《高中化學(xué) 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2.2.2 雜化軌道理論與配合物理論簡介課件 新人教版選修3.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2.2.2 雜化軌道理論與配合物理論簡介課件 新人教版選修3.ppt（19頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,一、雜化軌道理論簡介 1.雜化軌道理論是一種價(jià)鍵理論,是鮑林為了解釋分子的立體構(gòu)型提出的。軌道在混雜時(shí),軌道的總數(shù)保持不變,得到的新軌道稱為雜化軌道,所得的雜化軌道完全相同。,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,2.雜化的過程 雜化軌道理論認(rèn)為在形成分子時(shí),通常存在激發(fā)、雜化和軌道重疊等過程。如碳原子的基態(tài)電子排布為1s22s22p2,其2s能級(jí)上的1個(gè)電子躍遷到2p能級(jí)上,則形成激發(fā)態(tài)1s22s12p3 ,此時(shí)2s與2p軌道的能量不相同,然后1個(gè)2s軌道與3個(gè)、2個(gè)或1個(gè)2p軌道混合而形成4個(gè)、3個(gè)或2個(gè)能量相等,成分相同,電子云形狀(原子軌道的電子云輪廓圖)完全相同的新的原子軌道,此過程即為雜化,形成的新的原子軌道分別稱為sp3、sp2、sp雜化軌道,每個(gè)雜化軌道中有1個(gè)未成對(duì)電子且自旋方向相同,再與其他原子中的電子發(fā)生電子云重疊而形成σ鍵,sp3雜化可表示如下:,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,3.雜化軌道的分類 對(duì)于非過渡元素,由于ns和np能級(jí)接近,往往采用s、p軌道雜化,而s、p軌道雜化又分為: (1)sp雜化:一個(gè)ns軌道和一個(gè)np軌道間的雜化。 (2)sp2雜化:一個(gè)ns軌道和兩個(gè)np軌道間的雜化。 (3)sp3雜化:一個(gè)ns軌道和三個(gè)np軌道間的雜化。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,答案:在乙烯分子中C原子由一個(gè)s軌道和兩個(gè)p軌道進(jìn)行雜化,組成三個(gè)等同的sp2雜化軌道,sp2雜化得到三個(gè)夾角為120的平面三角形雜化軌道。乙烯中的兩個(gè)碳原子各用一個(gè)sp2軌道重疊形成一個(gè)C—C σ鍵外,又各以兩個(gè)sp2軌道分別和兩個(gè)氫原子的1s軌道重疊,形成四個(gè)σ鍵,這樣形成的五個(gè)鍵在同一平面上,每個(gè)C原子還剩下一個(gè)p軌道,它們垂直于這五個(gè)σ鍵所在的平面,形成π鍵。在乙炔分子中碳原子由一個(gè)2s軌道和一個(gè)2p軌道雜化,組成兩個(gè)sp雜化軌道。兩個(gè)sp雜化軌道的夾角為180,在乙炔分子中,兩個(gè)碳原子各以一個(gè)sp雜化軌道互相重疊,形成一個(gè)C—C σ鍵,每一個(gè)碳原子又各以一個(gè)sp雜化軌道分別與一個(gè)氫原子形成σ鍵,此外每個(gè)碳原子還有兩個(gè)互相垂直的未雜化的p軌道,它們與另一個(gè)碳原子的兩個(gè)p軌道兩兩重疊形成兩個(gè)π鍵。,分析CH2 CH2和CH≡CH的中心原子的軌道雜化情況和成鍵情況。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,二、配合物理論簡介 1.配位鍵 (1)定義:配位鍵是共用電子對(duì)由一個(gè)原子單方面提供而與另一個(gè)原子形成的共價(jià)鍵,即“電子對(duì)給予—接受鍵”,是一類特殊的共價(jià)鍵。 如在四水合銅離子中,銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子提供孤電子對(duì)給予銅離子,銅離子接受水分子的孤電子對(duì)形成的。 (2)表示:配位鍵可以用A→B來表示,其中A是提供孤電子對(duì)的原子;B是接受孤電子對(duì)的原子。例如:,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,2.配位化合物 (1)定義:金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物,簡稱配合物。 (2)寫出生成下列配合物的反應(yīng)方程式: (3)配位鍵的強(qiáng)度有大有小,因而有的配合物很穩(wěn)定,有的很不穩(wěn)定。許多過渡金屬離子對(duì)多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力,因而過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。,,,,,,,,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物,分子中原子間的成鍵關(guān)系為 。請(qǐng)將圖中你認(rèn)為是配位鍵的斜線加上箭頭。 解析:配位鍵的箭頭指向提供空軌道的一方。氯原子最外層有7個(gè)電子,通過一對(duì)共用電子對(duì)就可以形成一個(gè)單鍵,另有三對(duì)孤電子對(duì)。所以氯化鋁(Al2Cl6)中氯原子同時(shí)與兩個(gè)鋁原子形成的共價(jià)鍵,有一個(gè)是配位鍵,氯原子提供孤電子對(duì),鋁原子提供空軌道。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一、常見的雜化類型,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,1.2s軌道與3p軌道能否形成雜化軌道? 答案:不能。只有能量相近的原子軌道才能形成雜化軌道。2s與3p不在同一能層,能量相差較大。 2.雜化軌道與共價(jià)鍵的類型的關(guān)系是怎樣的? 答案:雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì),不能形成π鍵;未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論及原子的軌道雜化理論判斷PCl3分子的立體構(gòu)型和中心原子的雜化方式為( ) A.直線形 sp雜化 B.三角形 sp2雜化 C.三角錐形 sp2雜化 D.三角錐形 sp3雜化 解析:判斷分子的雜化方式要根據(jù)中心原子的孤電子對(duì)數(shù)以及與中心原子相連的原子個(gè)數(shù)。在PCl3分子中P原子上的孤電子對(duì)數(shù)為1,與其相連的原子數(shù)為3,所以根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可推知PCl3的立體構(gòu)型為三角錐形,根據(jù)軌道雜化理論可知中心原子的雜化方式為sp3雜化。 答案:D,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,在乙烯分子中有5個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,它們分別是( )(導(dǎo)學(xué)號(hào)52700028) A.sp2雜化軌道形成σ鍵,未雜化的2p軌道形成π鍵 B.sp2雜化軌道形成π鍵,未雜化的2p軌道形成σ鍵 C.C、H之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵,C、C之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵 D.C、C之間是sp2雜化軌道形成的σ鍵,C、H之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵 解析:乙烯中的C原子采取sp2雜化,有兩個(gè)雜化軌道分別與H原子形成σ鍵,另一個(gè)雜化軌道與另一個(gè)碳原子的雜化軌道形成σ鍵,兩個(gè)碳原子中沒有參與雜化的2p軌道形成π鍵。 答案:A,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,二、配位化合物的組成 配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+稱為中心離子;4個(gè)配位NH3分子叫配體,4稱為配位數(shù)。 1.中心離子:配合物的中心離子一般都是帶正電的陽離子,過渡金屬離子最常見。 2.配體:配體可以是陰離子,如X-(鹵素離子)、OH-、SCN-、CN-等;也可以是中性分子,如H2O、NH3、CO等。 3.配位原子:是指配位體中直接同中心離子配合的原子,如NH3中的N原子,H2O分子中的O原子。 4.配位數(shù):直接同中心離子(或原子)配位的原子的數(shù)目叫中心離子(或原子)的配位數(shù),如[Cu(NH3)4]2+的配位數(shù)為4。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】 元素周期表中第四周期元素由于受3d電子的影響,性質(zhì)的遞變規(guī)律與短周期元素略有不同,第四周期中過渡元素中的鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅等元素的明顯特征是能形成多種多樣的配合物。試根據(jù)所學(xué)知識(shí)解決以下問題: (導(dǎo)學(xué)號(hào)52700029) (1)已知A是有“生物金屬”之稱的金屬,A4+和氬原子的核外電子排布相同。則A的基態(tài)原子的外圍電子排布式為 。 (2)與A同周期的另一種元素鈷(Co)可形成分子式均為Co(NH3)5BrSO4的兩種配合物,其中一種化學(xué)式為[Co(NH3)5Br]SO4,往其溶液中加BaCl2溶液時(shí),將產(chǎn)生白色沉淀現(xiàn)象;往另一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí),無明顯現(xiàn)象,若加入AgNO3溶液時(shí),產(chǎn)生淡黃色沉淀,則第二種配合物的化學(xué)式為 。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,(3)Cu2+能與NH3、H2O、Cl-等形成配位數(shù)為4的配合物。 ①[Cu(NH3)4]2+具有對(duì)稱的立體構(gòu)型,[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl-取代,能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,則[Cu(NH3)4]2+的立體構(gòu)型為 。 ②往濃CuSO4溶液中加入過量較濃的氨水直到原先生成的沉淀恰好溶解為止,得到深藍(lán)色溶液。小心加入約和溶液等體積的C2H5OH并使之分成兩層,靜置。經(jīng)過一段時(shí)間后可觀察到在兩層“交界處”下部析出深藍(lán)色Cu(NH3)4SO4H2O晶體,最后晶體析出在容器的底部。請(qǐng)回答: a.為什么要加C2H5OH? 。 b.小心慢加和快速加C2H5OH(快加不易形成分層),請(qǐng)估計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有何不同? 。 c.如將深藍(lán)色溶液加熱,可能得到什么結(jié)果? 。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:(1)被稱為“生物金屬”的是金屬鈦,其原子序數(shù)為22,故核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。 (2)由題中的“加入BaCl2溶液時(shí),將產(chǎn)生白色沉淀現(xiàn)象”可知,第一種配合物在水溶液中能電離出 ,而第二種配合物中加入BaCl2溶液時(shí),無現(xiàn)象,加入AgNO3溶液時(shí),產(chǎn)生淡黃色沉淀,故第二種配合物在溶液中只電離出Br-,因此化學(xué)式為[Co(SO4)(NH3)5]Br。 (3)①如果[Cu(NH3)4]2+是正四面體形結(jié)構(gòu),則NH3被Cl-取代后,只會(huì)得到一種結(jié)構(gòu)(類似于CH2Cl2),如果得到兩種結(jié)構(gòu),則[Cu(NH3)4]2+只能是平面正方形結(jié)構(gòu)。②加入乙醇的目的是為了減小離子化合物Cu(NH3)4SO4H2O的溶解度;如果乙醇的加入速度過快,析出的晶體顆粒會(huì)很小,只有慢慢加入才能得到較大的晶體;將深藍(lán)色溶液加熱后,由于NH3的揮發(fā),將不再存在配合物,故生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2,同時(shí)生成(NH4)2SO4。,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,答案:(1)3d24s2 (2)[Co(SO4)(NH3)5]Br (3)①平面正方形 ②a.加C2H5OH,減小“溶劑”(C2H5OH和H2O)的極性,降低離子化合物 Cu(NH3)4SO4H2O的溶解度 b.快速加C2H5OH會(huì)析出小晶體,而慢加乙醇會(huì)析出大晶體 c.生成Cu(OH)2沉淀,同時(shí)生成(NH4)2SO4,一,二,知識(shí)精要,典題例解,遷移應(yīng)用,下列過程與配合物的形成無關(guān)的是( ) A.除去Fe粉中的SiO2可用強(qiáng)堿溶液 B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失 C.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液 D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失 解析:SiO2可與強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng),而Fe與強(qiáng)堿溶液不反應(yīng),可利用這點(diǎn)來用強(qiáng)堿溶液除去Fe粉中的SiO2,與配合物的形成無關(guān)。 答案:A,