(完整版)選修三第二節(jié)分子的立體構(gòu)型

分子的立體構(gòu)型人教版高中化學(xué)選修三第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子的立體構(gòu)型

復(fù)習(xí)回顧共價(jià)鍵σ鍵π鍵成鍵方式“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)的重要因素一、形形色色的分子1.雙原子分子（直線型）O2HCl一、形形色色的分子CO22.三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）直線形V形H2O180o105o一、形形色色的分子3.四原子分子立體結(jié)構(gòu)

（常見：平面三角形、三角錐形）CH2ONH3平面三角形三角錐形120o107o一、形形色色的分子４、五原子分子立體結(jié)構(gòu)(常見：正四面體)CH4109o28′一、形形色色的分子C60C20C40C70資料卡片：思考同為三原子分子，為何CO2呈直線形而H2O呈V形？同為四原子分子，為何CH2O呈平面三角形而NH3呈三角錐形？二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論（VSEPR模型）1、要點(diǎn)：預(yù)測(cè)ABn型的分子或離子的空間構(gòu)型。

中心原子A價(jià)層電子對(duì)（包括用于形成共價(jià)鍵的共用電子對(duì)和沒有成鍵的孤對(duì)電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的相對(duì)位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低。推測(cè)分子或離子立體構(gòu)型的步驟：δ鍵電子對(duì)=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，x

為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)a原子：中心原子的價(jià)電子數(shù)陽離子：中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)陰離子：中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)）(價(jià)電子數(shù))其他原子為“8-該原子的價(jià)電子數(shù)）價(jià)層電對(duì)=δ鍵電子對(duì)+中心原子上的孤電子對(duì)中心原子上的孤電子對(duì)=?（a-xb)3、根據(jù)中心原子價(jià)電子層對(duì)數(shù)確定分子立體構(gòu)型注意對(duì)于中心原子上有孤對(duì)電子的分子:孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥

價(jià)層電子對(duì)數(shù)

VSEPR模型

直線形平面三角形四面體三角雙錐八面體鍵角價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型模型名稱實(shí)例2直線形平面三角形四面體

BeCl2BF3CH4、CCl4鍵角價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型模型名稱實(shí)例56三角雙錐

正八面體PCl5SF61200900900分子或離子中心原子axb孤電子對(duì)σ鍵的電子對(duì)數(shù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)SO2S622123CO32-4+2C32033NH3N531134NH4+N5-141044CO推測(cè)分子或離子立體構(gòu)型的步驟：2、確定中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分子式價(jià)層電子對(duì)數(shù)δ鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子空間構(gòu)型CO2SO2SO3220213330直線形V型平面三角形3、根據(jù)中心原子價(jià)電子層對(duì)數(shù)確定分子立體構(gòu)型分子式價(jià)層電子對(duì)數(shù)δ鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子空間構(gòu)型SO32-SO42-134440三角錐正四面體

δ鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布方式

分子構(gòu)型

實(shí)例直線形

23平面三角形20 AB2直線形 HgCl230 AB321 AB2層價(jià)電子對(duì)數(shù)平面三角形BF3SO3V形PbCl2VSEPR模型名稱價(jià)層電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布方式分子構(gòu)型 實(shí)例4四面體40AB43 1AB322AB2正四面體CH4三角錐形NH3Ｖ形H2OVSEPR模型名稱化學(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HCNNO2NH2－NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+PO43－0120100022233444直線形V形V型平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體04正四面體應(yīng)用反饋：:1、下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是（）A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl42、下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線型分子的是（）A、H2OB、CO2

C、C2H2D、P4BBC

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，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個(gè)C—H的鍵長(zhǎng)、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。它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個(gè)氫原子形成甲烷分子時(shí)，碳原子的2s軌道和3個(gè)2p軌道會(huì)發(fā)生混雜，混雜時(shí)保持軌道總數(shù)不變，得到4個(gè)能量相等、成分相同的sp3雜化軌道，夾角109

28′，表示這4個(gè)軌道是由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的如下圖所示：為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，2s2pC的基態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)2s2p激發(fā)態(tài)三、雜化軌道理論簡(jiǎn)介雜化：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等。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。雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對(duì)電子。2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)Sp3雜化Sp3雜化Sp2雜化碳的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。碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角為180°的直線形雜化軌道。Sp雜化已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對(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：價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型直線形平面三角形平面三角形正四面體形正四面體形正四面體形1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2

B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3

D．C2H2與C2H4B課堂練習(xí)2、指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)型。(1)PCl3

(2)BCl3

(3)CS2

(4)C12O(1)PCl3：

SP3三角錐形解析：(2)BCl3

：

SP2平面三角形(3)CS2：

SP直線形(4)C12O：

SP3V形乙烯的sp2雜化圖解在乙炔分子中，碳原子采取sp雜化。每個(gè)碳原子另有二個(gè)p軌道不參與雜化；雜化的二個(gè)軌道，形成σ鍵，未雜化的p軌道可以“肩并肩”重疊成鍵，形成π鍵。乙炔分子中含1個(gè)C-Cσ鍵，2個(gè)C-Hσ鍵；還有2個(gè)π鍵。

叁鍵=1σ+2π苯環(huán)的結(jié)構(gòu)平面正六邊形，離域大π鍵。

石墨分子結(jié)構(gòu)是層形結(jié)構(gòu)，每層是由無限個(gè)碳六元環(huán)所形成的平面，其中的碳原子取sp2雜化，與苯的結(jié)構(gòu)類似，每個(gè)碳原子尚余一個(gè)未參與雜化的p軌道，垂直于分子平面而相互平行。平行的n個(gè)p軌道形成了一個(gè)p-p大

鍵。n個(gè)電子彌散在整個(gè)層的n個(gè)碳原子形成的大

鍵里，電子在這個(gè)大pnn鍵中可以自由移動(dòng)，所以石墨能導(dǎo)電。天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色實(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。四、配合物理論簡(jiǎn)介四、配合物理論簡(jiǎn)介四、配合物理論簡(jiǎn)介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：Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

[Cu(NH3)4]2+

+

2OH—藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式？四、配合物理論簡(jiǎn)介配合物的性質(zhì)（1）配合物溶于水后難電離：配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界的配體離子和分子通常不能電離。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。四、配合物理論簡(jiǎn)介

[Fe(SCN)6]3-(配位數(shù)為1~6的均顯血紅色)

配合物的性質(zhì)（2）配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。配位鍵的強(qiáng)度有大有小，因而有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定。許多過渡金屬離子對(duì)多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，是因?yàn)檫^渡金屬原子或離子都有接受孤對(duì)電子的空軌道，對(duì)多種配體具有較強(qiáng)的結(jié)合力，因而，過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。配合物的組成

1．配位數(shù)

例：[AlF6]3-配位數(shù)6、[Cu(NH3)4]SO4

配位數(shù)4

常見的配位數(shù)與中心離子的電荷數(shù)有如下的關(guān)系：

中心離子的電荷：+1+2+3

+4常見的配位數(shù)：2

4(或6)

6(或4)

8(或6)與中心離子直接以配位鍵結(jié)合的配位原子個(gè)數(shù)。一般是中心離子化合價(jià)的2倍。2.配離子的電荷配離子的電荷等于中心離子電荷與配體總電荷的代數(shù)和。如K2[PtCl4]3.下列屬于配合物的是（）A、NH4ClB、Na2CO3﹒10H2OC、CuSO4﹒5H2OD、Co（NH3）6Cl3D課堂練習(xí)1.下列分子或離子中都存在著配位鍵的是()A．NH3、H2O

B．NH4+、H3O+

C．N2、HClO

D．