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电子构型

1、现代价键理论要点:
(1)自旋相反的成单电子相互接近时,核间电子密度较大,可形成稳定的共价键
(2)共价键有饱和性。一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋相反的电子配对成键。
例如:H-H      N≡ N
(3)共价键有方向性。这是因为,共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成,叫做最大重叠原理。

2.按原子轨道的重叠方式分: 键和 键
键:原子轨道 “头碰头”重叠
键:原子轨道 “肩并肩”重叠
杂化轨道理论的基本要点
原子轨道在成键的过程中并不是一成不变的。同一原子中能量相近的某些轨道,在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有的状态。这一过程称为“杂化”。所形成的新轨道叫做“杂化轨道”。

杂化轨道的要点:
原子形成分子时,是先杂化后成键
同一原子中不同类型、能量相近的原子轨道参与杂化
杂化前后原子轨道数不变
杂化后形成的杂化轨道的能量相同
杂化后轨道的形状、伸展方向发生改变
杂化轨道参与形成σ键,未参与杂化的轨道形成π键
sp3
一个s轨道与三个p轨道杂化后,得四个sp3杂化轨道,每个杂化轨道的s成分为1/4,p成分为3/4,它们的空间取向是四面体结构,相互的键角θ=109º28′  CH4,CCl4
C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4,而不是CH2或CH3。CH4分子为什么具有正四面体的空间构型(键长、键能相同,键角相同为109°28′)。

它的要点是:当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道,夹角109°28 ′,表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示:


H2O中O也是采取sp3杂化
O的电子构型:1s22s22p4
NH3中N也是采取sp3杂化
N的电子构型:1s22s22p3


等性杂化和不等性sp3杂化
与中心原子键合的是同一种原子,分子呈高度对称的正四面体构型,其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别,这种杂化类型叫做等性杂化。
中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的σ轨道,如H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对,这样的4个杂化轨道显然有差别,叫做不等性杂化。

sp2
一个s轨道与两个p轨道杂化,得三个sp2杂化轨道,每个杂化轨道的s成分为1/3,p成分为2/3,三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上,互成120º
BF3分子形成
石墨、苯中碳原子也是以sp2杂化的:

sp
一个s轨道与一个p轨道杂化后,得两个sp杂化轨道,每个杂化轨道的s成分为1/2,p成分为1/2,杂化轨道之间的夹角为180度。  CO2  HC≡CH
BeCl2分子形成
杂化轨道类型
sp 杂化
sp2 杂化
sp3 杂化
杂化轨道夹角
180º
120º
109.5º
杂化轨道空间取向
直线
平面三角形
正四面体


2、判断中心原子的杂化类型一般方法


(1)看中心原子有没有形成双键或叁键,如果有1个叁键,则其中有2个π键,用去了2个p轨道,形成的是sp杂化;如果有1个双键则其中有1个π键,形成的是sp2杂化;如果全部是单键,则形成的是sp3杂化。


(2)没有填充电子的空轨道一般不参与杂化。

CO

2、H2O、NH

3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间结构:
分子
CO2
H2O
NH3
CH2O
CH4
电子式





结构式





中心有无孤对电子





空间结构
直线形
角(V)形
三角锥形
平面三角形
正四面体
分子结构




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