分子的几何构型和分子的极性一、杂化轨道理论1、概念：同一原子中能量接近的不同轨道，在成键过程中，为了发挥更高的成键效能，可以重新组合，进行杂化，成为一组能量相同的新轨道。2、意义：杂化轨道理论证明了共价键的饱和性和方向性，主要用于解释分子的空间几何构型。3、类型：杂化类型杂化轨道数轨道夹角空间构型实例sp杂化2180直线形HCN、BeCl2、C2H2、CO2sp2杂化3120平面三角形BF3、CO32－、C2H4、HCHOsp3杂化4109°28＇正四面体CH4、CCl4、SO42－、PO43－4、说明：NH3也采用sp3杂化，但成键后，存在一个孤电子对，对周围的键产生排斥，使键角不等于109°28＇，而为107°；H2O也采用sp3杂化，但成键后，存在2个孤电子对，对周围的键产生排斥，使键角不等于109°28＇，而为104.5°；因为存在2个孤电子对，对周围的键产生排斥加大，因而键角比NH3的更小。CH3Cl也采用sp3杂化，但成键后，不存在孤电子对，键角依旧为109°28＇，但因为C—H键长小于C—Cl键长，分子不再是正四面体，而是四面体。二、价电子互斥理论1、概念：分子或离子的几何构型主要决定于与中心原子相关的价电子对之间的排斥作用。价电子对数由成键电子对数和孤电子对数组成。价电子对的排斥作用孤电子对与孤电子对的排斥，有成键电子对和孤电子对的排斥，还有成键电子对与成键电子对的排斥，孤对电子间的排斥被认为大于孤对电子和成键电子对之间的排斥，后者又大于成键电子对之间的排斥。分子会尽力避免这些排斥来保持稳定。当排斥不能避免时，整个分子倾向于形成排斥最弱的结构（与理想形状有最小差异的方式）。分子更倾向于最弱的成键电子对与成键电子对的排斥。配体较多的分子中，电子对间甚至无法保持90°的夹角，因此它们的电子对更倾向于分布在多个平面上。 2、意义：用于预测和
分析
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分子或离子的空间构型。3、模型：计算中心原子的价电子对数=注：氧族元素作配位原子认为不提供电子，σ键数为“0”.孤电子对数=中心原子的价电子对数-σ键数价电子对成键对数孤电子对杂化类型电子对构型几何构型实例220sp直线形直线形CO2330sp2三角形三角形BF3321sp3三角形V形SO2440sp3四面体正四面体CH4431sp3四面体三角锥NH3422sp3四面体V形H2O550三角双锥三角双锥PCl5660八面体正八面体SF64、价电子互斥理论模型说明价电子对的空间构型，而分子的几何构型是成键电子对的空间构型。当中心原子没有孤电子对时，两者构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者构型不一致。三、分子的空间构型：1、概念：分子的空间构型是指分子中化学键在空间的排列的几何形状。2、原因：分子之所以呈现不同的几何构型是因为共价键有一定方向性。3、意义：分子的空间构型对分子的极性有很大的影响。4、理论解释与预测：杂化轨道理论和价电子互斥理论。5、物理测定方法：α—射线衍射图四、分子的极性1、概念：分子中正电荷重心与副电荷重心不重合，整个分子的电子云就分布不均匀，这样的分子就是极性分子；分子中正电荷重心与副电荷重心重合，整个分子的电子云就分布均匀，这样的分子就是非极性分子。2、意义：分子极性的大小直接影响范德华力的大小。间接影响熔点、沸点和溶解性。极性分子易溶于极性分子，非极性分子易溶于非极性分子。这就是相似相溶原理。3、
表
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示：分子的极性大小用偶极矩表示。分子的偶极矩越大，分子的极性就越大。4、判定方法：不同种元素构成的双原子分子是极性分子，同种元素构成的双原子分子是非极性分子；对于多原子分子，如果各极性键的取向不对称，即各键的极性不能相互抵消，则是极性分子；如果各极性键的取向对称，即各键的极性可以相互抵消，则是非极性分子。即：判定多原子分子的极性要从键极性和分子的空间构型来考虑。例如：二氧化碳是非极性分子，是直线形使C＝O键的极性相互抵消了，氨气是极性分子，是三角锥形使N—H键的极性不能抵消。五、强化练习1、下列关于三氯化磷分子的说法，不正确的是（ ）A、PCl3分子的三个共价键键长相等 B、PCl3分子的P—Cl键是极性键C、PCl3分子的三个共价键键能相等 D、PCl3分子是非极性分子2、下列中心原子的杂化轨道类型和分子的几何构型不正确的是（ ）A、PCl3中的P原子为sp3杂化，为三角锥形B、BF3中的B原子为sp2杂化，为平面三角形C、H2S中的S原子为sp杂化，为直线形D、CS2中的C原子为sp杂化，为直线形3、在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是（ ）A、sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键B、sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键C、C—H是sp2杂化轨道形成σ键，C—C是未杂化的2p轨道形成π键D、C—H是sp2杂化轨道形成π键，C—C是未杂化的2p轨道形成σ键4、下列分子的键角最小的是（ ）A、CH4 B、CO2 C、NH3 D、H2O 5、在CH3CH=CH2分子中，C原子的杂化轨道类型是（ ）A、sp3和sp2 B、sp3和sp C、sp2和sp D、只有sp2 6、CH3＋是重要的有机反应中间体，有关它的说法错误的是（ ）A、离子中C原子采用了sp3杂化 B、该离子的几何构型是平面三角形C、该离子与－反应可以生成甲醇 D、该离子中没有π键7、下列三原子分子的几何构型不是直线形的是（ ）A、CO2 B、SO2 C、HCN D、CS2
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