杂化轨道理论、配合物理论

CH4、CCl4
二、配合物理论 1.配位键 共用电子对由成键原子_单__方__提供而跟另一个原子形成的 _共__价__键__，即“电子对_给__予__-_接__受__键”，是一类特殊的共价 键。 2.配位化合物 金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以_配__位__键__结 合形成的化合物,简称配合物。
【解析】(1)PCl3中磷原子为sp3杂化，与NH3、NCl3中的氮原 子相似，分子构型为三角锥形。(2)BCl3与BF3相似，硼原子为 sp2杂化，分子构型为平面三角形。(3)CS2和CO2相似，碳原 子为sp杂化，分子构型为直线形。(4)乙烯中的C采用sp2杂化， 分子构型是平面形。
答案：
二、配合物理论 1.把CuSO4、CuCl2·2H2O、CuBr2、NaCl、K2SO4、KBr溶于水后， 观察现象并思考：哪些现象能够说明溶液的颜色是水合铜离子 的颜色？ 提示：前三种物质的溶液呈天蓝色，而后三种物质的水溶液均 为无色，这说明溶液的蓝色是铜盐特有的，而硫酸铜呈白色， 这说明溶液的蓝色不是由铜离子引起的，而是由铜离子和水生 成的新物质引起的。
中心原子杂化类型的确定方法 (1)以价层电子对互斥理论判断分子的VSEPR构型; (2)记住VSEPR构型与杂化方式的关系;
直线
sp1
平面三角
四面体
sp3
【典题训练】 指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测 分子的几何构型。
【解题指南】解答本题要注意两个方面： (1)杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键个数。 (2)当没有孤电子对时，杂化轨道的空间构型和分子的空间构 型相同。
1.任意两个原子轨道都能发生杂化吗？ 提示：不是，只有能量相近的原子轨道才能杂化。 2.杂化方式相同的分子，空间构型一定相同吗？ 提示：不一定。如CCl4和CH4是sp3杂化，空间构型是正四面 体形；NH3也是sp3杂化，其空间构型是三角锥形。 3.任何分子都能形成配位键吗？ 提示：不是，形成配位键的两方必须是一方有孤电子对，一方 有能接受孤电子对的空轨道。
2.杂化轨道的类型及空间构型
杂化类型
参与杂化的原 子轨道及数目
杂化轨道的数 目
杂化轨道间的 夹角
杂化轨道的空 间构型
实例
sp 1个s轨道 1个p轨道
2
180°
直线形 CO2、C2H2
sp2 1个s轨道 2个p轨道
3
sp3 1个s轨道 3个p轨道
4
120°
109°28′
平面三角形 正四面体形
BF3、苯、乙烯
3.配合物形成举例
实验操作
实验现象
滴加氨水后，试
管中首先出现蓝色 沉淀，氨水过量后 沉淀逐渐溶解，滴 加乙醇后析出深蓝 色晶体
有关离子方程式
Cu2++2NH3·H2O==== Cu(OH)2↓+2NH4+、 Cu(OH)2+4NH3==== ［Cu(NH3)4］2++2OH-
溶液颜色变红 Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3
第2课时 杂化轨道理论、配合物理论
1.了解杂化轨道理论的基本内容。 2.能根据有关理论判断简单分子或离子的空间构型。 3.了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键 情况。
杂化轨道理论及其应用。
一、杂化轨道理论 1.杂化与杂化轨道 (1)轨道的杂化。 原子内部能量相近的原子轨道重新组合生成与原轨道数目相等、 能量相同的一组新轨道的过程。 (2)杂化轨道。 杂化后形成的能量相同的一组新的原子轨道。
3.为什么CH4、NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，但键角却分 别为109°28′、107°、105°？
提示：因为CH4分子的中心原子碳原子上无孤电子对，4个σ键 伸向正四面体的4个顶点，键角为109°28′，NH3分子中氮原 子上有一对孤电子对，孤电子对对另外三个σ键产生排斥作用， 使三个σ键的键角变小，同理，H2O分子的氧原子上有2对孤电 子对，对σ键排斥力更大，故键角更小。
一、杂化轨道理论 1.已知“杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的 原子数”，据此探究CO2、CH2O、CH4、SO2、NH3、H2O的杂化轨 道类型。
0+2=2
sp
0+3=3
sp2
0+4=4
sp3
1+2=3
sp2
1+3=4
sp3
2+2=4
sp3
2.讨论BeCl2、BF3等分子的形成过程以及它们的中心原子采取 的是哪种杂化类型？它们分别具有什么样的分子构型？ 提示：气态BeCl2分子的结构：铍原子的电子层结构是1s22s2， 在激发态下，铍的一个2s电子可以进入2p轨道，经过杂化形 成2个sp杂化轨道，与2个氯原子中的3p轨道重叠形成2个spp σ键。由于杂化轨道间的夹角为180°，所以形成的BeCl2分 子的空间构型是直线形的。 如图所示：
“出现沉淀→沉淀消失”的常见反应
(1)CO2持续不断地通入澄清的石灰水中。 (2)Fe(OH)3胶体中不断地滴加稀硫酸。 (3)AlC13溶液中不断地滴加NaOH溶液。 (4)NaAlO2溶液中不断地滴加稀硫酸。 (5)CuSO4溶液中逐滴加入氨水。 (6)AgNO3溶液中逐滴加入氨水。
2.实验室配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成 白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，为什么？
提示：因为氨水呈弱碱性，滴入AgNO3溶液中，会形成 AgOH白色沉淀，当氨水过量时，NH3分子与Ag+形成 ［Ag(NH3)2］+配离子，配离子很稳定，会使AgOH逐渐溶解， 反应过程如下 Ag++NH3·H2O====AgOH↓+NH4+ AgOH+2NH3====［Ag(NH3)2结构为1s22s22px1,当硼与氟 反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使 硼原子的电子层结构变为1s22s12px12py1。硼原子的2s轨道和 两个2p轨道杂化，组合成三个sp2杂化轨道，硼原子的三个 sp2杂化轨道分别与三个氟原子的各一个2p轨道重叠形成三个 sp2-p σ键，由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为 120°,所以BF3分子具有平面三角形结构。如图所示：