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专题四
分子空间结构与物质性质
第一单元
分子构型与物质的性质
第一课时 分子的空间构型
原子轨道杂化前后的
“变”_____________________
“不变”___________________
整理与归纳
有杂 杂化
化轨 轨道
道的 类型
原子
BeCl2
BF3
CH4
杂化轨 分子中 键
道数目 的共价 角
键数目
分子构
型
Be
sp
2
2
180°直线型
B
sp2
3
3
120°三角形
C
sp3
4
4
109.5°
正四面体
整理与归纳
1.分子的空间构型与中心原子的
杂化轨道的空间构型一致；杂化轨道
所形成的σ键的伸展方向决定了分子
的空间伸展方向。
2.杂化轨道的类型
(1)sp杂化
(2)sp2杂化
(3)sp3杂化
NH3分子的空间构型是三角锥形，
H—N—H的键角为107.3°。
请同学们思考氮原子在成键时是
否需要杂化，如果需要则它的杂化方
式是什么？
2p
杂化猜想1
sp2
2s
2p
2s
杂化猜想2
sp3
2p
孤
对
电
子
归
纳
杂化后孤对电子也要占有杂化轨道，且对
相邻的成键电子对的排斥作用较大，因而会使
相应的键角变小,分子的空间构型为三角锥形。
107.3°＜ 109.5 °
H2O分子的空间构型是角形(如左下
图所示)，H—O—H的键角为104.5°。
请同学们思考氧原子在成键时的
杂化方式是什么？
sp3杂化
sp3
二、确定分子空间构型的简易方法
价层电子对数目法（ABm型）
表4-1
价层电子
对数目
价层电子
对构型
价层电子对数目与价层电子对构型关系
2
直线
3
4
5
6
三角双
三角形 四面体
八面体
锥
推断分子或离子的空间构型的具体步骤：
•确定中心原子的价层电子对数，
以AXm为例 (A—中心原子,X—配位原子) ：
价层电子对数
中心原子价电子数 配位原子提供电子数 离子所带电荷数
2
原则：
①A的价电子数 =主族序数；
②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电
子, 规定氧与硫不提供价电子；
③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。
2 ）电子对数和电子对空间构型的关系
电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。
2 对电子
直线形
只有一种角度，180°
A
••
只有一种角度，120°
A
3 对电子 正三角形
••
••
••
只有一种角度，109°28′
4 对电子 正四面体
••
A
••
••
① 孤对电子=0:
分子的空间构型=电子对的空间构型
例如：
Becl 2 n=
BF3
n=
CH 4 n=
1
2 (2+2)=2
1
(3+3)=3
2
1
(4+4)=4
2
直线形
平面三角形
四面体
②孤对电子≠0 ：
分子的空间构型不同于电子对的空间构型。
电子对数
(m)
配体数
孤电子对数
(n)
(m － n)
3
2
1
4
3
1
电子对构型
••
••
••
分子构型
A
A
••
“ V ” 字形
••
A
••
三角形
••
A
••
••
B
B
B
三角锥
正四面体
••
4
2
2
••
A
••
正四面体
B
B
••
••
A
••
B
B
“ V ” 字形
（3）判断共价分子结构的实例
例 1 利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何
构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型 。
AlCl3
SO32 -
H2 S
NH4 +
NO2
解：总数
6
8
8
8
5
对数
3
4
4
4
3
三角形 正四面体 正四面体 正四面体
电子对构型
Cl
分子构型
S
Cl
三角形
Cl
H
V字构型
H
S
Al
H
O
三角锥
三角形
O
O
N
H
N
H
H
O
正四面体 V字形
O
小结:
代表
物
中心原子
结合的原子数
分子
类型
空间构型
CO2
2
AB2
直线形
3
AB3 平面三角形
4
AB4
正四面体
H2O
2
AB2
V形
NH3
3
AB3
三角锥形
中心原子
CH2O
无孤对电子
CH4
中心原子
有孤对电子
（二）等电子原理
1、原理：具有相同价电子数和相同原子数的分
子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为
“等电子原理”
2、应用：
⑴判断一些简单分子或离子的立体构型。
⑵制造新材料等方面也有重要应用。
等电子体原理
（1）AX型，10电子，N2、CO、 CN-，直线型
（2） AX2 型，16电子，CO2、CNS–、NO2+、N3–直线型分子，
sp杂化轨道，键角为180。
（3） AX2，18e， SO2、O3、NO2–等离子或分子，中心原子
取sp2杂化形式，分子立体结构为V型。
（4） AX3，价电子总数24， CO32–、NO3–、SO3等，平面三
角形分子, sp2杂化轨道。
（5） AX4 ，总价电子数32， SO42–、PO43–等, sp3杂化，呈
正四面体立体结构；
练习:
1.根据“等电子原理”,仅有第二周期元素组成的共价分子中,
互为等电子体的有:
和
;
和
.
2.根据等电子原理,下列分子的结构最相似的是( )
A.H2O B.CO2
C.SO2
D.BeCl2
小结:
1.杂化的类型
2.价电子对数的计算方法
3.等电子原理
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类
型相同的是 ( B )
A．CO2与SO2
B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3
D．C2H2与C2H4
2、对SO2与CO2说法正确的是( D )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化轨道
C.S原子和C原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构
3、指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，
并预测分子的几何构型。
(1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2
物质
气态
BeCl2
CO2
BF3
CH4
NH4+
H2 O
NH3
PCl3
价电
子对
数
中心原子杂
化轨道类型
杂化轨道/电
子对空间构
型
轨道夹
角
分子空间
构型
键角
物质
价电
子对
数
中心原子
杂化轨道
类型
杂化轨道/电子
对空间构型
轨道夹
角
分子空间
构型
键角
气态
BeCl2
2
SP
直线型
180
直线型
180
CO2
2
SP
直线型
180
直线型
180
BF3
3
SP2
正三角型
120
正三角型
120
CH4
4
SP3
正四面体
109.5
正四面体
109.5
NH4+
4
SP3
正四面体
109.5
正四面体
109.5
H2 O
4
SP3
正四面体
109.5
V型
104.5
NH3
4
SP3
正四面体
109.5
三角锥型
107.3
PCl3
4
SP3
三角锥型
109.5
三角锥型
107.3
练习题：
观察书上第62页的图4-6
分析乙烯和乙炔分子的中心原子碳的杂化类型及
成键情况
乙烯的成键分析
2p
2s
基态C原子
杂化
2p
sp2杂化轨道
乙烯分子中键的形成
乙炔的成键分析
2p
2s
基态C原子
杂化
2p
sp杂化轨道
巩固练习:
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的
类型相同的是 ( B )
A．CO2与SO2
B．CH4与NH3
C．BeCl2与SO3
D．C2H2与C2H4
2、指出中心原子可能采用的杂化轨
道类型，并预测分子的几何构型。
(1)PCl3
(2)BCl3
(3)CS2
(4)CCl4
(5)H2S
3、
写出CH2O分子的电子式、结构式。
根据所学知识试分析中的C原子的
成键方式。
谢
谢
大
家
!