【課件】分子的立體構(gòu)型++課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二節(jié)《分子的立體構(gòu)型》復(fù)習(xí)回顧共價鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角衡量化學(xué)鍵穩(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”,呈鏡面對稱形形色色的分子O2HClH2OCO2思考:在O2、HCl這樣的雙原子分子中存在分子的立體結(jié)構(gòu)問題嗎？何謂“分子的立體結(jié)構(gòu)”？

所謂“分子的立體結(jié)構(gòu)”指多原子構(gòu)成的共價分子中的原子的空間關(guān)系問題。

CO2與H2O同為三原子分子，其空間構(gòu)型不同。V形直線形CH2ONH3上述分子都為四原子分子，它們的空間構(gòu)型不相同？三角錐形平面三角形CH4CHCl3正四面體形四面體形C60C20C40C70

形，如CO2

形，如H20

形，如HCHO、BF3

形，如NH3分子的立體結(jié)構(gòu)最常見的是

形，如CH4五原子分子———三原子分子四原子分子形形色色的分子表格一直線V平面三角三角錐正四面體★☆★通過填表，你能發(fā)現(xiàn)什么問題？

肉眼不能看到分子，那么，科學(xué)家是怎樣知道分子的形狀的呢?早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測，如今，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機(jī)模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學(xué)鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)視野—分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測定的？測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析?？茖W(xué)視野—分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測定的？

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:直線形V形

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？思考:三角錐形平面三角形2對電子直線形3對電子正三角形只有一種角度，120°。

??A????4對電子正四面體A????????價層電子對互斥模型若中心原子無孤電子對時，其價層電子對互斥模型與其分子或離子的立體構(gòu)型一致。H2ONH3CH44=4+04=3+14=2+2VSEPR模型立體構(gòu)型正四面體形四面體形四面體形正四面體形三角錐形V形價層電子對數(shù)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、①④⑤5、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、平面三角形直線V平面三角三角錐③②①④DCD正四面體如何才能使CH４分子中的C原子與四個H原子形成完全等同的四個共價鍵呢？109°28’

為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，它的要點是：當(dāng)碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，得到4個相同的sp3雜化軌道，夾角109

28′，表示這4個軌道是由1個s軌道和3個p軌道雜化形成的如下圖所示：2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化CHHHH109°28’激發(fā)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。由于每個軌道中都含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分，因此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(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個頂點。

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，形成一個正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’雜化軌道理論簡介雜化軌道的概念原子中能量相近的幾個軌道間通過相互的混雜后，形成相同數(shù)量的幾個能量與形狀都相同的新軌道。關(guān)于雜化軌道的特點（1）只有能量相近的軌道才能相互雜化。（2）形成的雜化軌道數(shù)目等于參加雜化的原子軌道數(shù)目。（3）雜化軌道成鍵能力大于原來的原子軌道。因為雜化軌道的形狀變成一頭大一頭小了，用大的一頭與其他原子的軌道重疊，重疊部分顯然會增大。實例分析：試解釋CCl4分子的空間構(gòu)型。

CCl4分子的中心原子是C，其價層電子組態(tài)為2s22px12py1。在形成CCl4分子的過程中，C原子的2s軌道上的1個電子被激發(fā)到2p空軌道，價層電子組態(tài)為2s12px12py12pz1，1個2s軌道和3個2p軌道進(jìn)行sp3雜化，形成夾角均為109028′的4個完全等同的sp3雜化軌道。其形成過程可表示為理論分析：C原子的4個sp3雜化軌道分別與4個Cl原子含有單電子的2p軌道重疊，形成4個sp3-p的σ鍵。故CCl4

分子的空間構(gòu)型是正四面體.實驗測定：CCl4分子中有四個完全等同的C-Cl鍵，其分子的空間構(gòu)型為正四面體。

由1個s軌道和2個p軌道混雜并重新組合成3個能量與形狀完全相同的軌道。由于每個雜化軌道中都含有1/3的s軌道成分和2/3的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為sp2雜化軌道。SP2雜化sp2雜化軌道的形成和空間取向示意圖sp2雜化軌道的形成和特點：由1個s軌道與2個p軌道組合成3個sp2

雜化軌道的過程稱為sp2

雜化。每個sp2

雜化軌道中含有1/3的s軌道成分和2/3的p軌道成分。

為使軌道間的排斥最小，3個sp2雜化軌道呈正三角形分布，夾角為1200。當(dāng)3個sp2雜化軌道分別與其他3個相同原子的軌道重疊成鍵后，就會形成平面三角形構(gòu)型的分子。

實例分析：

試說明BF3分子的空間構(gòu)型。BF3分子的中心原子是B，其價層電子排布為2s22p1

。在形成BF3分子的過程中，B原子的2s軌道上的1個電子被激發(fā)到2p空軌道，價層電子排布為2s12px12py1

，1個2s軌道和2個2p軌道進(jìn)行sp2雜化，形成夾角均為1200的3個完全等同的SP2雜化軌道。其形成過程可表示為：理論分析：B原子的三個SP2雜化軌道分別與3個F原子含有單電子的2p軌道重疊，形成3個sp2-p的σ鍵。故BF3

分子的空間構(gòu)型是平面三角形。實驗測定：BF3分子中有3個完全等同的B-F鍵，鍵角為1200

，分子的空間構(gòu)型為平面三角形。

大π鍵C6H6sp2雜化

由1個s軌道和1個p軌道混雜并重新組合成2個能量與形狀完全相同的軌道。由于每個雜化軌道中都含有1/2的s軌道成分和1/2的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為SP雜化軌道。SP雜化軌道

sp雜化軌道的形成及特點：由1個s軌道和1個p軌道“混雜”成2個sp雜化軌道的過程稱為sp雜化，所形成的軌道稱為sp雜化軌道。為使軌道間的排斥最小，軌道間的夾角為1800

。當(dāng)2個sp雜化軌道與其他原子軌道重疊成鍵后就會形成直線形分子。

sp雜化軌道的形成和空間取向示意圖實例分析：

試分析BeCl2分子的形成和空間構(gòu)型。Be原子的價層電子排布為2s2

。在形成BeCl2

分子的過程中，Be原子的1個2s電子被激發(fā)到2p空軌道，價層電子排布變?yōu)闉?s12px1

。這2個含有單電子的2s軌道和2px軌道進(jìn)行sp雜化，組成夾角為1800

的2個能量相同的sp雜化軌道，其形成過程可表示為：理論分析：Be原子上的兩個SP雜化軌道分別與2個Cl原子中含有單電子的3p軌道重疊，形成2個sp-p的σ鍵，所以BeCl2分子的空間構(gòu)型為直線。實驗測定：BeCl2分子中有2個完全等同的Be-Cl鍵，鍵角為1800

，分子的空間構(gòu)型為直線。雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1個s+1個p1個s+2個p1個s+3個p雜化軌道數(shù)2個sp雜化軌道3個sp2雜化軌道4個sp3雜化軌道雜化軌道間夾角18001200109028’

空

間

構(gòu)

型直線正三角形正四面體實

例BeCl2,

C2H2BF3

,C2H4CH4

,CCl41、雜化軌道數(shù)=中心原子孤電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)2、雜化軌道所用原子軌道的能量要相近，且雜化軌道只能用于形成σ鍵或容納孤對電子，剩余的p軌道還可形成∏鍵。三種SP雜化軌道的比較

[Cu(H2O)4]2+SO42

–

天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)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(lán)色：白色白色白色白色綠色深褐色Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？思考與交流2Cu2+提供空軌道接受孤對電子提供孤電子對OH2CuH2OH2OH2OOH22+配位鍵形成條件：中心原子或離子要有空軌道，配位原子要有孤對電子表示方法：