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1、第2節(jié)共價鍵與分子的空間構型 分子極性109.5°一、形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2OCOCl2NH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70碳原子:甲烷的4個C—H單鍵都應該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構型的甲烷分子。？？？為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論基本要點：在形成分子時，由于原子的相互影響，若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌
2、道。這種軌道重新組合的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。雜化前后軌道數目不變。雜化后軌道伸展方向，形狀發(fā)生改變。雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。由于每個軌道中都含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為sp3雜化軌道。914為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個頂點。四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，形成
3、一個正四面體構型的分子。109.5°sp2雜化軌道乙烯中的Ｃ在軌道雜化時，有一個Ｐ軌道未參與雜化，只是Ｃ的２s與兩個２p軌道發(fā)生雜化，形成三個相同的sp2雜化軌道，三個sp2雜化軌道分別指向平面三角形的三個頂點。未雜化p軌道垂直于sp2雜化軌道所在平面。雜化軌道間夾角為120°。乙烯分子中鍵的形成sp雜化軌道兩個碳原子的sp雜化軌道沿各自對稱軸形成sp-sp?鍵，另兩個sp雜化軌道分別與兩個氫原子的1s軌道重疊形成兩個sp-s?鍵，兩個py軌道和兩個pz軌道分別從側面相互重疊，形成兩個相互垂直的P-P?鍵，形成乙炔分子?；鶓B(tài)N的最外層電子構型
4、為2s22p3，在H影響下，N的一個2s軌道和三個2p軌道進行sp3不等性雜化，形成四個sp3雜化軌道。其中三個sp3雜化軌道中各有一個未成對電子，另一個sp3雜化軌道被孤對電子所占據。N用三個各含一個未成對電子的sp3雜化軌道分別與三個H的1s軌道重疊，形成三個鍵。由于孤對電子的電子云密集在N的周圍，對三個鍵的電子云有比較大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此NH3的空間構型為三角錐形。NH3的空間構型基態(tài)O的最外層電子構型為2s22p4，在H的影響下，O采用sp3不等性雜化，形成四個sp3雜化軌道，其中兩個雜化軌道中各有一個未成對電子
5、，另外兩個雜化軌道分別被兩對孤對電子所占據。O用兩個各含有一個未成對電子的sp3雜化軌道分別與兩個H的1s軌道重疊，形成兩個鍵。由于O的兩對孤對電子對兩個鍵的成鍵電子有更大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此H2O的空間構型為角型。的空間構型雜化軌道理論解釋苯分子的結構：C為SP2雜化所有原子（12個）處于同一平面分子中6個碳原子未雜化的2P軌道上的未成對電子重疊結果形成了一個閉合的、環(huán)狀的大π鍵形成的π電子云像兩個連續(xù)的面包圈，一個位于平面上面，一個位于平面下面，經能量計算，這是一個很穩(wěn)定的體系。C-C(sp2-sp2);C-H(sp2
6、-s)大π鍵C6H6C6H6的大π鍵（離域鍵）雜化類型spsp2sp3雜化軌道空間取向直線形三角形四面體雜化軌道中孤對電子數分子空間構型直線形三角形正四面體三角錐形折線形實例BeCl2BF3CCl4NH3H2O鍵角180°120°00012幾種常見的雜化軌道類型4.等電子原理等電子體原理：原子數相同、電子總數相同的分子互稱為等電子體。等電子體的結構相似，物理性質相近。此后，等電子體原理又有所發(fā)展由短周期元素組成的微粒，只要其原子數相同，各原子最外層電子數之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結構特征。等電子原理的某些應用：（1）判斷一
7、些簡單分子或離子的立體構型：等電子體一般有相同的立體構型。（2）制造新材料方面的應用。根據等電子原理，判斷下列各組分子屬于等電子體的是（）A、H2O、H2SB、HF、NH3C、CO、CO2D、NO2、SO2A在短周期元素組成的物質中，與NO2－互為等電子體的分子有：、。3個原子HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArO3各原子最外層電子數之和為18SO29.（2010德州調研）1991年Langmuir提出：“凡原子數與總電子數都相等的物質，其結構相同，物理性質相近”，此原理稱為等電子原理。相應的物質，互稱為等電子體?；瘜W家常
8、用“等電子體”來預測不同物質的結構與性質，例如CH4與 有相同的電子數目及空間構型，另外BN分子和C2（碳的一種同素異形體）分子互為等電子體。(1)依據等電子原
