1.杂化轨道理论
(1)杂化轨道概念:在外界条件的影响下,原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化,组合后形成的一组新的原子轨道,叫杂化原子轨道,简称杂化轨道。
(2)杂化轨道的类型与分子空间构型的关系
2.价电子对互斥理论
(1)理论要点
①价电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。
②孤对电子的排斥力较大,孤对电子越多,排斥力越强,键角越小。
(2)判断分子或离子空间构型“三步曲”
第一步:确定中心原子上的价电子对数
a为中心原子的价电子数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x为与中心原子结合的原子数。如NH3的中心原子为N,a=5,b=1,x=3,所以中心原子孤电子对数=
(a-xb)=×(5-3×1)=1。
第二步:确定价电子对的空间构型
由于价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,这样已知价电子对的数目,就可以确定它们的空间构型。
第三步:分子空间构型的确定
价电子对有成键电子对和孤电子对之分,价电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子空间构型。
(3)价电子对互斥理论与分子空间构型的关系
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价电子
对数
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成键
对数
|
孤对电
子数
|
电子对
空间
构型
|
分子空
间构型
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实例
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键角
|
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2
|
2
|
0
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直线形
|
直线形
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BeCl2
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180°
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|
3
|
3
|
0
|
三角形
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平面正
三角形
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BF3
|
120°
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|
2
|
1
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V形
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SnBr2
|
104.5°
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4
|
4
|
0
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四面
体形
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正四面
体形
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CH4
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109.5°
|
|
3
|
1
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三角锥
形
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NH3
|
107.3°
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|
2
|
2
|
V形
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H2O
|
104.5°
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[名师点拨] (1)价电子对互斥理论说明的是价电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型,不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;
②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。
如中心原子采取sp3杂化的,其价电子对空间构型为四面体形,其分子构型可以为四面体形(如CH4),也可以为三角锥形(如NH3),也可以为V形(如H2O)。
(2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多,键角越小。
(3)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。
