雜化軌道理論配合物理論

第2課時(shí)雜化軌道理論、配合物理論1.了解雜化軌道理論的基本內(nèi)容。2.能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡(jiǎn)單分子或離子的空間構(gòu)型。3.了解配位鍵的特點(diǎn)及配合物理論，能說(shuō)明簡(jiǎn)單配合物的成鍵情況。雜化軌道理論及其應(yīng)用。一、雜化軌道理論1.雜化與雜化軌道(1)軌道的雜化。原子內(nèi)部能量相近的原子軌道重新組合生成與原軌道數(shù)目相等、能量相同的一組新軌道的過(guò)程。(2)雜化軌道。雜化后形成的能量相同的一組新的原子軌道。2.雜化軌道的類型及空間構(gòu)型雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目雜化軌道的數(shù)目雜化軌道間的夾角雜化軌道的空間構(gòu)型實(shí)例1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道1個(gè)s軌道2個(gè)p軌道1個(gè)s軌道3個(gè)p軌道234180°120°109°28′直線形平面三角形正四面體形CO2、C2H2BF3、苯、乙烯CH4、CCl4二、配合物理論1.配位鍵共用電子對(duì)由成鍵原子_____提供而跟另一個(gè)原子形成的_______，即“電子對(duì)__________鍵”，是一類特殊的共價(jià)鍵。2.配位化合物金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以_______結(jié)合形成的化合物,簡(jiǎn)稱配合物。單方共價(jià)鍵給予-接受配位鍵3.配合物形成舉例實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)離子方程式Cu2++2NH3·H2O====Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3====［Cu(NH3)4］2++2OH-滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，氨水過(guò)量后沉淀逐漸溶解，滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體溶液顏色變紅Fe3++3SCN-====Fe(SCN)31.任意兩個(gè)原子軌道都能發(fā)生雜化嗎？提示：不是，只有能量相近的原子軌道才能雜化。2.雜化方式相同的分子，空間構(gòu)型一定相同嗎？提示：不一定。如CCl4和CH4是sp3雜化，空間構(gòu)型是正四面體形；NH3也是sp3雜化，其空間構(gòu)型是三角錐形。3.任何分子都能形成配位鍵嗎？提示：不是，形成配位鍵的兩方必須是一方有孤電子對(duì)，一方有能接受孤電子對(duì)的空軌道。一、雜化軌道理論1.已知“雜化軌道數(shù)＝中心原子孤電子對(duì)數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)”，據(jù)此探究CO2、CH2O、CH4、SO2、NH3、H2O的雜化軌道類型。0+2=20+3=3sp20+4=4sp31+2=3sp21+3=4sp32+2=4sp3sp2.討論BeCl2、BF3等分子的形成過(guò)程以及它們的中心原子采取的是哪種雜化類型？它們分別具有什么樣的分子構(gòu)型？提示：氣態(tài)BeCl2分子的結(jié)構(gòu)：鈹原子的電子層結(jié)構(gòu)是1s22s2，在激發(fā)態(tài)下，鈹?shù)囊粋€(gè)2s電子可以進(jìn)入2p軌道，經(jīng)過(guò)雜化形成2個(gè)sp雜化軌道，與2個(gè)氯原子中的3p軌道重疊形成2個(gè)sp-pσ鍵。由于雜化軌道間的夾角為180°，所以形成的BeCl2分子的空間構(gòu)型是直線形的。如圖所示：BF3分子的結(jié)構(gòu)，硼原子的電子層結(jié)構(gòu)為1s22s22px1,當(dāng)硼與氟反應(yīng)時(shí)，硼原子的一個(gè)2s電子激發(fā)到一個(gè)空的2p軌道中，使硼原子的電子層結(jié)構(gòu)變?yōu)?s22s12px12py1。硼原子的2s軌道和兩個(gè)2p軌道雜化，組合成三個(gè)sp2雜化軌道，硼原子的三個(gè)sp2雜化軌道分別與三個(gè)氟原子的各一個(gè)2p軌道重疊形成三個(gè)sp2-pσ鍵，由于三個(gè)sp2雜化軌道在同一平面上，而且?jiàn)A角為120°,所以BF3分子具有平面三角形結(jié)構(gòu)。如圖所示：3.為什么CH4、NH3、H2O的中心原子均為sp3雜化，但鍵角卻分別為109°28′、107°、105°？提示：因?yàn)镃H4分子的中心原子碳原子上無(wú)孤電子對(duì)，4個(gè)σ鍵伸向正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)，鍵角為109°28′，NH3分子中氮原子上有一對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)另外三個(gè)σ鍵產(chǎn)生排斥作用，使三個(gè)σ鍵的鍵角變小，同理，H2O分子的氧原子上有2對(duì)孤電子對(duì)，對(duì)σ鍵排斥力更大，故鍵角更小。中心原子雜化類型的確定方法(1)以價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷分子的VSEPR構(gòu)型;(2)記住VSEPR構(gòu)型與雜化方式的關(guān)系;直線sp1平面三角四面體sp3【典題訓(xùn)練】指出下列分子中，中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。【解題指南】解答本題要注意兩個(gè)方面：(1)雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)。(2)當(dāng)沒(méi)有孤電子對(duì)時(shí)，雜化軌道的空間構(gòu)型和分子的空間構(gòu)型相同?！窘馕觥?1)PCl3中磷原子為sp3雜化，與NH3、NCl3中的氮原子相似，分子構(gòu)型為三角錐形。(2)BCl3與BF3相似，硼原子為sp2雜化，分子構(gòu)型為平面三角形。(3)CS2和CO2相似，碳原子為sp雜化，分子構(gòu)型為直線形。(4)乙烯中的C采用sp2雜化，分子構(gòu)型是平面形。答案：【互動(dòng)探究】(1)乙烯分子中σ鍵成鍵軌道完全相同嗎?(2)前三種物質(zhì)的中心原子還能作為中心離子形成配合物嗎？提示：(1)不完全相同。乙烯中有兩類σ鍵，C、H之間的σ鍵是C的sp2雜化軌道和H的s軌道形成的，C、C之間的σ鍵是C的sp2雜化軌道與C的sp2雜化軌道形成的。(2)在這三種分子中，只有BCl3中的硼原子有空軌道，可以作為中心離子形成配合物。二、配合物理論1.把CuSO4、CuCl2·2H2O、CuBr2、NaCl、K2SO4、KBr溶于水后，觀察現(xiàn)象并思考：哪些現(xiàn)象能夠說(shuō)明溶液的顏色是水合銅離子的顏色？提示：前三種物質(zhì)的溶液呈天藍(lán)色，而后三種物質(zhì)的水溶液均為無(wú)色，這說(shuō)明溶液的藍(lán)色是銅鹽特有的，而硫酸銅呈白色，這說(shuō)明溶液的藍(lán)色不是由銅離子引起的，而是由銅離子和水生成的新物質(zhì)引起的。2.實(shí)驗(yàn)室配制銀氨溶液時(shí)，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，為什么？提示：因?yàn)榘彼嗜鯄A性，滴入AgNO3溶液中，會(huì)形成AgOH白色沉淀，當(dāng)氨水過(guò)量時(shí)，NH3分子與Ag+形成［Ag(NH3)2］+配離子，配離子很穩(wěn)定，會(huì)使AgOH逐漸溶解，反應(yīng)過(guò)程如下Ag++NH3·H2O====AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3====［Ag(NH3)2］++OH-“出現(xiàn)