分子的空間構型與分子性質

關于分子的空間構型與分子性質第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月小結：若能求出中心原子的雜化軌道數(shù)，便可知中心原子所發(fā)生的雜化類型——中心原子的雜化類型雜化軌道數(shù)雜化軌道空間構型sp3雜化sp2雜化sp雜化432正四面體平面三角形直線形原子軌道的雜化，只有在形成分子的過程中才會發(fā)生，孤立的原子是不可能發(fā)生雜化。第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月求算中心原子雜化軌道數(shù)目的經(jīng)驗公式適合：ABm型分子(或離子)A：中心原子B：配位原子A的雜化軌道數(shù)A的價電子數(shù)+B提供的價電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=1.A的價電子數(shù)=A的最外層電子數(shù)2.B中，X、H各提供1個價電子，O、S按不提供價電子計算3.陽離子應減去電荷數(shù)，陰離子應加上電荷數(shù)。第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月A的價電子數(shù)+B提供的價電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=若n=4sp3雜化sp2雜化若n=3sp雜化若n=2試計算：下列分子或離子的中心原子可能采用的雜化軌道類型CCl4、SiCl4、PCl3、NF3、NH4+、H2S、H3O+、SO42-、SO32-、Cl2On=4sp3雜化BF3、AlCl3、SO2、SO3、O3、NO3-、NO2-、CO32-、NO2n=3sp2雜化BeCl2、CO2、CS2、NO2+sp雜化n=2第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月A的雜化軌道數(shù)A的價電子數(shù)+B提供的價電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=分子中A的價電子對數(shù)A的價層電子對的空間構型確定分子或離子的空間構型推斷價電子對互斥理論第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月價電子對互斥理論分子中的中心原子的價電子對（包括成鍵電子對bp和孤電子對lp）由于相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間構型。分子中A的價電子對數(shù)A的價電子數(shù)+B提供的價電子數(shù)×m2±離子所帶電荷數(shù)n=第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月價層電子對數(shù)與價層電子構型的關系價層電子對數(shù)目n23456價層電子對構型直線形三角形四面體三角雙錐八面體因為價電子對包括成鍵電子對和孤電子對，所以價電子構型與分子或離子構型不完全等同。第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月確定中心原子的孤對電子對數(shù)，推斷分子的空間構型。①孤電子對=0:n=(2+2)=2直線形n=(3+3)=3平面三角形n=(4+4)=4四面體例如：分子的空間構型=電子對的空間構型第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月②孤對電子≠0：34112SnCl2平面三角形V形NH3四面體三角錐H2O四面體V形n孤電子對電子對的空間構型分子的空間構型例分子的空間構型不同于電子對的空間構型第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月判斷共價分子結構的實例

利用價層電子對互斥理論判斷下列分子和離子的幾何構型。要求寫出價層電子總數(shù)、對數(shù)、電子對構型和分子構型。

AlCl3H2SSO32-NH4

+NO2

解：總數(shù)對數(shù)電子對構型

6888534443三角形正四面體正四面體正四面體三角形分子構型

三角形V字構型三角錐正四面體V字形PCl5？第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月等電子原理經(jīng)驗規(guī)律化學通式相同且價電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的空間構型和化學鍵類型等結構特征等電子體的許多物理和化學性質是相近的常見的等電子體：N2與CO、CO2

與N2ONO2-

與SO2（或O3）第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月了解——（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，價電子總數(shù)16，具有相同的結構—直線型分子，中心原子上沒有孤對電子而取sp雜化軌道，形成直線形s-骨架，鍵角為180。第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月了解——（2）CO32–、NO3–、SO3等離子或分子具有相同的通式—AX3,總價電子數(shù)24，有相同的結構—平面三角形分子,中心原子上沒有孤對電子而取sp2雜化軌道形成分子的s-骨架。

（3）SO2、O3、NO2–等離子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2雜化形式，VSEPR理想模型為平面三角形，中心原子上有1對孤對電子(處于分子平面上)，分子立體結構為V型(或角型、折線型)。第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月了解——（4）SO42–、PO43–等離子具有AX4的通式,總價電子數(shù)32，中心原子有4個s-鍵，故取sp3雜化形式，呈正四面體立體結構；（5）PO33–、SO32–、ClO3–等離子具有AX3的通式，總價電子數(shù)26，中心原子有4個s-軌道(3個s-鍵和1對占據(jù)s-軌道的孤對電子)，VSEPR理想模型為四面體，(不計孤對電子的)分子立體結構為三角錐體，中心原子取sp3雜化形式，沒有p-pp鍵或p-p大鍵，它們的路易斯結構式里的重鍵是d-p大鍵。第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月分子的空間構型與分子性質研究表明，許多分子具有對稱性第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月依據(jù)對稱軸的旋轉或借助對稱面的反映能夠復原的分子稱為對稱分子，分子所具有的這種性質稱為對稱性。分子對稱性與分子的許多性質如極性、旋光性及化學性質都有關第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月CHBrClF分子第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月CHBrClF分子左手和右手不能重疊左右手互為鏡像手性分子手性碳原子第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月手性異構體和手性分子如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對分子互稱為手性異構體。有手性異構體的分子稱為手性分子。條件：

當四個不同的原子或基團連接在碳原子上時，形成的化合物存在手性異構體。其中，連接四個不同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例如:乳酸分子CH3CHOHCOOH有以下兩種異構體：

圖片

第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月A.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3

HClOHBrOHClHBrBrCH3CH3下列化合物中含有2個“手性”碳原子的是()B課堂練習第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)電荷分布是否均勻，共價鍵有極性、非極性之分以共價鍵結合的分子也有極性、非極性之分分子的極性是根據(jù)什么來判定呢？第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月極性分子與非極性分子分子呈電中性，可以設想：它的全部正電荷集中于一點，叫正電荷重心它的全部負電荷集中于一點，叫負電荷重心若，正電荷重心與負電荷重心重合的分子——非極性分子不相重合的分子——極性分子第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月ClCl共用電子對2個Cl原子吸引電子的能力相同，共用電子對不偏向任何一個原子，整個分子的電荷分布均勻，∴為非極性分子只含有非極性鍵的雙原子分子因為共用電子對無偏向，∴分子是非極性分子例：第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月HCl共用電子對HCl分子中，共用電子對偏向Cl原子，∴Cl原子一端相對地顯負電性，H原子一端相對地顯正電性，整個分子的電荷分布不均勻，∴為極性分子HClδ+δ-∴以極性鍵結合的雙原子分子為極性分子第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月分子極性的判斷方法1.雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性2.多原子分子(ABm型)取決于分子的空間構型第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月ABm分子極性的判斷方法1.化合價法請判斷PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的極性。①若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子；②若中心原子有孤對電子(未參與成鍵的電子對)則為極性分子，若無孤對電子則為非極性分子。第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月ABm分子極性的判斷方法1.化合價法

將分子中的共價鍵看作作用力，不同的共價鍵看作不相等的作用力，運用物理上力的合成與分解，看中心原子受力是否平衡，如平衡則為非極性分子；否則為極性分子。2.物理模型法第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月C=O鍵是極性鍵，但從分子總體而言CO2是直線型分子，兩個C=O鍵是對稱排列的，兩鍵的極性互相抵消（F合=0），∴整個分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子。180oF1F2F合=0OOC第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月HOH104o30＇F1F2F合≠0O-H鍵是極性鍵，共用電子對偏O原子，由于分子是V形構型，兩個O-H鍵的極性不能抵消（F合≠0），∴整個分子電荷分布不均勻，是極性分子第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月HHHNBF3：NH3：120o107o18'

三角錐型,不對稱，鍵的極性不能抵消，