高二化學課件：分子的空間構型

分子的空間構型第一課時價層互斥理論一、形形色色的分子H2OCO21、三原子分子立體結構直線形180°V形105°一、形形色色的分子2、四原子分子立體結構HCHONH3平面三角形120°三角錐形107°3、五原子分子立體結構一、形形色色的分子CH4正四面體4、其它一、形形色色的分子P4正四面體60°C2H2直線形180°

同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結構卻不同，什么原因？思考:

同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結構也不同，什么原因？二、價層互斥理論1.內容對ABm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，將使分子的幾何構型總是采取電子對相互排斥最小的那種構型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。二、價層互斥理論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=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)δ鍵電子對數(shù)

=與中心原子結合的原子數(shù)配位原子中鹵素原子、H原子提供1個價電子，氧和硫作為配位原子按不提供電子計算。分子中價層電子對數(shù)的確定:n=[A的價電子數(shù)+B提供的價電子數(shù)×m]2以ABm為例(A—中心原子,B—配位原子)：陽離子：中心原子的最外層電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；陰離子：中心原子的最外層電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)）二、價層互斥理論

剖析內容對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，將使分子的幾何構型總是采取電子對相互排斥最小的那種構型，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.價電子對的空間構型即VSEPR模型電子對數(shù)目：234VSEPR模型：

二、價層互斥理論直線平面三角形正四面體應用反饋化學式價層電子對數(shù)VSEPR模型H2SBF3NH2-43空間構型V形平面三角形V形4平面三角形四面體四面體SO42-ABn型分子的VSEPR模型和立體結構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

立體結構

實例

23平面三角形20 AB2直線形

30 AB321 AB2價層電子對數(shù)平面三角形V形SO2小結:直線形CO2BeCl2CH2OBF3CO32-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型

實例模型4正四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體

CH4三角錐形V形H2OH2SNH3NCl3SO32-CH4

SiCl4NH4+知識拓展二：三.等電子原理

具有相同價電子數(shù)(價電子總數(shù))和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結構特征，這一原理稱為“等電子原理”。1.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，則分子的立體構型為V形

B.若n=3，則分子的立體構型為三角錐形

C.若n=4，則分子的立體構型為正四面體形

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：1、多原子分子的立體結構有多種，三原子分子的立體結構有＿＿＿

形和

形，大多數(shù)四原子分子采取

形和＿＿＿形兩種立體結構，五原子分子的立體結構中最常見的是

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構為正四面體，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正四面體分子的空間構型第二課時——雜化理論寫出碳原子的核外電子排布圖，思考：C原子與H原子結合形成的分子為什么是CH4，而不是CH2或CH3？C原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖1s1新問題2：按照我們已經學過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應該是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例如：Sp3

雜化——CH4分子的形成sp3C：2s22p2三、雜化理論簡介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：（2）參與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）；（1）只有在形成分子的過程中原子軌道才能進行雜化,孤立的原子不可能發(fā)生雜化。（5）組合得到的雜化軌道與其他原子形成σ鍵或排布孤對電子，而不會以空軌道的形式存在。（4）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（一頭大一頭小，最大重疊原理），在成鍵時更有利于軌道間的重疊；故雜化軌道的成鍵能力比未雜化的原子軌道的成鍵能力強。（3）軌道雜化時，通常有激發(fā)、雜化、軌道重疊等過程；2.軌道雜化理論的基本要點：（6）中心原子采取的雜化類型決定了雜化軌道分布形狀（最小斥力原理）及所形成的分子的幾何構型。2.要點：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ClClsppxpx三、雜化理論簡介3.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′3.雜化軌道分類：三、雜化理論簡介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，鍵角應當是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-成鍵電子對三、雜化理論簡介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

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)＋中心原子結合的原子數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)三、雜化理論簡介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的價電子空間構型A的雜化軌道空間構型ABm型分子或離子空間構型對于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)，并根據已學填寫下表物質價電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對空間構型軌道夾角分子空間構型鍵角氣態(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°28″109°28″104.5°107°18″107°18″課堂練習例題二：對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結構

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形結構，CO2為直線形結構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合。大π鍵C6H6sp2雜化第三課時[練習]指出下列物質中的共價鍵類型1、O22、CH43、CO24、H2O25、Na2O26、NaOH非極性鍵極性鍵極性鍵(H-O-O-H)極性鍵非極性鍵非極性鍵極性鍵分子的極性極性分子

正電荷重心和負電荷重心不相重合的分子非極性分子

正電荷重心和負電荷重心相重合的分子分子極性的判斷方法雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性多原子分子(ABm型)取決于分子的空間構型分子極性的判斷判斷下列分子的極性，并交流你的判斷依據：雙原子分子的極性：分子H2O2Cl2HClCO分子的極性單質分子的極性：分子P4

C60分子的極性非極性非極性非極性極性極性非極性非極性分子極性的判斷分子CO2BF3

CH4空間結構分子的極性直線形正三角形正四面體分子H2ONH3HCNCH3Cl空間結構分子的極性V形直線形

四面體三角錐形多原子分子的極性：非極性非極性非極性極性極性極性極性課本P72

活動與探究實驗1實驗現(xiàn)象：當摩擦帶電的玻璃棒接近水滴時，水滴會隨之運動。實驗結論：水是極性分子，正、負電荷重心不重合，水分子在外界電場的影響下，略顯電性，受到外界電場的作用而運動。分子的極性與物質物理性質的關系

分子的極性對物質的熔點、沸點、溶解性等物理性質有顯著的影響。如“相似相溶規(guī)則”完成課本

P73交流與討論、問題解決實驗2碘在水中和四氯化碳中的溶解情況實驗現(xiàn)象：⑴當?shù)饧尤胨?，碘固體沉在底部，水溶液略顯黃色，無其他明顯現(xiàn)象。⑵繼續(xù)加入1mLCCl4后，振蕩，靜置后發(fā)現(xiàn)水層和四氯化碳分層，碘固體消失，下層的四氯化碳層呈紫紅色，上層水溶液無色。實驗結論：碘單質難溶于水，易溶于四氯化碳。C=O鍵是極性鍵，但從分子總體而言CO2是直線型分子，兩個C=O鍵是對稱排列的，兩鍵的極性互相抵消（F合=0），∴整個分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子180oF1F2F合=0OOCHOH104o30＇F1F2F合≠0O-H鍵是極性鍵，共用電子對偏O原子，由于分子是折線型構型，兩個O-H鍵的極性不能抵消（F合≠0），∴整個分子電荷分布不均勻，是極性分子HHHNBF3：NH3120o107o18'

三角錐型,不對稱，鍵的極性不能抵消，是極性分子F1F2F3平面三角形，對稱，鍵的極性互相抵消（F合=0），是非極性分子CHHHH109o28'

正四面體型，對稱結構，C-H鍵的極性互相抵消（F合=0），是非極性分子下列敘述正確的是（）：凡是含有極性鍵的分子一定是極性分子。極性分子中一定含有極性鍵。非極性分子中一定含有非極性鍵。非極性分子一定不含有極性鍵。極性分子一定不含有非極性鍵。凡是含有極性鍵的一定是極性分子。非金屬元素之間一定形成共價鍵。離子化合物中一定不含有共價鍵。無答案鞏固練習××××××××手性分子專題4分子空間結構與物質性質旋光性與對映異構現(xiàn)象法國化學家路易·巴斯德（L·Pasteur）發(fā)現(xiàn)酒石酸鈉銨有兩種不同的晶體.左旋和右旋酒石酸鈉銨的晶體外型不對稱，它們之間的關系相當于左手與右手或物體與鏡象。荷蘭化學家范特荷夫和法國化學家勒比爾分別提出了碳原子的正四面體學說，碳原子處在四面體的中心，四個價指向四面體的四個頂點，如果碳原子所連接的四個基團互不相同，這四個基團在碳原子周圍就有兩種不同的排列方式，代表兩種不同的四面體空間構型，它們像左右手一樣互為鏡象，非常相似但不能疊合。左手和右手不能重