(共37张PPT)
分子的空间结构（第三课时）
1
多样的分子空间结构
感受分子是有空间结构的
3
杂化轨道理论简介
解释分子的空间结构
分子的空间结构
2
价层电子对互斥模型
预测分子的空间结构
2p
2s
2s
2p
sp3
4个
sp3
杂化轨道
跃迁
sp3杂化
基态
激发态
甲烷分子中C原子的1个2s轨道与3个2p轨道形成4个相同的sp3杂化轨道，夹角109°28′
甲烷分子中碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键，呈正四面体形。
中心原子
外界条件
能量相近的轨道
杂化轨道理论要点
中心原子
外界条件
能量相近的轨道
杂化轨道理论要点
杂化前后的变与不变
变：轨道的成分、能量、形状、方向
不变：原子轨道的数目
中心原子
外界条件
能量相近的轨道
杂化轨道理论要点
杂化前后的变与不变
变：轨道的成分、能量、形状、方向
不变：原子轨道的数目
轨道成键时更有利于轨道间的重叠
满足最小排斥，最大夹角分布
在学习价层电子对互斥模型时，知道NH3和H2O的VSEPR模型跟CH4一样也是四面体形，因此它们的中心原子也是采取了sp3杂化。
109°28′
107°
105°
NH3
空间结构：三角锥形
键角：107o
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp3杂化
2s
2p
NH3
空间结构：三角锥形
键角：107o
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
sp3杂化
2s
2p
请模仿NH3的中心原子N的杂化和成键过程，尝试用杂化轨道理论来解释H2O的空间结构。
105°
H2O
空间结构：V形
键角为：105o
sp3杂化
2s
2p
105°
109°28′
小结：中心原子的杂化类型与VSEPR模型的关系。
杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。
杂化轨道数
＝
价层电子对数
＝
中心原子孤电子对数+中心原子σ键电子对数
形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。
常见杂化类型：sp、sp2、sp3
价层电子对数
中心原子的
杂化轨道类型
VSEPR
理想模型
2
sp
直线形
3
sp2
平面三角形
4
sp3
四面体形
杂化轨道数
＝
价层电子对数
中心原子的杂化类型与VSEPR模型
VSEPR模型—预测分子的空间结构
杂化轨道理论—解释分子的空间结构
应用VSEPR模型和杂化轨道理论，确定BF3的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。
分子
中心原子
孤电子对数
价层
电子对数
中心原子的
杂化轨道类型
分子的
空间结构
BF3
应用VSEPR模型和杂化轨道理论，确定BF3的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。
分子
中心原子
孤电子对数
价层
电子对数
中心原子的
杂化轨道类型
分子的
空间结构
BF3
×(3-1×3)＝0
3
sp2杂化
平面三角形
2
1
2s2p轨道
2s
2p
2s
2p
sp2
3个sp2杂化轨道
跃迁
sp2杂化
与F成键
BF3
sp2杂化
原子总数
分子
中心原子的
孤电子对数
(a
-xb)
价层
电子对数
杂化轨道的类型
分子的
空间结构
3
CO2
SO2
HCN
4
CH2O
H3O+
5
SO
练习
应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构
2
1
2-
4
原子总数
分子
中心原子的
孤电子对数
(a
-xb)
价层
电子对数
杂化轨道的类型
分子的
空间结构
3
CO2
(4-2×2)÷2＝0
SO2
(6-2×2)÷2＝1
HCN
(4-1×1-1×3)÷2＝0
4
CH2O
(4-2×1-1×2)÷2＝0
H3O+
(6-1-3×1)÷2＝1
5
SO
(6+2-4×2)÷2＝0
练习
应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构
2
1
2-
4
原子总数
分子
中心原子的
孤电子对数
(a
-xb)
价层
电子对数
杂化轨道的类型
分子的
空间结构
3
CO2
(4-2×2)÷2＝0
0+2＝2
sp杂化
SO2
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
sp2杂化
HCN
(4-1×1-1×3)÷2＝0
0+2＝2
sp杂化
4
CH2O
(4-2×1-1×2)÷2＝0
0+3＝3
sp2杂化
H3O+
(6-1-3×1)÷2＝1
1+3＝4
sp3杂化
5
SO
(6+2-4×2)÷2＝0
0+4＝4
sp3杂化
练习
应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构
2
1
2-
4
原子总数
分子
中心原子的
孤电子对数
(a
-xb)
价层
电子对数
杂化轨道的类型
分子的
空间结构
3
CO2
(4-2×2)÷2＝0
0+2＝2
sp杂化
直线形
SO2
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
sp2杂化
V形
HCN
(4-1×1-1×3)÷2＝0
0+2＝2
sp杂化
直线形
4
CH2O
(4-2×1-1×2)÷2＝0
0+3＝3
sp2杂化
平面三角形
H3O+
(6-1-3×1)÷2＝1
1+3＝4
sp3杂化
三角锥形
5
SO
(6+2-4×2)÷2＝0
0+4＝4
sp3杂化
正四面体形
练习
应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构
2
1
2-
4
再应用VSEPR模型和杂化轨道理论解释多中心原子的结构。
已知:乙烯是平面分子，键角为120o，分子中含有碳碳双键。
如何来确定中心原子C的杂化类型呢？
分子
中心原子的孤电子对数
杂化轨道数
杂化类型
CH2=CH2
(4-1×2-2×1)÷2＝0
0+3＝3
sp2杂化
再应用VSEPR模型和杂化轨道理论解释多中心原子的结构。
已知:乙烯是平面分子，键角为120o，分子中含有碳碳双键。
如何来确定中心原子C的杂化类型呢？
2s
2p
2s
2p
sp2
3个
sp2
杂化轨道
跃迁
sp2杂化
sp2杂化
乙烯
中心原子C的sp2杂化
乙烯
乙炔是直线形分子，键角为180°，分子中含有碳碳三键。
乙炔分子的碳原子采用什么杂化？它的杂化轨道用于形成什么化学键？怎么理解它存在碳碳三键？
2s
2p
2s
2p
sp
2个
sp
杂化轨道
跃迁
sp杂化
sp杂化
乙炔
中心原子C的sp杂化
乙炔
杂化类型
sp3
sp2
参与杂化轨道
1个s,
3个p
1个s,
2个p
杂化轨道数
4个sp3
3个sp2
杂化轨道间夹角
109°28′
120°
空间结构
正四面体
平面三角形
实例
CH4
CH2=CH2
小结
杂化轨道类型
sp
1个s,
1个p
2个sp
180°
直线形
CH≡CH
杂化类型
sp3
sp2
参与杂化轨道
1个s,
3个p
1个s,
2个p
杂化轨道数
4个sp3
3个sp2
杂化轨道间夹角
109°28′
120°
空间结构
正四面体
平面三角形
实例
CH4
CH2=CH2
小结
杂化轨道类型
sp
1个s,
1个p
2个sp
180°
直线形
CH≡CH
VSEPR模型
分子的
空间结构
预测
光谱
解释
杂化轨道理论
测定
总
结(共32张PPT)
分子的空间结构（第二课时）
1
多样的分子空间结构
感受分子是有空间结构的
3
杂化轨道理论简介
解释分子的空间结构
分子的空间结构
2
价层电子对互斥模型
预测分子的空间结构
电子对数
电子对互斥
气球空间互斥
空间结构
2
3
4
直线形
平面三角形
正四面体形
分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关。
分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥
的结果。
价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键
电子对和中心原子上的孤电子对。
价层电子对互斥（VSEPR）模型
Valence-shell
Electron-pair
Repulsion
2个
直线形
3个
平面三角形
4个
四面体形
用来预测分子的空间结构
价层电子对互斥（VSEPR）模型
Valence-shell
Electron-pair
Repulsion
109°28′
CH4
H2O
NH3
含孤电子对的VSEPR模型
中心原子无孤电子对的分子
CH4
H2O
NH3
含孤电子对的VSEPR模型
中心原子无孤电子对的分子
中心原子有孤电子对的分子
CH4
H2O
NH3
含孤电子对的VSEPR模型
分子的空间结构模型
VSEPR模型的应用：预测分子的空间结构
中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。
若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构
计算价层电子对数
多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对
σ键电子对数
＝
结合原子数
计算价层电子对数
方法一：根据电子式直接确定
计算中心原子上的孤电子对数
方法一：根据电子式直接确定
CH4
×(4-4×1)＝0
NH3
×(5-3×1)＝1
H2O
×(6-2×1)＝2
方法二：公式计算中心原子上的孤电子对数＝
(a
xb)
2
1
2
1
2
1
2
1
计算中心原子上的孤电子对数
a为中心原子的价电子数（对于主族元素等于原子的最外层电子数）；
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
为“8减去该原子的价电子数”，氧和氧族元素中的S、Se等均为2，
卤族元素均为1
方法一：根据电子式直接确定
方法二：公式计算中心原子上的孤电子对数
＝
(a
xb)
计算中心原子上的孤电子对数
2
1
分子或离子
中心原子
a
x
b
中心原子上的
孤电子对数
CO2
SO2
CO
NH
练习：
+
4
2-
3
计算中心原子上的孤电子对数＝
(a
xb)
2
1
C
4
2
2
(4-2×2)÷2＝0
S
6
2
2
(6-2×2)÷2＝1
分子或离子
中心原子
a
x
b
中心原子上的
孤电子对数
CO2
SO2
CO
NH
练习：
+
4
2-
3
阳离子：a＝中心原子的价电子数-离子的电荷数
阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)
x和b的计算方法不变
计算中心原子上的孤电子对数＝
(a
xb)
2
1
C
4
2
2
(4-2×2)÷2＝0
S
6
2
2
(6-2×2)÷2＝1
分子或离子
中心原子
a
x
b
中心原子上的
孤电子对数
CO2
SO2
CO
NH
练习：
+
4
2-
3
阳离子：a＝中心原子的价电子数-离子的电荷数
阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)
x和b的计算方法不变
C
4+2＝6
3
2
(6-3×2)÷2＝0
N
5-1＝4
4
1
(4-4×1)÷2＝0
计算中心原子上的孤电子对数＝
(a
xb)
2
1
2-
3
C
4
2
2
(4-2×2)÷2＝0
S
6
2
2
(6-2×2)÷2＝1
分子或离子
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR理想模型
VSEPR理想模型名称
分子或离子的空间结构
分子或离子的空间结构名称
CO2
0
SO2
1
CO
0
NH
0
2-
3
+
4
0+2＝2
1+2＝3
0+3＝3
0+4＝4
直线形
平面
三角形
平面
三角形
正四
面体形
直线形
V形
平面
三角形
正四
面体形
预测分子的空间结构的步骤
1.计算中心原子的成键电子对数＝结合原子数
2.计算中心原子上的孤电子对数
3.价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
4.确定VSEPR理想模型
5.略去孤电子对，确定分子的空间结构
VSEPR模型的应用
分子
或离子
中心原子
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR理想模型
分子的
空间结构
HC≡N
O3
练习
应用VSEPR模型预测分子的空间结构
分子
或离子
中心原子
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR理想模型
分子的
空间结构
HC≡N
O3
练习
应用VSEPR模型预测分子的空间结构
(4-1×1-1×3)÷2＝0
0+2＝2
直线形
直线形
分子
或离子
中心原子
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR理想模型
分子的
空间结构
HC≡N
O3
O(O)2
平面三角形
V形
练习
应用VSEPR模型预测分子的空间结构
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
(4-1×1-1×3)÷2＝0
0+2＝2
直线形
直线形
练习
下列说法中正确的是( )
A.
SO2中S原子无孤电子对
B.
NF3的VSEPR模型与其分子的空间结构一致
C.
O3和SO2空间结构相同
D.
BeCl2的空间结构为V形
分子
中心原子上的
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR理想模型
分子的
空间结构
SO2
O3
NF3
BeCl2
平面三角形
V形
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
平面三角形
V形
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
四面体形
三角锥形
(5-3×1)÷2＝1
1+3＝4
分子
中心原子上的
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR理想模型
分子的
空间结构
SO2
O3
NF3
BeCl2
平面三角形
V形
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
平面三角形
V形
(6-2×2)÷2＝1
1+2＝3
四面体形
三角锥形
(5-3×1)÷2＝1
1+3＝4
直线形
直线形
(2-2×1)÷2＝0
0+2＝2
练习
下列说法中正确的是( )
A.
SO2中S原子无孤电子对
B.
NF3的VSEPR模型与其分子的空间结构一致
C.
O3和SO2空间结构相同
D.
BeCl2的空间结构为V形
C
确定
孤电子对数
确定价层
电子对数
VSEPR
理想模型
分子的
空间结构
1.电子式
2.计算
(a-xb)
价层电子对数＝
成键电子对数＋孤电子对数
价层电子对数
VSEPR
理想模型
2
直线形
3
平面三角形
4
正四面体形
略去
孤电子对
2
1
2s
2p
碳原子的价层电子排布：2s22p2
解释CH4的空间结构为正四面体形
x
y
z
2s
2p
碳原子的价层电子排布：2s22p2
解释CH4的空间结构为正四面体形
预习：杂化轨道理论
x
y
z
2s
2p
碳原子的价层电子排布：2s22p2
解释CH4的空间结构为正四面体形
