第7章分子结构与晶体类型《无机化学（理论篇）（第四版）》同步教学（大连理工版·2018）

第7章 分子结构与晶体类型 学习目标 7.2 杂化轨道与分子构型 7.3 分子间力与氢键 第7章 分子结构与晶体类型 帮助 返回 下页 上页 7.2.1 杂化与杂化轨道 杂化轨道理论认为：在形成共价键的过程中，同一原子能级相近的某些原子轨道，可以“混合”起来，重新组成相同数目的新轨道，这个过程称为杂化。杂化后所形成的新轨道，称为杂化轨道。杂化轨道与原轨道不同，其成键能力更强，形成的分子更稳定。 7.2.2 s-p型杂化与分子构型 1．sp3杂化 由同一原子的1个ns轨道和3个np轨道发生的杂化，称为sp3杂化。例如，在CH4分子形成过程中，基态C原子价电子层的1个2s电子被激发到2p能级的空轨道中，随之与3个2p轨 第7章 分子结构与晶体类型 帮助 返回 下页 上页 7.2 杂化轨道与分子构型 道发生了杂化，形成了4个等价的sp3杂化轨道，每个sp3杂化轨道各含有1个未成对电子。即 sp3杂化形成的各轨道，形状一头大，一头小，大头分别指向正四面体的四个顶点，轨道夹角为109°28′。每个杂化轨道较大的一端各与1个H原子的1s轨道发生“头碰头”重叠，形成了正四面体构型的CH4分子，见图（见链接）。 基态 激发态 sp3杂化态 杂化轨道中，sp3杂化轨道的性质及常见实例（见链接）。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第7章 分子结构与晶体类型 帮助 返回 下页 上页 7.2 杂化轨道与分子构型 2．sp2杂化 由同一原子的1个ns轨道和2个np轨道发生的杂化，称为sp2杂化。例如，BF3分子中，中心原子B的杂化。 B原子的3个sp2杂化轨道各与1个F原子的2px轨道进行“头碰头”同号重叠，形成平面三角形的BF3分子（见链接）。 sp2杂化轨道的性质及常见实例见表（见链接）。 3.sp杂化 由同一原子的1个ns轨道和1个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。例如，BeCl2分子中，中心原子Be的杂化。 基态 激发态 sp2杂化态 第7章 分子结构与晶体类型 帮助 返回 下页 上页 7.2 杂化轨道与分子构型 sp杂化伸展方向和BeCl2分子空间构型（见链接）。 sp杂化轨道的性质及常见实例（见链接）。s-p型s成分越多，能量越低，其成键能力越强。 ﹡4。不等性杂化 上述各杂化方式所形成的杂化轨道其形状、能量完全相同，称为等性杂化。但在NH3分子中，N原子形成的sp3杂化时参与杂化的1个2s轨道和3个2p轨道中，有一对孤对电子，这种有孤对电子参与形成的杂化轨道（见链接），其能量 基态 激发态 sp杂化态 第7章 分子结构与晶体类型 帮助 返回 下页 上页 7.2 杂化轨道与分子构型 不完全等同（孤对电子所占据的杂化轨道s成分略多），称为不等性杂化轨道。由于孤对电子占据的1个sp3杂化轨道，不参与成键，电子云离核较近，对其余两个成键轨道施以同电相斥作用，使键角∠HNH由109°28′压缩至107°18′，因此NH3分子呈三角锥型（见链接）。 在PH3、NF3分子中，中心原子P、N均采取sp3不等性杂化。此外，在H2O、H2S和OF2分子中，中心原子也都采取sp3不等性杂化，只是各有孤对电子占据的2个杂化轨道不参与成键，分子构型均为“V”型。 除s-p型杂化外，还有d轨道参与的杂化，如dsp2、d2sp3、sp3d2等杂化（详见第八章），它们能较好地解释配合物的形成和空间构型事实。 第7章 分子结构与晶体类型 帮助 返回 下页 上页 7.2 杂化轨道与分子构型 一、选择 1.下列关于H2S分子的杂化方式和空间构型的 叙述，正确的是 A．直线形，sp杂化 B．V形，sp2杂化 C．V形，sp3杂化