分子立体结构
正四面体
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型(第 1、2课 时)(共 62张PP T)
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型(第 1、2课 时)(共 62张PP T)
人教版化学《分子的立体构型》课件完美版
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型3课 时(共7 4张PPT )
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不 同，什么原因？分析中心原子的价电子是否全部参加成 键？
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构 也不同，什么原因？
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型3课 时(共7 4张PPT )
物
原子数
对
子对 子对数
: : :: : : : :
H2O H :O : H
2
2
2
4
NH3 H :N :H
3
HH
CH4 H :C :H
4
H
CO2 :O::C::O: 2
3
14
4
0
4
2
0
2
价层电子对数 =δ键个数+中心原子上的孤对电子对个数
δ键电子对数 = 与中心原子结合的原子数
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型3课 时(共7 4张PPT )
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型3课 时(共7 4张PPT )
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型3课 时(共7 4张PPT )
孤电子对的计算
=½ （a-xb)
分子或 中心原 a
x
b
离子 子
H2O
O
6
2
1
SO2
S
6
2
2
NH4+
N
5-1=4
4
1
CO32- C
4+2=6 3
2
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型3课 时(共7 4张PPT )
中心原子 上的孤电 子对数
分子的立体构型PPT幻灯片
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
24
第三课时
25
四、配合物理论简介 1、配位键：即：电子对给予—接受键。
共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成 的共价键叫配位键。是一种特殊的共价键。
①可用A→B表示 A表示提供孤电zxxkwzx子xkw 对的原子叫配体（N、O、P、卤素的原子或离子） B表示接受电子的原子叫接受体（一学.科般.网 为过渡金属原子或离子）
氢氧化二氨合银(Ⅰ) 硫酸四氨合铜(Ⅱ)
⑶中性配合物 [Ni(CO)4]
四羰基合镍(0)
31
5、配合物的应用 ⑴ 改变颜色，用于鉴别 ⑵ 改变溶解度，用于分离
⑶ 配合物的生理作用 ①以Mg2＋为中心的大环配合物叶绿素能 催化光合作用 ②Fe2＋的卟啉配合物是输送O2的血红素
32
1、下列配合物的配位数是6的是 A、K2[Co（NCS）4] B、[Ag（NH3）2] OH C、Na3[AlF6] D、[Cu（NH3）4]Cl2
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。
想一想
经证明AlCl3主要是以二缔合物分子的形式存在， 两分子间存在配位键，请画出配位键。
Cl
Cl
Cl
Al
Al
Cl
Cl
Cl
26
[实验2-1、2-2]：
固体
C白u色SO4 Cu绿Cl色2·2H2O
深Cu褐B色r2
NaCl 白色
K白2S色O4
109°28′）？ 12
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，
2s
2p 激发 2s
2p
正四面体形
C的基态
H
C
人教版高二化学上册选修三分子的立体构型PPT课件
S6
2
N 5-1=4 4
C 4+2=6 3
b 中心原子上 价层电 的孤电子对 子对
2
1
3
1
0
4
2
0
3
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
确定VSEPR构型
价层电子 对数目
2
3
4
价层电子 对构型
直 线
平面 三角型
四面体
培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力， 并提高用数学的思想解决化学问题的能力。 【重点难点】
利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构
形形色色的分子
P4
C60
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
？
复习导入 引入新课
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
2、价层电子对互斥模型把分子分成两类： （1）含有孤对电子 （2）不含孤对电子
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
2、VSEPR模型：
电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。
电子对数
目与立体 2
结构
3
4
电子对数
目与立体
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
人教版 高二化学（上册）选修三 第二章 2.2分子的立体构型
二、价层电子对互斥理论（VSEPR） 1、要点：对ABn型的分子或离子，中心原子A价层 电子对（包括用于形成共价键的共用电子对和没有成 键的孤对电子）之间存在排斥力，将使分子中的原子 处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小， 分子体系能量最低。
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分子的立体构型
活动：
1、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点 是否一定在同一直线？
迁移:两个原子构成的分子，将这2个原子看成两 个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别 是什么？
O2
HCl
活动：
2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点 是否一定在同一直线上？ 迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成 三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分 别是什么？
H2O H :O : H
2
NH3 H :N :H
3
HH
CH4 H :C :H
4
H
CO2 :O::C::O: 2
2
2
4
3
1
4
4
0
4
2
0
2
价层电子对互斥理论内容剖析
排斥力最小
对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对
（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之 间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取 电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥 力最小，分子体系能量最低,最稳定。
A
3.价层电子对的空间构型（即VSEPR模型）
电子对数目：2
VSEPR模型：直线形
3
平面三角形
4
正四面体形
4. VSEPR模型应用——预测分子立体构型
分子或 离子
CO2
CO32-
SO2
σ键电子对
数
2
3
2
孤电子对 VSEPR模 分子的立体
数
型及名称 构型及名称
0
直线形
O
C
O
直线形
O
0
OC
平面三角形 平面三角形
早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得 出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测 定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。 所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时 的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某 些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现 吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个 化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出 分子的立体结构。
A的价层电子对数
A的杂化轨道数 杂化轨道类型
A的价电子空间构型 （VSEPR模型）
A的杂化轨道空间构型
ABm型分子或离子 空间构型
2 2 sp 直线型
直线型
直线型
3
4
3
4
sp2
sp3
平面三角形 正四面体
平面三角形 正四面体
平面三角 正四面体或三 形或V形 角锥形或V形
课堂练习
例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
C：2s22p2 2s
2p
2p
2s 激发
sp3杂化
sp3
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与 形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化 轨道。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥 最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
σ键电子对和 孤对电子对
排斥力最小
2.价层电子对数的计算
价层电子对数 = σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
⑴σ键电子对数 = σ键个数= 与中心原子结合的原子数
⑵中心原子上的孤电子对数 =½（a-xb) 配位原子
a: 对于分子：为中心原子的价电子数
(对于阳离子：a为中心原子的价电子数减去离子 的电荷数；对于阴离子： a为中心原子的价电子 数加上离子的电荷数） x 为配位原子数 b 为配位原子最多能接受的电子数(H为1，其他 原子为“8-该原子的价电子数）
4、其它
P4
正四面体 60°
C2H2
直线形 180°
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
• 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
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
（指导阅读P39）
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不 同，什么原因？
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
二、价层电子对互斥理论
1.内容
对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对
（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之 间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取 电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥 力最小，分子或离子的体系能量最低,最稳定。
（3）为使相互间排斥力最小，杂化轨道在空间取最 大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同；
★对于非过渡元素，由于ns和np能级接近，往往采 用“sp”型杂化（分为sp杂化、sp2杂化、sp3杂化）
sp杂化轨道的形成过程
180°
z
z
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
电 电 类型 布模型 子子 对对 数数
立体结构 实 例
2
直线 形
2
0 AB2
直线形
CO2
3
平面 三角
3
0 AB3
形
2 1 AB2
平面三角形
BF3
V形
SO2
价 若 VSEPR 中σ键心电 原孤对子 孤分 电 子 对 数 为 0 ， 则实 例
层 模V型SEP子R对模电型子与子分子电立子对体的构排布型一分子致构，型 若
每两个轨道间的夹角为109.5°， 空间构型为正四面体型
例如： Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
C：2s22p2 2s
2p
2p
激发 2s
sp3杂化
sp3
三、杂化理论简介
3.杂化轨道分类：
CH4原子 2s
轨道杂化
2p
2p
激发 2s
sp3杂化
sp3
等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。
O
1
平面三角形
OS
V形 O
中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成 键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去 VSEPR模型中的孤电子对
分子或 离子
CH4
NH3
H2O
价层电子对 数
4
4
4
孤电子对 VSEPR模 分子的立体
数
型及名称 构型及名称
H
0
正四面体
H
C
H
正四面H体
1
正四面体
N
H
H
杂化轨道数=中心原子孤电子对数＋配位原子数
代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 0＋2＝2 0＋3＝3 0＋4＝4 1＋2＝3 1＋3＝4 2＋2＝4
杂化轨道类型 sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨 道数恰好与A的价层电子对数相等。
H 三角锥形
2
正四面体
O
H H
V形
判断分子空间构型方法：
价层电子对数
略去孤电子对
VSEPR模型
分子（离子）的立体构型
排斥力： 孤电子对-孤电子对 ﹥孤电子对-σ键电子对 ﹥
σ键电子对-σ键电子对
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价
σ孤
层 VSEPR 键 对 分子 电子对的排
电 子 模型 对 数
2p 2s
杂化
2 对孤对电子
排斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对成键电子对>成键电子对-成键电子对
三、杂化理论简介
4.杂化类型判断：
因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来 容纳孤电子对，故有
杂化轨道数=中心原子价层电子对数
=中心原子孤电子对数＋σ键电子对数（配位原子数）
杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的中 心原子价层电子对数，再由杂化轨道数判断杂 化轨道类型。
F
B
B： 1s22s22p1没有3个成单电子
F
2p
2s
激发 2s
F
2p
sp2 sp2杂化
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
y
y
y
y
x
x
x
x
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分
在多原子构成的分子中，由于原子间排 列的空间位置不一样，使得分子有不同 的结构，这就是所谓的分子的立体构型。
一、形形色色的分子
1、三原子分子立体结构
CO2
直线形180°来自H2OV形 105°
2、四原子分子立体结构
HCHO
平面三角形 120°
NH3
三角锥形 107°
3、五原子分子立体结构
正四面体
CH4
第二课时——杂化轨道理论
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4 的立体构型
1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么 碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
C原子轨道排布图
2p2
2s2
1s2
H原子轨道排布图
活动：
1、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点 是否一定在同一直线？
迁移:两个原子构成的分子，将这2个原子看成两 个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别 是什么？
O2
HCl
活动：
2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点 是否一定在同一直线上？ 迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成 三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分 别是什么？
H2O H :O : H
2
NH3 H :N :H
3
HH
CH4 H :C :H
4
H
CO2 :O::C::O: 2
2
2
4
3
1
4
4
0
4
2
0
2
价层电子对互斥理论内容剖析
排斥力最小
对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对
（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之 间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取 电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥 力最小，分子体系能量最低,最稳定。
A
3.价层电子对的空间构型（即VSEPR模型）
电子对数目：2
VSEPR模型：直线形
3
平面三角形
4
正四面体形
4. VSEPR模型应用——预测分子立体构型
分子或 离子
CO2
CO32-
SO2
σ键电子对
数
2
3
2
孤电子对 VSEPR模 分子的立体
数
型及名称 构型及名称
0
直线形
O
C
O
直线形
O
0
OC
平面三角形 平面三角形
早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得 出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测 定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。 所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时 的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某 些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现 吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个 化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出 分子的立体结构。
A的价层电子对数
A的杂化轨道数 杂化轨道类型
A的价电子空间构型 （VSEPR模型）
A的杂化轨道空间构型
ABm型分子或离子 空间构型
2 2 sp 直线型
直线型
直线型
3
4
3
4
sp2
sp3
平面三角形 正四面体
平面三角形 正四面体
平面三角 正四面体或三 形或V形 角锥形或V形
课堂练习
例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
C：2s22p2 2s
2p
2p
2s 激发
sp3杂化
sp3
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与 形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化 轨道。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥 最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
σ键电子对和 孤对电子对
排斥力最小
2.价层电子对数的计算
价层电子对数 = σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
⑴σ键电子对数 = σ键个数= 与中心原子结合的原子数
⑵中心原子上的孤电子对数 =½（a-xb) 配位原子
a: 对于分子：为中心原子的价电子数
(对于阳离子：a为中心原子的价电子数减去离子 的电荷数；对于阴离子： a为中心原子的价电子 数加上离子的电荷数） x 为配位原子数 b 为配位原子最多能接受的电子数(H为1，其他 原子为“8-该原子的价电子数）
4、其它
P4
正四面体 60°
C2H2
直线形 180°
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
• 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
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
（指导阅读P39）
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不 同，什么原因？
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
二、价层电子对互斥理论
1.内容
对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对
（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之 间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取 电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥 力最小，分子或离子的体系能量最低,最稳定。
（3）为使相互间排斥力最小，杂化轨道在空间取最 大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同；
★对于非过渡元素，由于ns和np能级接近，往往采 用“sp”型杂化（分为sp杂化、sp2杂化、sp3杂化）
sp杂化轨道的形成过程
180°
z
z
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
电 电 类型 布模型 子子 对对 数数
立体结构 实 例
2
直线 形
2
0 AB2
直线形
CO2
3
平面 三角
3
0 AB3
形
2 1 AB2
平面三角形
BF3
V形
SO2
价 若 VSEPR 中σ键心电 原孤对子 孤分 电 子 对 数 为 0 ， 则实 例
层 模V型SEP子R对模电型子与子分子电立子对体的构排布型一分子致构，型 若
每两个轨道间的夹角为109.5°， 空间构型为正四面体型
例如： Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
C：2s22p2 2s
2p
2p
激发 2s
sp3杂化
sp3
三、杂化理论简介
3.杂化轨道分类：
CH4原子 2s
轨道杂化
2p
2p
激发 2s
sp3杂化
sp3
等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。
O
1
平面三角形
OS
V形 O
中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成 键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去 VSEPR模型中的孤电子对
分子或 离子
CH4
NH3
H2O
价层电子对 数
4
4
4
孤电子对 VSEPR模 分子的立体
数
型及名称 构型及名称
H
0
正四面体
H
C
H
正四面H体
1
正四面体
N
H
H
杂化轨道数=中心原子孤电子对数＋配位原子数
代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 0＋2＝2 0＋3＝3 0＋4＝4 1＋2＝3 1＋3＝4 2＋2＝4
杂化轨道类型 sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨 道数恰好与A的价层电子对数相等。
H 三角锥形
2
正四面体
O
H H
V形
判断分子空间构型方法：
价层电子对数
略去孤电子对
VSEPR模型
分子（离子）的立体构型
排斥力： 孤电子对-孤电子对 ﹥孤电子对-σ键电子对 ﹥
σ键电子对-σ键电子对
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价
σ孤
层 VSEPR 键 对 分子 电子对的排
电 子 模型 对 数
2p 2s
杂化
2 对孤对电子
排斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对成键电子对>成键电子对-成键电子对
三、杂化理论简介
4.杂化类型判断：
因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来 容纳孤电子对，故有
杂化轨道数=中心原子价层电子对数
=中心原子孤电子对数＋σ键电子对数（配位原子数）
杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的中 心原子价层电子对数，再由杂化轨道数判断杂 化轨道类型。
F
B
B： 1s22s22p1没有3个成单电子
F
2p
2s
激发 2s
F
2p
sp2 sp2杂化
sp3杂化轨道的形成过程
z
z
z
z
109°28′
y
y
y
y
x
x
x
x
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，
含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分
在多原子构成的分子中，由于原子间排 列的空间位置不一样，使得分子有不同 的结构，这就是所谓的分子的立体构型。
一、形形色色的分子
1、三原子分子立体结构
CO2
直线形180°来自H2OV形 105°
2、四原子分子立体结构
HCHO
平面三角形 120°
NH3
三角锥形 107°
3、五原子分子立体结构
正四面体
CH4
第二课时——杂化轨道理论
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4 的立体构型
1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么 碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
C原子轨道排布图
2p2
2s2
1s2
H原子轨道排布图