分子立體構(gòu)型

第二節(jié)分子的立體構(gòu)型共價鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角衡量化學(xué)鍵的穩(wěn)定性描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素成鍵方式“頭碰頭”,呈軸對稱成鍵方式“肩并肩”,呈鏡像對稱分子的立體結(jié)構(gòu)活動：1、利用幾何知識分析一下，空間分布的兩個點是否一定在同一直線？遷移:兩個原子構(gòu)成的分子，將這2個原子看成兩個點，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？O2HCl活動：2、利用幾何知識分析一下，空間分布的三個點是否一定在同一直線上？遷移：三個原子構(gòu)成的分子，將這3個原子看成三個點，則它們在空間上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？結(jié)論：在多原子構(gòu)成的分子中，由于原子間排列的空間順序不一樣，使得分子有不同的結(jié)構(gòu)，這就是所謂的分子的立體構(gòu)型。一.形形色色的分子H2OCO21、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）直線形180°V形105°2、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（常見的是平面三角形、三角錐形）HCHONH3平面三角形120°三角錐形107°3、五原子分子立體結(jié)構(gòu)（最常見的是正四面體）CH4正四面體4、其它P4正四面體60°C2H2直線形180°C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？思考:同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？二．價層互斥理論（VSEPR）1.內(nèi)容對ABn型的分子或離子，中心原子A價層電子對（包括成鍵σ鍵電子對和未成鍵的孤對電子對）之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。σ鍵電子對和孤對電子對排斥力最小2.價層電子對（σ鍵電子對和未成鍵的孤對電子對）代表物電子式中心原子結(jié)合原子數(shù)σ鍵電子對孤對電子對價層電子對數(shù)H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202中心原子上的孤電子對數(shù)=?（a-xb)δ鍵電子對數(shù)

a:對于原子：為中心原子的最外層電子數(shù)(對于陽離子：a為中心原子的最外層電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；對于陰離子：a為中心原子的最外層電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)）x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(H為1，其他原子為“8-該原子的最外層電子數(shù)）=δ鍵個數(shù)+中心原子上的孤對電子對個數(shù)價層電子對數(shù)=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子或離子中心原子

a

x

b中心原子上的孤電子對數(shù)H2OO

SO2

S

NH4+

N

CO32-C

6

15-1=40

4+2=60224132孤電子對的計算

6

212=?（a-xb)剖析內(nèi)容對ABn型的分子或離子，中心原子A價層電子對（包括成鍵σ鍵電子對和未成鍵的孤對電子對）之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。排斥力最小A3.價電子對的空間構(gòu)型(VSEPR模型)電子對數(shù)目：234VSEPR模型：

直線平面三角形正四面體(VSEPRmodels)價層電子對互斥模型1、中心原子上無孤對電子的分子：VSEPR模型就是其分子的立體結(jié)構(gòu)，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測，概括如下：ABn立體結(jié)構(gòu)范例

n=2直線形CO2、CS2

n=3平面三角形CH2O、BF3

n=4正四面體形CH4、CCl42.中心原子上存在孤對電子的分子：先由價層電子對數(shù)得出含有孤對電子的價層電子對互斥模型，然后略去孤對電子在價層電子對互斥模型占有的空間，剩下的就是分子的立體結(jié)構(gòu)。分子的VSEPR模型分子立體構(gòu)型分子或離子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型及名稱分子的立體構(gòu)型及名稱CO2CO32-SO24.VSEPR模型應(yīng)用——預(yù)測分子立體構(gòu)型232001COOCOOOSOO直線形直線形平面三角形平面三角形V形平面三角形中心原子的孤對電子也要占據(jù)中心原子的空間，并與成鍵電子對互相排斥。推測分子的立體模型必須略去VSEPR模型中的孤電子對分子或離子σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型及名稱分子的立體構(gòu)型及名稱CH4NH3H2O432012CHHHHNHHHOHH正四面體正四面體正四面體三角錐形正四面體V形應(yīng)用反饋化學(xué)式中心原子孤對電子數(shù)σ鍵電子對數(shù)VSEPR模型H2SBF3NH2-2023空間構(gòu)型V形平面三角形V形22平面三角形四面體四面體ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布模型

立體結(jié)構(gòu)

實例

23平面三角形20 AB2直線形

CO230 AB321 AB2價層電子對數(shù)平面三角形

BF3V形SO2小結(jié):直線形價層電子對數(shù)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布分子構(gòu)型

實例模型4正四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體

CH4三角錐形

NH3V形H2O1.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤對電子，運用價層電子對互斥模型，下列說法正確的（）A.若n=2，則分子的立體構(gòu)型為V形B.若n=3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形C.若n=4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形D.以上說法都不正確C牛刀小試2.用價層電子對互斥模型判斷SO3的分子構(gòu)型＿＿＿A、正四面體形B、V形C、三角錐形D、平面三角形D課堂練習(xí)：1、多原子分子的立體結(jié)構(gòu)有多種，三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有＿＿＿

形和

形，大多數(shù)四原子分子采取

形和＿＿＿形兩種立體結(jié)構(gòu)，五原子分子的立體結(jié)構(gòu)中最常見的是

形。

2、下列分子或離子中，不含有孤對電子的是

＿＿＿

A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其鍵角由小到大的順序為＿＿＿

4、以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為109°28′的是＿＿＿＿

①CH4②NH4+③CH3Cl④P4⑤SO42-A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①④⑤直線V平面三角三角錐③②①④DC正四面體第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第二課時——雜化理論活動：請根據(jù)價層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型新問題1：1.寫出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結(jié)合形成CH4，而不是CH2？C原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖1s1新問題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論sp3C：2s22p2

由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為

sp3雜化軌道。為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?

四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’主族元素的ns、np軌道1.概念：在形成分子時，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。2.要點：（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級組或相近能級組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時更有利于軌道間的重疊；三.雜化軌道理論sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2s

軌道和1/2p

軌道的成分兩個軌道間的夾角為180°，呈直線型

sp

雜化：1個s軌道與1個p軌道進行的雜化,

形成2個sp雜化軌道。180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2沒有單個電子，spsp雜化ClClsppxpxsp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分每兩個軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個s軌道與2個p軌道進行的雜化,

形成3個sp2雜化軌道。120°FFFB例如：Sp2

雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒有3個成單電子sp2sp2雜化sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：1個s軌道與3個p軌道進行的雜化,形成4個sp3雜化軌道。

每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分每兩個軌道間的夾角為109.5°，

空間構(gòu)型為正四面體型例如：Sp3

雜化——CH4分子的形成sp3C：2s22p23.雜化軌道分類：sp3CH4原子軌道雜化等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分的均勻混合。雜化軌道每個軌道的成分軌道間夾角(鍵角)

sp1/2s，1/2p180°

sp21/3s，2/3p120°

sp31/4s，3/4p109°28′H2O原子軌道雜化O原子：2s22p4有2個單電子，可形成2個共價鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是90°，Why?2s2p2對孤對電子雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分上的不均勻混合。某個雜化軌道有孤電子對排斥力：孤電子對-孤電子對>孤電子對-成鍵電子對>成鍵電子對-成鍵電子對4.雜化類型判斷：因為雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對，故有小結(jié)：雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)4.雜化類型判斷：A的價電子對數(shù)234A的雜化軌道數(shù)雜化類型A的價電子空間構(gòu)型A的雜化軌道空間構(gòu)型ABm型分子或離子空間構(gòu)型對于ABm型分子或離子，其中心原子A的雜化軌道數(shù)恰好與A的價電子對數(shù)相等。234spsp2sp3直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形或V形正四面體三角錐形或V形例1：計算下列分子或離子中的價電子對數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)價電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對空間構(gòu)型軌道夾角分子空間構(gòu)型鍵角氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體180°180°120°109.5°直線形直線形平面三角形正四面體V形三角錐形180°180°120°109.5°109.5°104.5°107.3°107.3°課堂練習(xí)例題二：對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)B．中心原子都采取sp雜化軌道C．S原子和C原子上都沒有孤對電子D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論C原子在形成乙烯分子時，碳原子的2s軌道與2個2p軌道發(fā)生雜化，形成3個sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個頂點。每個C原子的2個sp2雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2個相同的σ鍵，各自剩余的1個sp2雜化軌道相互形成一個σ鍵，各自沒有雜化的l個2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成。C原子在形成乙炔分子時發(fā)生sp雜化，兩個碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個sp雜化軌道相互形成1個σ鍵，兩個碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。大π鍵C6H6sp2雜化第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第三課時——配位理論[Cu(H2O)4]2+SO42

–

天藍色天藍色天藍色無色無色無色Na+Cl-K+Br-K

+實驗探究[2—1]固體溶液顏色無色離子：CuSO4CuCl2?2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr向盛有固體樣品的試管中，分別加1/3試管水溶解固體，觀察實驗現(xiàn)象并填寫下表什么離子呈天藍色：白色白色白色白色綠色深褐色思考與交流1為什么CuSO4?5H2O晶體是藍色而無水CuSO4是白色？思考與交流2Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？1、在強酸溶液電離的過程中，

H2O能與H+結(jié)合形成H3O+，請用電子式表示H與O形成H2O的過程，比較H2O和H3O+的電子式，討論H2O與H+是如何形成H3O+？O??????H2X??O???XH?HXH??O???XH?HX+1.配位鍵①.定義：②.形成條件:③.表示方法:一方提供孤電子對一方提供空軌道AB提供孤電子對的原子與接受孤電子對的原子之間形成的共價鍵，④.鍵參數(shù):同其他相同原子形成的共價鍵鍵參數(shù)完全相同HOHH即“電子對給予—接受鍵”Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？思考與交流2Cu2+H+提供空軌道接受孤對電子H2O提供孤電子對H2OHOHHCuH2OH2OH2OOH22+2、請根據(jù)H3O+的形成提出[Cu(H2O)4]2+中Cu2+與H2O結(jié)合方式的設(shè)想，并將你的想法與同學(xué)交流。2.配合物②.配合物的組成Cu(H2O)4SO4內(nèi)界外界中心離子配體配位數(shù)①.定義:通常把接受孤電子對的金屬離子（或原子）與某些提供孤電子對的分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物(配離子)天藍色溶液藍色沉淀深藍色溶液除水外，是否有其他電子給予體？實驗探究[2—2]（取實驗[2-1]所得硫酸銅溶液1/3實驗）根據(jù)現(xiàn)象分析溶液成分的變化并說明你的推斷依據(jù)，寫出相關(guān)的離子方程式Cu(OH)2H2OCuH2OH2OOH22+CuH3N2+NH3NH3NH3深藍色晶體[Cu(NH3)4]SO4?H2O思考與交流3+乙醇靜置Fe3++3SCN-=Fe(SCN）3

血紅色配位數(shù)可為1—6Fe3+是如何檢驗的？思考能形成配合物的離子不能大量共存2、有Fe2+Cu2+Zn2+Ag+H2ONH3Cl

CO可以作為中心離子的是可以作為配體的是Fe2+Cu2+Zn2+

H2ONH3CN

COAg+CN

Cl

CH4CO2微粒常見的配位體常見的中心離子過渡金屬原子或離子X-COCN

H2ONH3SCN-配位數(shù)一般中心離子所結(jié)合的配體個數(shù)實驗探究[2—4]向?qū)嶒瀃2—2]深藍色溶液中滴加硫酸，觀察實驗現(xiàn)象，由此現(xiàn)象變化說明了什么天藍色溶液+硫酸H2OCuH2OH2OOH22+Cu2+

OH2<Cu2+

NH3<H+

NH3配位鍵的穩(wěn)定性HNHHH+深藍色溶液CuH3N2+NH3NH3NH3H2OCuH2OH2OOH22+天藍色溶液配合物具有一定的穩(wěn)定性，配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定。過渡金屬配合物遠比主族金屬易形成配合物③.

配合物的性質(zhì)④.配合物的應(yīng)用a在生命體中的應(yīng)用b在醫(yī)藥中的應(yīng)用c配合物與生物固氮d在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用王水溶金葉綠素血紅蛋白抗癌藥物酶維生素B12鈷配合物含