专题2.2.2分子的立体构型（2）-同步巩固2017-2018学年高二化学人教版（选修3）

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的立体构型 第2课时 分子的立体构型（2） 一、杂化轨道理论简介 1．杂化轨道理论 杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的立体构型提出的。 （1）轨道的杂化 在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些 _____发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。 注意：双原子分子中不存在杂化过程。 （2）杂化轨道 杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 2．杂化轨道的类型 （1）sp3杂化 sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化而得。sp3杂化轨道间的夹角是_____，立体构型为正四面体形。如图1所示。 图1 CH4分子的形成过程：碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，这个过程称为激发，但此时各个轨道的能量并不完全相同。于是1个2s轨道和3个2p轨道混杂起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道(其中每个杂化轨道中s成分占1/4，p成分占3/4)，如图2所示。 图2 CH4分子中碳原子的杂化 4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使4个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的4个顶点，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道形成4个C—H σ键，从而形成CH4分子。由于4个C—H键完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体形，键角是109°28'，如图3所示。 图3 （2）sp2杂化 sp2杂化轨道是由1个s轨道和两个p轨道混杂而成的。sp2杂化轨道间的夹角是_____，呈平面三角形(如图4所示)。 图4 sp2杂化 BF3分子的形成过程：硼原子的电子排布式为1s22s22，硼原子的1个2s电子激发到1个空的2p轨道中，使硼原子的电子排布式为1s22s122。硼原子的2s轨道和两个2p轨道混杂成3个sp2杂化轨道，硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的各1个2p轨道重叠形成3个sp2?p σ键，由于3个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120°，所以BF3分子具有平面三角形结构(如图5所示)。 图5 硼原子的杂化轨道和BF3分子的结构示意图 （3）sp杂化 sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道混杂而成的。sp杂化轨道间的夹角是180°，呈_____(如图6所示)。 图6 气态BeCl2分子的形成过程：铍原子的电子排布式是1s22s2，Be的1个2s电子激发进入空的2p轨道，经过杂化形成两个sp杂化轨道，与氯原子中的3p轨道重叠形成两个sp?p σ键。由于杂化轨道间的夹角为180°，所以形成的BeCl2分子的立体构型是直线形(如图7所示)。 图7 铍原子的杂化轨道和BeCl2分子的结构示意图 3．杂化轨道类型与分子的立体构型的关系 （1）杂化轨道还能用于形成σ键和容纳孤电子对，当没有孤电子对时，能量相同的杂化轨道在空间彼此远离，形成的分子为对称结构；当有孤电子对时，孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生_____，形成的分子空间构型也发生变化。 （2）杂化轨道与分子立体构型的关系 杂化方式 等性杂化 不等性杂化 sp sp2 sp3 sp3 轨道间的夹角 180° 120° 109°28' ——— ——— 中心原子上的 孤电子对数 0 0 0 1 2 分子立体构型 直线形 平面三角形 正四面体形 三角锥形 V形 实例 BeCl2、HgCl2 BF3 CH4、SiCl4 NH3、PH3 H2O、H2S 二、配合物理论简介 1．配位键 （1）概念：成键的两个原子或离子一方提供_____ (配体)，一方提供空轨道而形成的共价键，叫做配位键。 （2）配体：应含有孤电子对，可以是分子，也可以是离子，如NH3、H2O、F?、OH?等。 （3）成键条件：形成配位键的一方是能够提供孤电子对的原子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。 （4）配位键的表示方法： A → B 电子对给予体 电子对接受体 H3O+的结构式：+，的结构式：+。 2．配合物 （1）概念 _____与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 （2）配合物的形成 实验操作 实验现象 ... ...