化學(xué)選修三第二章第二節(jié)雜化

1、選修三第二章第2節(jié) 分子的立體構(gòu)型三、雜化軌道理論1.雜化軌道理論認(rèn)為：在形成分子時(shí)，通常存在激發(fā)、雜化、軌道重疊等過(guò)程。但應(yīng)注意，原子軌道的雜化，只有在形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。同時(shí)只有能量相近的原子軌道(如2s,2p等)才能發(fā)生雜化，而1s軌道與2p軌道由于能量相差較大，它是不能發(fā)生雜化的。雜化：成鍵過(guò)程是由若干個(gè)能量相近的軌道經(jīng)疊加、混合、重新調(diào)整電子云空間伸展方向，分配能量形成新的雜化軌道過(guò)程。2、理論要點(diǎn)：成鍵原子中幾個(gè)能量相近的軌道雜化成新的雜化軌道；參加雜化的原子軌道數(shù) = 雜化后的雜化軌道數(shù)。總能量不變；雜化時(shí)軌道上的成對(duì)電子被激發(fā)到空軌道上成為

2、單電子，需要的能量可以由成鍵時(shí)釋放的能量補(bǔ)償。3、雜化軌道的種類(lèi)（1）按參加雜化的軌道分類(lèi)sp 型：sp 雜化、sp雜化和sp雜化spd型：spd雜化、 spd雜化（2）按雜化軌道能量是否一致分類(lèi)等性雜化， 如C 的sp雜化：4 個(gè)sp雜化軌道能量一致。 形成3個(gè)能量相等的sp雜化軌道，屬于等性雜化。判斷是否是等性雜化，要看各條雜化軌道的能量是否相等，不看未參加雜化的軌道的能量。 4、各種雜化軌道在空間的幾何分布 雜化類(lèi)型 sp3 sp2 sp sp3d或dsp3 sp3d2或d2sp3 立體構(gòu)型 正四面體 正三角形 直線形 三角雙錐體 正八面體雜化軌道成鍵時(shí)，要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理，鍵與

3、鍵間排斥力大小決定于鍵的方向，即決定于雜化軌道間的夾角。由于鍵角越大化學(xué)鍵之間的排斥力越小，對(duì)sp雜化來(lái)說(shuō)，當(dāng)鍵角為180°時(shí)，其排斥力最小，所以sp雜化軌道成鍵時(shí)分子呈直線形；對(duì)sp2雜化來(lái)說(shuō)，當(dāng)鍵角為120°時(shí)，其排斥力最小，所以sp2雜化軌道成鍵時(shí)，分子呈平面三角形。由于雜化軌道類(lèi)型不同，雜化軌道夾角也不相同，其成鍵時(shí)鍵角也就不相同，故雜化軌道的類(lèi)型與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。5、用雜化軌道理論解釋構(gòu)型（1）sp 雜化BeCl2分子，直線形，用雜化軌道理論分析其成鍵情況，說(shuō)明直線形的原因。 Be：1s22s22p0 sp 雜化:2 條sp雜化軌道是直線形分布，分別與 2 個(gè)

4、 Cl 的3p軌道成鍵，故分子為直線形。sp雜化，sp-1s，sp-sp均為鍵。C中未雜化的p與另一C中未雜化的p沿紙面方向形成鍵；而p 與p沿與紙面垂直的方向形成鍵。二氧化碳，直線形，C發(fā)生sp雜化，C 與 O 之間 sp-2px 兩個(gè)鍵，所以，OCO 成直線形。 C中未雜化的py與兩側(cè) O 的兩個(gè)py沿紙面方向成大鍵，C 中未雜化的pz與兩側(cè) O 的pz沿垂直于紙面的方向成鍵，故 CO2 中，C、O之間有離域鍵（兩個(gè)大鍵）。 （2）sp2雜化BCl3 平面三角形構(gòu)型，B的 3個(gè)sp2雜化軌道呈三角形分布，分別與 3個(gè)Cl 的 3p成鍵，分子構(gòu)型為三角形。屬于sp2雜化。乙烯 C發(fā)生sp2雜

5、化，sp2雜化軌道與sp2雜化軌道形成1個(gè)CC 鍵，sp2雜化軌道與H的1s軌道形成4個(gè)CH 鍵；未雜化的p軌道之間形成鍵，故分子中有碳碳雙鍵存在。 （3）sp3雜化 甲烷 C發(fā)生sp3雜化，4個(gè)軌道呈正四面體分布，4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)H的1s軌道形成鍵，因沒(méi)有未雜化的電子（軌道），故CH4分子中無(wú)雙鍵。（4） s-p-d 雜化PCl5 三角雙錐，P：1s22s22p63s23p33d 0 5個(gè)sp3d 雜化軌道呈三角雙錐形分布，分別與 5 個(gè)Cl 的3p成鍵?？臻g圖形為：（5）不等性雜化H2O O發(fā)生sp3不等性雜化：兩個(gè)含單電子的sp3雜化軌道與2個(gè)H的1s軌道形成鍵，含孤電子對(duì)的

6、兩個(gè)sp3雜化軌道不成鍵，故水呈V形結(jié)構(gòu)。水分子中的OH鍵的夾角本應(yīng)為109°28，但由于孤電子對(duì)的斥力，鍵角變小，為104°45。NH3 N發(fā)生sp3不等性雜化：?jiǎn)坞娮诱紦?jù)的sp3雜化軌道分別與 H 的1s成鍵，孤對(duì)電子占據(jù)的sp3單獨(dú)占據(jù)四面體的一個(gè)頂角。由于孤對(duì)電子的影響，HNH鍵的鍵角小于109°28，為107°18。在等性雜化中由分子構(gòu)型（與電子對(duì)構(gòu)型一致）可以直接看出雜化方式。但在不等性雜化中，分子結(jié)構(gòu)當(dāng)然與雜化方式有關(guān)，但要知道孤電子對(duì)數(shù)，方可確定分子構(gòu)型。關(guān)鍵是電子對(duì)構(gòu)型可以直接標(biāo)志雜化方式，故電子對(duì)構(gòu)型非常重要。不等性雜化與配體數(shù)小于對(duì)

7、數(shù)是對(duì)應(yīng)的。有未參加雜化的電子，一般形成鍵或大鍵。四、等電子原理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)早在1919年，人們?cè)谘芯恳恍╇p原子分子時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)相同的分子具有許多相似的物理性質(zhì)，如CO和N2分子具有14個(gè)電子（10個(gè)價(jià)電子），它們的物理性質(zhì)比較見(jiàn)下表：CO和N2的物理性質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/T/ P/1.01×10PaV/mL·mol1/g·L1CO28199191.514034.5931.250N228209.0195.846.833.5901.251根據(jù)等電子原理，我們可以根據(jù)已知一些分子結(jié)構(gòu)推測(cè)出另一些與它等電子的分子空間構(gòu)型，如已知O3（18電子）為角形結(jié)構(gòu)，分子中含有一

8、個(gè)，中間的O與相鄰兩個(gè)O以鍵連結(jié)，可以推知與它互為等電子體的SO2、NO也應(yīng)是角形，分子中存在的大鍵；如前所知CO（24電子）為平面三角形結(jié)構(gòu)，有一個(gè)，可以推知等電子體的NO、BO、BF3，SO3也應(yīng)是平面三角形結(jié)構(gòu)，且都存在一個(gè)的大鍵。類(lèi)型 實(shí)例二原子10電子 N2 CO NO+ C22 CN二原子11電子 NO O2+三原子16電子 CO2 CS2 N2O NCO NO2+ N3 CN22 SCN-三原子18電子 O3 SO2 NOCl四原子24電子 NO3 CO32 SO3五原子32電子 CCl4 SiF4 SO42 PO43七原子48電子 SF6 PF6 SiF62【練習(xí)】1用價(jià)層電子

9、對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)H2S和BF3的立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是()A直線形；三角錐形 BV形；三角錐形C直線形；平面三角形 DV形；平面三角形2下列分子中的中心原子雜化軌道的類(lèi)型相同的是()ACO2與SO2 BCH4與NH3 CBeCl2與BF3 DC2H4與C2H23(1)某?；瘜W(xué)課外活動(dòng)小組的同學(xué)對(duì)AB3型分子或離子的空間構(gòu)型提出了兩種看法，你認(rèn)為是哪兩種？若兩個(gè)AB鍵均是極性鍵且極性相同，它們分子的極性是怎樣的？舉例說(shuō)明。(2)參照上題，你認(rèn)為AB4型分子或離子的空間構(gòu)型有幾種？若每個(gè)AB鍵都是極性鍵且極性相同。它們分子的極性是怎樣的？舉例說(shuō)明?！咀詼y(cè)】1.在下列分子中，電子總數(shù)最少的是()

10、A.H2S BO2 CCO DNO2.在以下的分子或離子中，空間結(jié)構(gòu)的幾何形狀不是三角錐形的是()A.NF3 BCH CCO2 DH3O3.有關(guān)甲醛分子的說(shuō)法正確的是()A.C原子采用sp雜化 B.甲醛分子為三角錐形結(jié)構(gòu)C.甲醛分子為平面三角形結(jié)構(gòu) D.在甲醛分子中沒(méi)有鍵4.用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許多分子或離子的空間構(gòu)型，有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角大小，下列判斷正確的是( )A.SO2、CS2、HI都是直線形的分子 B.BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C.COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形

11、的分子5.苯分子(C6H6)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，下列有關(guān)苯分子的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.苯分子中的中心原子C的雜化方法為sp2 B.苯分子內(nèi)的共價(jià)鍵鍵角為120°C.苯分子中的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)均相等 D.苯分子的化學(xué)鍵是單、雙鍵相交替的結(jié)構(gòu)6.下列分子的中鍵角最大的是()A.CO2 BNH3 C.H2O DCH2CH27.對(duì)SO3的說(shuō)法正確的是()A.結(jié)構(gòu)與NH3相似 B結(jié)構(gòu)與SO2相似 C.結(jié)構(gòu)與BF3相似 D結(jié)構(gòu)與P4相似8.在SO2分子中，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，S原子采用sp2雜化，那么SO2的鍵角()A.等于120° B大于120° C.小于120° D

12、等于180°9.三氯化氮(NCl3)是一種淡黃色的油狀液體，測(cè)得其分子具有三角錐形結(jié)構(gòu)。則下面對(duì)于NCl3的描述不正確的是()A.它是一種極性分子 B.它的揮發(fā)性比PBr3要大C.它還可以再以配位鍵與Cl結(jié)合 D.已知NBr3對(duì)光敏感，所以NCl3對(duì)光也敏感10.試用雜化軌道理論說(shuō)明下列分子或離子的立體構(gòu)型。(1)SiF4(正四面體形)(2)BCl3(平面三角形)(3)NF3(三角錐形，鍵角為102°)【課后作業(yè)】1下列分子中，中心原子采用sp2雜化的是()ASO2 BH2O CNH3 DCHBrClF2下列推斷正確的是()ABF3是三角錐形分子 BNH的電子式：，離子呈平

13、面形結(jié)構(gòu)CCH4分子中的4個(gè)CH鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子的p軌道形成的sp 鍵DCH4分子中的碳原子以4個(gè)四面體形軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)CH 鍵3下列分子中，鍵角最大的是()AH2S BH2O CCCl4 DNH34中心原子采取平面三角形的是()ANH3 BBCl3 CPCl3 DH2O5下列各組離子中因有配合離子生成而不能大量共存的是()AK、Na、Cl、NO BMg2、Ca2、SO、OHCFe2、Fe3、H、NO DBa2、Fe3、Cl、SCN6下列離子中的中心原子采取不等性雜化的是()AH3O BNH CPCl DBI7下列各種說(shuō)法中正確的是()A極性鍵只能形

14、成極性分子 BCO2中碳原子是sp2雜化C形成配位鍵的條件是一方有空軌道，另一方有孤對(duì)電子D共價(jià)鍵形成的條件是成鍵原子必須有未成對(duì)電子8下列關(guān)于原子軌道的說(shuō)法正確的是()A凡中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體BCH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來(lái)而形成的Csp3雜化軌道是由同一原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來(lái)形成的一組能量相等的新軌道D凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采取sp3雜化軌道成鍵9乙炔分子中的碳原子采取的雜化軌道是()Asp雜化 Bsp2雜化 C.sp3雜化 D無(wú)法確定10H2S分子中共價(jià)鍵鍵角接近90&#

15、176;，說(shuō)明分子的空間立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)；CO2分子中的共價(jià)鍵鍵角為180°，說(shuō)明分子的空間立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)；NH3分子中共價(jià)鍵鍵角為107°，說(shuō)明分子的空間立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)。11在形成氨氣分子時(shí)，氮原子中的原子軌道發(fā)生sp3雜化生成4個(gè)_，生成的4個(gè)雜化軌道中，只有_個(gè)含有未成對(duì)電子，所以只能與_個(gè)氫原子形成共價(jià)鍵，又因?yàn)?個(gè)sp3雜化軌道有一個(gè)有_，所以氨氣分子中的鍵角與甲烷不同。選修三第二章第二節(jié)分子的立體構(gòu)型【練習(xí)】1 D 2 B 3 (1)平面正三角形，如BF3、SO3、NO、CO等，這類(lèi)分子或離子是非極性的。三角錐形，如NH3、NCl3、PCl3、PH3、SO、ClO等，這

16、類(lèi)分子或離子是極性的。(2)正四面體構(gòu)型，如CCl4、CH4、SiH4、SiF4、SiCl4、NH、SO、ClO等，這類(lèi)分子或離子是非極性的。平面四邊形構(gòu)型，如PtCl4，也是非極性的?！咀詼y(cè)】1.C 2. C 3. C 4.C 5. D 6. A 7. C 8. C 9. C【課后作業(yè)】1D 2D 3C 4B 5D 6A 7C8C 9A 10V形直線形三角錐形 11sp3雜化軌道33孤對(duì)電子下表是通過(guò)雜化理論和價(jià)層電子互斥理論確定的常見(jiàn)分子的空間構(gòu)型，供大家參考。電子對(duì)數(shù) 目中心原子雜化類(lèi)型電子對(duì)的空間構(gòu)型成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì) 數(shù)電子對(duì)的排列方式分子的空間構(gòu)型實(shí) 例2sp直 線20直 線Be

17、Cl2CO23sp2三角形30三角形BF3SO321V形SnBr2PbCl24sp3四面體40四面體CH4CCl431三角錐NH3PCl322V形H2O5sp3d三角雙錐50三角雙錐PCl541變形四面體SF432T形BrF323直線形XeF26sp3d2八面體60八面體SF651四角錐IF542正方形XeF4【討論】給出一個(gè)分子或離子，我們一般先找出中心原子，確定它的成鍵電子對(duì)數(shù)和孤電子對(duì)數(shù)，判斷雜化類(lèi)型和電子對(duì)構(gòu)型，再判斷分子或離子的構(gòu)型。由于等電子體具有類(lèi)似的空間結(jié)構(gòu)，我們也可以據(jù)此判斷復(fù)雜的分子或離子的空間構(gòu)型。我們結(jié)合以下例題具體討論?！纠}1】磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯

18、化物只有NCl3，為什么沒(méi)有NCl5？白磷在過(guò)量氯氣（其分子有三種不同的相對(duì)分子質(zhì)量）中燃燒時(shí)，其產(chǎn)物共有幾種不同分子?！痉治觥縋Cl5中心原子P有3d軌道，能與3s、3p軌道一起參與雜化，雜化類(lèi)型為sp3d，構(gòu)型為三角雙錐。第二問(wèn)是通過(guò)同位素來(lái)考察三角雙錐的空間構(gòu)型：“三角”是一個(gè)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，等價(jià)的三個(gè)點(diǎn)；“雙錐”是對(duì)稱的兩個(gè)錐頂。P35Cl5的37Cl的一取代物可在角上和錐頂上2種情況；37Cl的二取代物可在兩個(gè)角上、兩個(gè)錐頂上和一個(gè)角一個(gè)錐頂上3種情況；利用對(duì)稱性，三取代物、四取代物與二取代物、一取代物是相同的。共計(jì)有(123)×212種?！窘獯稹縉原子最外層無(wú)d軌道，

19、不能發(fā)生sp3d雜化，故無(wú)NCl5。12種?！揪毩?xí)1】PCl5是一種白色固體，加熱到160不經(jīng)過(guò)液態(tài)階段就變成蒸氣，測(cè)得180下的蒸氣密度（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）為9.3g/L，極性為零，PCl鍵長(zhǎng)為204pm和211pm兩種。繼續(xù)加熱到250時(shí)測(cè)得壓力為計(jì)算值的兩倍。PCl5在加壓下于148液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測(cè)得PCl的鍵長(zhǎng)為198pm和206pm兩種。（P、Cl相對(duì)原子質(zhì)量為31.0、35.5）回答如下問(wèn)題：180下，PCl5蒸氣中存在什么分子？為什么？寫(xiě)出分子式，畫(huà)出立體結(jié)構(gòu)。在250下PCl5蒸氣中存在什么分子？為什么？寫(xiě)出分子式，畫(huà)出立體結(jié)構(gòu)。PCl5熔體為什么能導(dǎo)電？用最簡(jiǎn)潔的

20、方式作出解釋。PBr5氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)與PCl5相似，它的熔體也能導(dǎo)電，但經(jīng)測(cè)定其中只存在一種PBr鍵長(zhǎng)。PBr5熔體為什么導(dǎo)電？用最簡(jiǎn)潔的形式作出解釋?！居懻摗吭赑Cl5分子中有兩種氯原子，即有兩種PCl鍵長(zhǎng)。PCl5的電離可與H2O的電離進(jìn)行類(lèi)比，H2O電離產(chǎn)物陰離子為OH，陽(yáng)離子H+，也可表示為H3O+；PCl5電離產(chǎn)物陽(yáng)離子為PCl4+，陰離子Cl或PCl6。由于PCl4+是正四面體構(gòu)型（P無(wú)孤電子對(duì)），只有一種PCl鍵長(zhǎng)；由于只有一種PCl鍵長(zhǎng)，則陰離子只可以是PCl6，它是正八面體構(gòu)型（P也無(wú)孤電子對(duì)），也只有一種PCl鍵長(zhǎng)。請(qǐng)思考，PCl4、PCl6的PCl鍵長(zhǎng)分別是所測(cè)的哪個(gè)鍵長(zhǎng)值

21、?！纠}2】利用等電子體原理，判斷N3、BF3的空間構(gòu)型、中心原子雜化類(lèi)型和成鍵情況?！痉治觥烤哂邢嗤ㄊ紸XmEn（A表示中心原子，X表示配位原子，下標(biāo)m表示配位原子的個(gè)數(shù)，E表示中心原子的孤對(duì)電子對(duì)，下標(biāo)n表示孤電子對(duì)數(shù)），又具有相同的價(jià)電子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)，這個(gè)原理稱為“等電子體原理”。N3與CO2互為等電子體，直線形，中心N原子sp雜化，除2個(gè)鍵外還有2個(gè)大鍵；BF3中心B原子不存在孤電子對(duì)，為sp2雜化的正三角形的構(gòu)型，BF3與CO32互為等電子體，除了3個(gè)鍵外，還有一個(gè)大鍵（3個(gè)F原子各提供2個(gè)電子）。【解答】參考分析【練習(xí)2】判斷下列分子或離子的空間構(gòu)型AlF63 X

22、eF6 N2O NO3 NO2 IO65 【討論】AlF63中Al原子、IO65中I原子均為sp3d2雜化；XeF6中Xe原子sp3d3雜化，電子對(duì)構(gòu)型為五角雙錐；N2O、NO2與CO2互為等電子體；NO3與CO32互為等電子體。【例題3】1盡管錫和碳一樣也能生成四氯化物SnCl4，然而錫又不同于碳，配位數(shù)可以超過(guò)4。畫(huà)出SnCl4兩種可能的立體結(jié)構(gòu)。2SnCl4作為路易斯酸可以跟像氯離子或氨基離子那樣的路易斯堿反應(yīng)。已經(jīng)知道它跟氯離于有如下兩個(gè)反應(yīng)：SnCl4ClSnCl5 ； SnCl5ClSnCl62畫(huà)出SnCl5的三種可能的立體結(jié)構(gòu)。3用價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR）預(yù)言SnCl5最

23、可能的是哪一種結(jié)構(gòu)。4畫(huà)出SnCl62的三種可能的立體結(jié)構(gòu)。5用價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR）預(yù)言SnCl62最可能的是哪一種結(jié)構(gòu)。圖6-1【分析】本題我們利用價(jià)層電子互斥理論判斷分子或離子空間構(gòu)型。一般分子或離子的存在具有一定對(duì)稱性，對(duì)稱程度高的一般穩(wěn)定性強(qiáng)?！窘獯稹?如右圖6-1所示，A為正四面體結(jié)構(gòu)，B為正方形結(jié)構(gòu)；2如下圖所示，C為四角錐，D為三角雙錐，E為為平面五邊形；3D最穩(wěn)定；4如下圖所示，F(xiàn)為正八面體，G為正三棱柱，H為平面正六邊形； 圖6-25F最穩(wěn)定?！揪毩?xí)3】在氣態(tài)二氯化鈹中有單體BeCl2和二聚體(BeCl2)2；在晶體中變形成多聚體(BeCl2)n。試畫(huà)出各種存在形

24、式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，并指出Be原子的雜化軌道類(lèi)型?！居懻摗吭跉鈶B(tài)二氯化鈹?shù)母鞣N存在形式中，中心Be原子分別與2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)Cl原子相連，因Be無(wú)孤電子對(duì)，則Be的雜化類(lèi)型分別為sp、sp2、sp3?！揪毩?xí)4】硫有許多同素異形體，在低溫下用濃鹽酸分解硫代硫酸鈉時(shí)，在甲苯中結(jié)晶，得環(huán)狀分子S6。S6分子中S原子的雜化類(lèi)型是什么？分子中是否存在鍵？S6是否有同分異構(gòu)體？畫(huà)出S6分子的結(jié)構(gòu)式?！居懻摗棵總€(gè)S原子與其它2個(gè)S原子以鍵成環(huán)，還有2個(gè)孤電子對(duì)，每個(gè)S原子sp3，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)與環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。圖6-3 圖6-4【練習(xí)參考答案】1 9.3×22.4208.3g/molPCl5相對(duì)分子質(zhì)量3

25、1.0+35.5×5=208.5蒸氣組成為PCl5呈三角雙錐體（如圖6-3所示）三角雙錐分子無(wú)極性，有兩種鍵長(zhǎng)。 PCl5 = PCl3 + Cl2 圖6-5氯分子ClCl；三氯化磷分子（如圖6-4所示）壓力為計(jì)算值的兩倍表明1mol PCl5完全分解成1mol PCl3和1mol Cl2, 共2mol。氣體由等摩爾PCl3和Cl2組成。 2PCl5=PCl4+ + PCl6含PCl4+和PCl6兩種離子，前者為四面體，后者為八面體（如圖6-5所示），因此前者只有一種鍵長(zhǎng)，后者也只有一種鍵長(zhǎng)，加起來(lái)有兩種鍵長(zhǎng)。 PBr5=PBr4+ + Br，PBr4+ 結(jié)構(gòu)同PCl4+2 AlF6

26、3正八面體XeF6五棱錐N2O直線形NO3正三角形NO2直線形IO65正八面體3ClBeCl sp雜化 sp2雜化 圖6-6 圖6-7 sp3雜化4S原子采取sp3雜化 不存在鍵有同分異構(gòu)體：船式（如圖6-6所示）；椅式（如圖6-7所示）（5分）用VSEPR模型和雜化軌道理論相關(guān)知識(shí)填表：分子或離子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱中心原子雜化軌道類(lèi)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱CH40正四面體形sp3正四面體形BeCl2    SO2    CH3+    SO42 &#

27、160;  NCl3    （5分）分子或離子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱中心原子雜化軌道類(lèi)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱CH40正四面體形sp3正四面體形BeCl20直線型sp直線型SO21平面三角形sp2V形CH3+0平面三角形sp2平面三角形SO420正四面體形sp3正四面體形NCl3可得以下AXnLm排布圖：AXnLm來(lái)表示所有只含一個(gè)中心原子的分子或離子的組成，式中A表示中心原子，X表示配位原子(也叫端基原子)，下標(biāo)n表示配位原子的個(gè)數(shù)，L表示中心原子上的孤電子對(duì)，下標(biāo)m是電子對(duì)數(shù)。中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)中心原子孤電子

28、對(duì)數(shù)微粒空間構(gòu)型實(shí)例220CO2,BeCl2,HgCl2330BF3,SO321SnCl2,SO2,O3440CH4,NH4+31NH3,PCl322H2O,OF2,ClO2550PCl541SF432BrF323XeF2,I3-660SF651IF5,XeOF442XeF47、價(jià)層電子對(duì)斥力作用對(duì)鍵角影響的定性解釋鍵角是描述分子幾何結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，鍵角大小是價(jià)層電子對(duì)斥力作用的綜合體現(xiàn)。由于鍵合電子對(duì)受到左右兩端帶正電原子核的吸引，而孤對(duì)電子對(duì)只受到一端原子核吸引，相比之下，孤對(duì)電子對(duì)較“胖”，占據(jù)較大的空間，而鍵合電子對(duì)較“瘦”，占據(jù)較小的空間。這樣就解釋了斥力大小的順序：孤電子對(duì)-孤電子

29、對(duì)>孤電子對(duì)-鍵電子對(duì)>鍵電子對(duì)-鍵電子對(duì)。如：CH4、NH3、H2O中的鍵角HAH分別為109.5°、107.3°、104.5°。類(lèi)似地，重鍵較單鍵占據(jù)較大的空間，故有斥力大小的順序：t-t>t-d>d-d>d-s>s-s(t-叁鍵，d-雙鍵，s-單鍵)又如，SO2Cl2分子屬AX4L0=AY4，因S=O鍵是雙鍵，S-Cl鍵是單鍵，據(jù)順序有：OSO>109°28''''ClSCl<OSCl<109°28''''。此外，鍵的極性

30、對(duì)鍵角也有影響。中心原子電負(fù)性較大，成鍵電子對(duì)將偏向中心原子，成鍵電子對(duì)之間斥力增大，鍵角增大，如：NH3、PH3、AsH54c分子中的鍵角(HAH)依次為107°、93.08°、91.8°配位原子電負(fù)性較大，成鍵電子對(duì)將偏離中心原子，成鍵電子對(duì)之間斥力減小，鍵角減小，如：H2O、OF2分子中的鍵角(AOA)依次為104.5°、102°。據(jù)此，可解釋下列鍵角變化：NO2+、NO2、NO2-鍵角(ONO)依次為180°、134.3°、115.4°。根據(jù)分子中成鍵電子對(duì)數(shù)和孤對(duì)電子數(shù)，可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子幾何構(gòu)型

31、。價(jià)層電子對(duì)數(shù)與分子空間構(gòu)型 雜化類(lèi)型鍵對(duì)電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類(lèi)型分子空間構(gòu)型實(shí)例2sp20AB2直線形BeCl2，CO2，HgCl23sp230AB3平面三角BF3，BCl3，SO3，CO32，NO321AB2V形SO2，SnCl2，NO24sp340AB4正四面體CH4,CHCl3,CCl4,NH4+,SO42,PO4331AB3三角錐NH3，NF3，SO3222AB2V形H2O，SCl2，ClO25sp3d50AB5雙三角錐PCl5，AsF541AB4變形四面體TeCl4，SF432AB3T形ClF323AB2直線形XeF2，I36sp3d260AB6正八面體SF6，SiF6251A

32、B5四方錐IF5，SbF5242AB4平面四方形XeF4價(jià)層電子對(duì)互斥理論局限性：對(duì)于復(fù)雜的多元化合物無(wú)法處理；無(wú)法說(shuō)明鍵的形成原理和鍵的相對(duì)穩(wěn)定性。三、雜化軌道理論AlCl3 分子中鍵角為 120°, NH4+離子中鍵角為109°28 , 在成鍵過(guò)程軌道之間的夾角怎樣形成的，如何解釋構(gòu)型的存在呢？CH4 為什么是正四面體結(jié)構(gòu)？這些問(wèn)題用一般價(jià)鍵理論難以解釋. Pauling 1913年發(fā)表 V.B. 法，提出雜化軌道理論，在解釋構(gòu)型方面非常成功.1. 理論要點(diǎn)1) 雜化概念在形成多原子分子的過(guò)程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的

33、軌道，這個(gè)過(guò)程叫做軌道的雜化，產(chǎn)生的新軌道叫做雜化軌道。形成CH4分子時(shí)，中心碳原子的 2s 和 2px, 2py, 2pz等四條原子軌道發(fā)生雜化，形成一組（四條）新的雜化軌道，即 4 條雜化軌道，這些雜化軌道不同于 s 軌道，也不同于 p 軌道，有自己的波函數(shù)、能量、形狀和空間取向。2) 雜化軌道的數(shù)目, 形狀, 成分和能量在雜化過(guò)程中形成的雜化軌道的數(shù)目等于參加雜化的軌道的數(shù)目. CH4 中參加雜化的有 2s, 2px, 2py, 2pz 4條原子軌道, 形成的雜化軌道也是 4 條: 4 條完全相同的  雜化軌道.雜化實(shí)質(zhì)是波函數(shù)線性組合, 得到新的

34、波函數(shù), 即雜化軌道的波函數(shù). 例如: s 和 px 雜化, 產(chǎn)生兩個(gè)雜化軌道, 分別用1和2表示雜化軌道中有波函數(shù)，當(dāng)然也有自身的軌道角度分布:在sp雜化軌道中， s 和 p 的成份各 1/2， 雜化中， s 占1/3，p占2/3。p 的成份大時(shí)，軌道分布向某方向集中，s 無(wú)方向性，故 比sp集中，在成鍵時(shí)重疊程度較大，鍵較強(qiáng)，體系能量低，這就是雜化過(guò)程的能量因素。s 和 p 之間形成的雜化軌道，其能量高于 s ，低于 p ，但p 的成份越多能量越高。3) 雜化軌道的種類(lèi)a) 按參加雜化的軌道分類(lèi)sp 型： sp 雜化、雜化和雜化spd型: d雜化、 d2雜化b) 按雜化軌道能量是否一致分類(lèi):等性雜化，