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1、,价层电子对互斥理论 VSEPR -用以判断共价分子几何形状, 分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数 目有关,VP = BP + LP,价层 成键 孤对, 价层电子对尽可能远离, 以使斥力最小,斥力:LP-LP LP-BP BP-BP, 根据 VP 和 LP 的数目, 可以推测出分子的空间构型,1. 基本要点,.确定中心原子价层电子对数,例：XeF2 5 XeF4 6 XeOF4 6 XeO2F2 5,氧族元素的原子做中心时，价电子数为 6 。如 H2O 或 H2S 。 做配体时，提供电子数为 0 。如在 CO2 中。,确定价层电子对构型,注意：孤对电子的存在会改变键合电子对 的分布
2、方向，从而改变化合物的键角,.确定中心原子的孤对电子数,中心原子上的孤对电子数=1/2(a-xb),a为中心原子的价电子数，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，氢为1，其他原子等于8-该原子的价电子数。,电子对数和电子对空间构型的关系 电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。,2 对电子 直线形,只有一种角度，180。,3 对电子 正三角形,只有一种角度，120。,3、确定分子构型,在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对由真实原子形成的构型,只有一种角度，10928。,分子构型与电子对空间构型的关系 若配体的个数 n 和电子对数 m 相一致，则分子构型和电子对空
3、间构型一致 。这时，各电子对均为成键电子对 。,当配体数 n 小于电子对数 m 时，一部分电子对属于成键电对，其数目等于 n ，另一部分电子对成为孤电子对，其数目等于m n 。确定出孤对电子的位置，分子构型才能确定。,电子对数 配体数 孤电子对数 电子对构型 分子构型 ( m ) ( n ) ( m n ) 3 2 1 三角形 “ V ” 字形,确定BF3、NH4+和SO32-的VSEPR模型和它们的立体构型。,练习：,杂化轨道理论,1.回忆：CH4分子中C原子形成几个共价键？分子空间构型怎样？ 2.写出基态C原子价电子的电子排布图,并推测：CH4分子的C原子怎样才能形成四个共价键？ 3.如果
4、C原子就以个2s轨道和3个2p轨道上的单电子，分别与四个原子的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？,2s 2px 2py 2pz,键长、键能相同，键角相同为10928,杂化轨道理论简介,为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同的sp3杂化轨道，夹角109 28 ,正四面体形。,激发,杂化,C原子由1个2s轨道和3个2p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和3/
5、4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。,为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点。,四个H原子分别以1s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3键，形成一个正四面体构型的分子。,1.C原子为什么要进行“杂化”？ 2.什么是杂化？ C原子是如何进行“杂化”的？ 3.“杂化轨道”有哪些特点？,思考：,在形成分子时，由于原子的相互影响，同一原子中的若干不同类型、能量相近的原子轨道混合起来，重新分配能量和调整空间方向组成数目相同、能量相等的新的原子轨道 这种轨道重新
6、组合的过程称为原子轨道的“杂化”（混合平均化）,杂化轨道：,(1) 发生轨道杂化的原子一定是中心原子。(2) 参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或 相近能级组的轨道）。(3) 杂化轨道的能量、形状完全相同。(4) 杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目 等于形成的杂化轨道数目；杂化后原子轨道方向 改变，杂化轨道在成键时更有利于轨道间的重叠(5) 杂化轨道在空间构型上都具有一定的对称性（以 减小化学键之间的排斥力）。(6)分子的构型主要取决于原子轨道的杂化类型。(7)杂化轨道只能用于形成键，不能用于形成键。,实验测得: 两个共价键，直线形分子（键角180） ClBeCl,探究1：B
7、eCl2分子的形成,Be原子价电子排布式：2s2 没有未成对电子,Cl,Cl,Be,一个2s 和一个2 p 轨道杂化,形成sp杂化轨道,为使轨道间的排斥能最小，轨道间的夹角为180 。,sp杂化轨道的形成和空间取向示意图,每个sp杂化轨道的形状为 一头大，一头小；含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分；两个轨道间的夹角为180，呈直线型。,1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp 杂化轨道。,sp 杂化 BeCl2分子的形成,实验测得，三个共价键，平面三角形分子（键角120）。,B原子价电子排布式：2s22p1，有一个未成对电子,探究2：BF3 分子的形成,1个2s 轨道与2
8、个2p 轨道进行的杂化,形成3个sp2 杂化轨道。,sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图,sp2 杂化 BF3分子的形成,每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分,每两个轨道间的夹角为120，呈平面三角形,sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。,规律：第A族元素与第A族元素所形成的MX3型共价化合物，中心原子采取sp2杂化。如BBr3。,sp3杂化 CH4分子的形成,sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化, 形成4个sp3 杂化轨道。,每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4
9、 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为10928，正四面体形,规律：第A族元素与第A族、A族元素所形成的MX4型共价化合物，中心原子采取sp3杂化。如CCl4、SiF4、CHCl3。,3.三种sp杂化轨道类型的比较,1个s + 2个p,1个 s + 1个p,1个s + 3个p,2个sp杂化轨道,3个sp2杂化轨道,4个sp3杂化轨道,180,120,10928,直线形,平面三角形,正四面体形,BeCl2,BF3,CH4,用杂化轨道理论分析下列物质的杂化类型、成键情况和分子的空间构型。（1）CH2CH2 （2）CHCH,提醒：杂化轨道只能用于形成键或容纳孤对电子，剩余的未杂化
10、p轨道还可形成键。,应用反馈,C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。 每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键. 各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。,C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化。 两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成键。 各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个键， 两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成键。所以乙炔分子中
11、碳原子间以叁键相结合。,注意：杂化轨道一般形成键，没有杂化的p轨道形成键。,根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？,CC,sp3,sp2,sp,CC,CC,问题探究,注意：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子,杂化轨道数 = 中心原子价层电子对数,4.中心原子杂化类型判断的一般方法,知识小结,三、杂化轨道理论简介 1. 杂化轨道概念 2.杂化轨道理论的要点 3.三种sp杂化轨道类型的比较 sp杂化轨道直线形，夹角180 2个 sp2杂化轨道平面三角形，夹角1203个 sp3杂化轨道正四面体形，夹角109284个 4.中心原子杂化类型判断的一般方法 杂化轨道数 = 中心原
12、子价层电子对数= 中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,1.下列有关杂化轨道的说法不正确的是（）A.原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新轨道B.轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等C.杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原理D.杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道,2.已知ClO- 、ClO2-、ClO3-、ClO4-微粒中的氯都是以sp3杂化轨道方式成键，其中属于正四面体构型的是（ ）AClO- BClO2- CClO3- DClO4-,3.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是()A.PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形 B.BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形C.CS2中C原子sp杂化，为直线形D.H2S分子中，S为sp杂化，为直线形,
