高中化學(xué)選修3分子的立體構(gòu)型分解

高中化學(xué)選修3分子的立體構(gòu)型分解第一頁(yè)，共46頁(yè)。復(fù)習(xí)回顧共價(jià)鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長(zhǎng)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(duì)稱成鍵方式“肩并肩”,呈鏡像對(duì)稱第一頁(yè)第二頁(yè)，共46頁(yè)。一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）第二頁(yè)第三頁(yè)，共46頁(yè)。３、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2OCOCl2NH3P4第三頁(yè)第四頁(yè)，共46頁(yè)。４、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH4第四頁(yè)第五頁(yè)，共46頁(yè)。CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：第五頁(yè)第六頁(yè)，共46頁(yè)。C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子第六頁(yè)第七頁(yè)，共46頁(yè)。第七頁(yè)第八頁(yè)，共46頁(yè)。第八頁(yè)第九頁(yè)，共46頁(yè)。分子世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測(cè)定的呢？第九頁(yè)第十頁(yè)，共46頁(yè)。早年的科學(xué)家主要靠對(duì)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(cè)，如今，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測(cè)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(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實(shí)只是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型。當(dāng)一束紅外線透過(guò)分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個(gè)化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)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(cè)定的？（指導(dǎo)閱讀P39）第十頁(yè)第十一頁(yè)，共46頁(yè)。測(cè)分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共46頁(yè)。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形第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共46頁(yè)。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第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共46頁(yè)。二、價(jià)層電子對(duì)互斥（VSEPR）理論（ValenceShellElectronPairRepulsion）共價(jià)分子中，中心原子周圍電子對(duì)排布的幾何構(gòu)型主要取決于中心原子的價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目。價(jià)層電子對(duì)各自占據(jù)的位置傾向于彼此分離得盡可能的遠(yuǎn)，此時(shí)電子對(duì)之間的斥力最小，整個(gè)分子最穩(wěn)定。1、理論要點(diǎn)價(jià)層電子對(duì)包括成鍵的σ電子對(duì)和孤電子對(duì)不包括成鍵的π電子對(duì)！第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共46頁(yè)。2、價(jià)層電子對(duì)數(shù)計(jì)算①確定中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目?jī)r(jià)層電子對(duì)數(shù)＝配位原子數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)分子中a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，x為配原子數(shù)，b為配原子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需的電子數(shù)陽(yáng)離子中，a為中心原子價(jià)電子數(shù)減去離子所帶電荷數(shù)，陰離子中，a為中心原子價(jià)電子數(shù)加上離子所帶電荷數(shù)。孤電子對(duì)數(shù)＝（a-xb）/2第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共46頁(yè)?；瘜W(xué)式價(jià)層電子對(duì)數(shù)結(jié)合的原子數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO42－012010002223344404234344444第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共46頁(yè)?；瘜W(xué)式價(jià)層電子對(duì)數(shù)結(jié)合的原子數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl3CH4201010012332465304434256544第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共46頁(yè)。②確定價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)數(shù)目23456價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型直線平面三角型正四面體三角雙錐正八面體注意：孤對(duì)電子的存在會(huì)改變鍵合電子對(duì)的分布方向，從而改變化合物的鍵角3、確定分子構(gòu)型

在價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型的基礎(chǔ)上，去掉孤電子對(duì)由真實(shí)原子形成的構(gòu)型第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共46頁(yè)。分子或離子價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱孤電子對(duì)數(shù)分子或離子立方體構(gòu)型H2O4四面體2V形CO22直線形0直線形SO23平面三角形1V形NH34四面體1三角錐形CO32－3平面三角形0平面三角形SO33平面三角形0平面三角形CH44正四面體形0正四面體形SiCl44正四面體形0正四面體形第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共46頁(yè)。中心原子代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子類型空間構(gòu)型無(wú)孤對(duì)電子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤對(duì)電子H2O2AB2NH33AB3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形小結(jié):價(jià)層電子對(duì)互斥模型第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共46頁(yè)。應(yīng)用反饋:化學(xué)式中心原子孤對(duì)電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共46頁(yè)。ABn型分子空間構(gòu)型快速判斷方法：1、n=2時(shí)，中心原子無(wú)孤對(duì)電子的是直線形，中心原子有孤對(duì)電子為V形，如CO2直線形，H2O為V形。2、n=3時(shí)，中心原子無(wú)孤對(duì)電子的為平面三角形，有孤對(duì)電子的為三角錐形。BF3為平面三角形，H3O+三角錐形。3、n=4時(shí)，為正四面體。第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共46頁(yè)。1.下列物質(zhì)中分子立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是A．CO2B．H2SC．PCl3D．SiCl42.下列分子立體結(jié)構(gòu)其中屬于直線型分子的是A．H2OB．CO2

C．C2H2D．P4

B

BC

第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共46頁(yè)。3.若ABn型分子的中心原子A上沒(méi)有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子，運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型，下列說(shuō)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(shuō)法都不正確課堂練習(xí)C第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共46頁(yè)。美國(guó)著名化學(xué)家鮑林（L.Pauling,1901—1994）教授具有獨(dú)特的化學(xué)想象力：只要給他物質(zhì)的分子式，他就能通過(guò)“毛估”法，大體上想象出這種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。請(qǐng)你根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，“毛估”出下列分子的空間構(gòu)型。PCl5

PCl3

SO3

SiCl4

課堂練習(xí)三角雙錐形三角錐形平面三角形正四面體第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共46頁(yè)?！具x修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》】第二章《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)課時(shí)2第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共46頁(yè)。值得注意的是價(jià)層電子對(duì)互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無(wú)法解釋許多深層次的問(wèn)題，如無(wú)法解釋甲烷中四個(gè)CH的鍵長(zhǎng)相同、鍵能相同及H—C—H的鍵角為109

28′。因?yàn)榘凑瘴覀円呀?jīng)學(xué)過(guò)的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)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。碳原子:為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共46頁(yè)。雜化軌道理論雜化：原子內(nèi)部能量相近的原子軌道，在外界條件影響下重新組合的過(guò)程叫原子軌道的雜化雜化軌道：原子軌道組合雜化后形成的一組新軌道雜化軌道類型：sp、sp2、sp3、sp3d2雜化結(jié)果：重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等成鍵能力更強(qiáng)的原子軌道雜化軌道用于容納σ鍵和孤對(duì)電子第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共46頁(yè)。第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共46頁(yè)。學(xué)習(xí)價(jià)層電子互斥理論知道:NH3和H2O的模型和甲烷分子一樣,也是正四面體的,因此它們的中心原子也是sp3雜化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4個(gè)雜化軌道分別用于σ鍵和孤對(duì)電子對(duì)，這樣的4個(gè)雜化軌道顯然有差別第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共46頁(yè)。sp雜化同一原子中ns-np雜化成新軌道；一個(gè)s軌道和一個(gè)

p軌道雜化組合成兩個(gè)新的sp雜化軌道。例：BeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化鍵合直線形sp雜化態(tài)直線形化合態(tài)Cl

BeCl180

除sp3雜化軌道外，還有sp雜化軌道和sp2雜化軌道。sp雜化軌道由1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化而得；sp2雜化軌道由1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道雜化而得，第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共46頁(yè)。碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角為180°的直線形雜化軌道。第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共46頁(yè)。乙炔的成鍵第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共46頁(yè)。sp2雜化sp2雜化軌道間的夾角是120度，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形2s2pB的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正三角形sp2雜化態(tài)例：BF3分子形成BFFFClBCl1200Cl第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共46頁(yè)。碳的sp2雜化軌道sp2雜化：三個(gè)夾角為120°的平面三角形雜化軌道。第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共46頁(yè)。思考題：根據(jù)以下事實(shí)總結(jié)：如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共46頁(yè)。已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來(lái)容納孤對(duì)電子★雜化軌道數(shù)0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共46頁(yè)。例題三：對(duì)SO2與CO2說(shuō)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(méi)有孤對(duì)電子D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共46頁(yè)。天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無(wú)色無(wú)色無(wú)色配合物理論簡(jiǎn)介：實(shí)驗(yàn)2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍(lán)色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+★配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物，通常是由中心離子（或原子）與配位體(某些分子或陰離子)以配位鍵的形式結(jié)合而成的復(fù)雜離子或分子。第三十九頁(yè)第四十頁(yè)，共46頁(yè)。2+CuNH3H3NNH3NH3實(shí)驗(yàn)2-2已知?dú)溲趸~與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯蒣Cu(NH3)4]2+，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液第四十頁(yè)第四十一頁(yè)，共46頁(yè)。實(shí)驗(yàn)2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血紅色由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。練習(xí)書寫：向硝酸銀溶液中逐漸滴加氨水的離子方程式第四十一頁(yè)第四十二頁(yè)，共46頁(yè)。配合物理論簡(jiǎn)介一、配合物的