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分子立体结构

孤电子对数为0 , σ键电子对数4 价层电子对数为4
2)VSEPR 模型
3)实际的 立体构型
代表物
电子式
中心原子 σ键电 价层电 孤对电子 子对数 子对数
对数
: : : : :O: :
CO2 VSEP:OR ::模C::型O::直线形0 分子立体2 构型:直2 线形
H2O VSEHPR:O模:H型:四面体2 分子立2体构型:4V形
分析下表中分子或离子的孤电子对数
分子或离子 中心 a
原子
SO2 NH4+
S6
N
4
CO32CO2 SO42-
C6
C4
S
8
x
b
中心原子 上的孤电
子对数
2
2
1
4
1
0
3
2
0
2
2
0
4
2
0
价电子对的空间构型即VSEPR模型
:2 价层电子对数目
VSEPR模型:直线
3
平面三角形
4
正四面体
价层电子对数 n与VSEPR模型的立体结构的关系
分析思考:
1、写出C原子电子排布的轨道表示式,并由此 推测:CH4分子的C原子有没有可能形成四个 共价键?怎样才能形成四个共价键?
2、如果C原子就以1个2S轨道和3个2P 轨道上的单电子,分别与四个H原子的1S轨 道上的单电子重叠成键,所形成的四个共价键 能否完全相同?这与CH4分子的实际情况是 否吻合?
对ABn型的分子或离子、中心原子A的价层电子对 (包括 σ键电子对 和 中心原子上的孤电子对 ) 由 于相互排斥作 用 , 而 趋 向 尽 可 能 彼 此 远 离 以 减 小 斥力 ,分子尽可能采取 对称 的空间构型。电子 对之间的夹角越大,排斥力 越小 。
1)分子的立体结构是“价层电子对”相互排斥的。结
CH2O VSEHPR::C模:H型平:面三角0形分子立体3 构平型面:三角3形
:: ::
CH4
VSEPR
H
:
模H 型: C :H正四面体
0
H
NH3
VSEPR 模型: H:N :H四 面

1
H
分子立4体构正型四:面4体
分子立体构型:
3 三 角 4锥
利用价层电子对互斥理论时,首 先要根据原子的最外层电子数,判 断中心原子上有没有孤对电子,然 后再根据中心原子结合的原子的数 目,就可以判断分子的空间构型
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?
为了探究其原因,发展了许多结构理论。有一 种十分简单的理论叫做价层电子对互斥理论,这 种简单的理论可以用来预测分子的立体结构。
• 1.价层电子对互斥理论(VSEPR)
一、形形色色的分子
1、双原子分子(直线型)
O2
HCl
2、三原子分子立体结构(有直线形和V形)
H2O
CO2
3、四原子分子立体结构(直线形、平面三 角形、三角锥形、正四面体)
(平面三角形,三角锥形)
C2H2
CH2O
NH3
P4
4、五原子分子立体结构 最常见的是正四面体
CH4
5、其它分子立体结构
CH3CH2OH
二、杂化轨道理论
—解释分子的立体构型
1、杂化轨道的概念 在形成多原子分子的过程中,中
心原子的若干能量相近的原子轨道间通 过相互的混杂后,形成相同数量的几个 能量与形状都相同的新轨道。
※杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 剩余的p轨道可以形成π键
2、杂化轨道的类型
杂化 类型
参与杂化的 原子轨道
杂化 轨道数
杂化轨道 间夹角
空间 构型
sp
1s + 1p 2个sp
杂化轨道 180ْ
直线
sp2
sp3
1s + 2p
3个sp2 杂化轨道
120ْ
1s + 3p
4个sp3 杂化轨道
109ْ 28’
正三角形 正四面体

例 BeCl2 , C2H2 BF3 , C2H4 CH4 , CCl4
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
直线型 平面三角形 四面体 三角双锥体 八面体
略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对,便得到了实际的立体结构
分子的 VSEPR 模型 分子立体构型
例1 :SO2
孤电子对数为1 , σ键电子对数2 价层电子对数为3
2)VSEPR 模型
3)实际的 立体构型
例2: CH4

2)价层电子对指分子中的中心原子上的电子对, 包括σ键电子对和中心原子上的孤电子。对
价层电子对数 =δ键个数+中心原子上的孤对电子对个数
• δ键个数 = 与中心原子结合的原子数
中心原子上的孤电子对个数 =½ (a-xb)
a: 中中心原子的 最外层电子数减 去离子的电荷数;对于阴离子: a为中心原子 的最外层电子数加上离子的电荷数) x 为与中心原子结合的原子数 b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (H为1,其他原子为“8-该原子的最外层电子数)
C6H6
CH3COOH
资料卡片: 形形色色的分子 C60
C20
C40
C70
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的?
(指导阅读P37)
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。
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