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高中化学分子立体结构知识点讲解

  • 作者: admin
  • 来源: 未知
  • 发表于2012-04-15 11:42
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  •   高中化学对于大多数同学来说都是一门难学的功课。不仅化学方程式需要记忆,还要记忆各种化学物质的性质及化学反应现象,更别说计算了。下面是学习信息网为同学们总结的高中化学分子的立体结构知识点,大家可以参考学习。

      一、常见分子的空间构型

      1.双原子分子都是直线形,如:HCl、NO、O2、N2等。

      2.三原子分子有直线形,如CO2、CS2等;还有“V”形,如H2O、H2S、SO2等。

      3.四原子分子有平面三角形,如BF3、BCl3、CH2O等;有三角锥形,如NH3、PH3等;也有正四面体,如P4。

      4.五原子分子有正四面体,如CH4、CCl4等,也有不规则四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。

      二、价层电子对互斥模型

      1.理论模型

      分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对),由于相互排斥作用,而趋向尽可能彼此远

      离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间构型。

      2.价电子对之间的斥力

      (1)电子对之间的夹角越小,排斥力越大。

      (2)由于成键电子对受两个原子核的吸引,所以电子云比较紧缩,而孤对电子只受到中心原子的吸引,电子云比较“肥大”,对邻近电子对的斥力较大,所以电子对之间斥力大小

      如下:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子>成键电子-成键电子

      (3)由于三键、双键比单键包含的电子数多,所以其斥力大小次序为三键>双键>单键。

      3.价层电子对互斥模型的两种类型

      价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子。

      (1)当中心原子无孤对电子时,两者的构型一致;

      (2)当中心原子有孤对电子时,两者的构型不一致。

      4.用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型

      具体步骤:

      (1)确定中心原子A价层电子对数目

      中心原子A的价电子数与配体X提供共用的电子数之和的一半,即中心原子A价层电子对

      数目。计算时注意:

      氧族元素原子作为配位原子时,可认为不提供电子,但作中心原子时可认为它提供所有

      的6个价电子。

      ②如果讨论的是离子,则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO中P原子价层电子

      数应加上3,而NH中N原子的价层电子数应减去1。

      ③如果价层电子数出现奇数电子,可把这个单电子当作电子对看待。

      (2)确定价层电子对的空间构型

      由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离。价层电子对的空间构

      型与价层电子对数目的关系:

      价层电子对数目 2 3 4 5 6

      价层电子对构型 直线形 三角形 四面体 三角双锥 八面体

      (3)分子空间构型确定

      根据分子中成键电子对数和孤对电子数,可以确定相应的较稳定的分子几何构型。如下表:

      5.价电子对数计算方法

      对于ABm型分子(A为中心原子,B为配位原子),分子的价电子对数可以通过下式确定:

      n=

      其中,中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数,配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子,氧原子和硫原子按不提供价电子计算。先根据价电子对数判断分子的VSEPR

      模型,再根据中心原子是否有孤对电子判断分子的立体结构模型。

      三、杂化轨道理论的简述

      1.杂化轨道理论认为:在形成分子时,通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。但应注意,原子轨道的杂化,只有在形成分子的过程中才会发生,而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道(如2s,2p等)才能发生杂化,而1s轨道与2p轨道由于能量相差

      较大,它是不能发生杂化的。

      2.杂化轨道成键时,要满足化学键间最小排斥原理,键与键间排斥力大小决定于键的方向,即决定于杂化轨道间的夹角。由于键角越大化学键之间的排斥力越小,对sp杂化来说,当键角为180°时,其排斥力最小,所以sp杂化轨道成键时分子呈直线形;对sp2杂化来说,当键角为120°时,其排斥力最小,所以sp2杂化轨道成键时,分子呈平面三角形。由于杂化轨道类型不同,杂化轨道夹角也不相同,其成键时键角也就不相同,故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。

      3.杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等。

      四、ABm型杂化类型的判断

      1.公式

      电子对数n=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)

      2.根据n值判断杂化类型

      一般有如下规律:

      当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化。

      例如:SO2 n=(6+0)=3 sp2杂化

      NO n=(5+1)=3 sp2杂化

      NH3 n=(5+3)=4 sp3杂化

      注意 ①当上述公式中电荷数为正值时取“-”,电荷数为负值时取“+”。

      ②当配位原子为氧原子或硫原子时,成键电子数为零。

      五、配合物

      1.配位键是一种特殊的共价键,但形成配位键的共用电子是由一方提供而不是由双方共同提供的。

      2.过渡金属原子或离子都有接受孤对电子的空轨道,对多种配体具有较强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。

      3.配合物的电离

      配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子,而内界的配体离子和分子通常不能电离。

      如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2++2Cl-,有三分之一的氯不能电离。