共價鍵與分子的空間構型第一課時課件魯科版選修.ppt

1、第2章 化學鍵與分子間作用力,第2節(jié) 共價鍵與分子的空間構型,第1課時,第1課時 典型分子的空間構型,一、甲烷分子的空間構型,通過分析甲烷分子的正四面體構型的形成過程，小組討論下列問題，并請小組代表發(fā)表看法。 1、通過觀察示意圖描述碳原子雜化的過程，以及雜化 前后軌道能量的大小比較。 2、雜化后軌道的空間構型為什么是正四面體？ 3、通過觀察示意圖描述各個鍵的形成過程及鍵的類型。,【合作探究一】,碳原子雜化過程,軌道排布式：,問1、通過觀察此示意圖，描述碳原子的雜化過程以及雜化前后軌道能量的大小比較。,p軌道稍大于s軌道，但是在同一能級組中，能量接近,雜化軌道的能量處于s與p軌道之間，4個軌道能

2、量相等,雜化前后軌道的比較,雜化及雜化軌道：在外界化學環(huán)境影響下，原子內部能量相近的原子軌道重新組合的過程就叫做原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫做雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。,1個s + 3個p,sp3,4個sp3雜化軌道,1090 28,正四面體,無,總結一：sp3雜化的要點,問2、通過觀察示意圖，描述甲烷中共價鍵的形成過程,1個s + 3個p,sp3,4個sp3雜化軌道,1090 28,正四面體,無,4個s-sp3 鍵,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，形成了四個性質、能量和鍵角都完全相同的 s-sp3的鍵。,總結一：sp3雜化的要點,1個

3、s + 3個p,sp3,4個sp3雜化軌道,1090 28,正四面體,無,總結一：sp3雜化的要點,問3、四個雜化軌道為什么采取四面體構型，即4個軌道的伸展方向分別指向正四面體的4個頂點？而不是形成平面四邊形等構型呢？通過觀察示意圖回答。,4個s-sp3 鍵,3、雜化后軌道的空間構型為什么是正四面體，夾角是109.50？,一、甲烷分子的空間構型與雜化軌道理論,【問題探究一】,sp3雜化軌道的空間取向示意圖,1個s + 3個p,sp3,4個sp3雜化軌道,1090 28,正四面體,無,為了使四個雜化軌道在空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，體系最穩(wěn)定，4個雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個

4、頂點，軌道間夾角為1090 28 。,總結一：sp3雜化的要點,4個s-sp3 鍵,sp3,4,正四面體,1s+3p,sp2,3,平面三角形,1s+2p,sp1,2,直線型,1s+1p,二、乙烯、乙炔分子的空間構型,【合作探究二】,通過分析乙烯、乙炔分子的形成過程，小組討論下列問題，并請小組代表發(fā)表看法。 1、兩分子的結構式、空間構型，并標出鍵角。 2、通過觀察示意圖描述碳原子的雜化過程。 3、通過觀察示意圖描述各個鍵的形成過程及鍵的類型。,SP2雜化過程,SP1雜化過程,問1、觀察示意圖，描述碳原子的雜化過程,問2:乙烯分子中碳原子的雜化,描述各個軌道空間位置關系.,乙烯中的在軌道雜化時，有

5、一個軌道未參與雜化，只是的s與兩個p軌道發(fā)生雜化，形成三個相同的sp2雜化軌道，三個sp2雜化軌道分別指向平面三角形的三個頂點，雜化軌道間夾角為120。未雜化p軌道垂直于sp2雜化軌道所在的平面。,問2:乙炔分子中碳原子的雜化,描述各軌道空間位置關系,乙炔中的在軌道雜化時,有兩個軌道未參與雜化,只是的s與個p軌道發(fā)生雜化,形成個相同的sp雜化軌道,個sp雜化軌道夾角為10.未雜化個p軌道彼此垂直于sp1雜化軌道.,1個s + 1個p,1個s + 2個p,2個sp雜化軌道,3個sp2雜化軌道,1800,1200,直 線,正三角形,2個p軌道,1個p軌道,總結二：總結sp1、 sp2雜化要點,問3

6、：乙烯分子中各個鍵的形成過程及鍵的類型。,兩個碳原子的sp2雜化軌道沿各自對稱軸形成sp2-sp2 鍵，另兩個sp2雜化軌道分別與兩個氫原子的1s軌道重疊形成兩個sp2-s鍵，兩個pz軌道分別從側面相互重疊，形成P-P鍵，形成乙烯分子。,注意：在形成共價鍵時，優(yōu)先形成“頭碰頭”式的 鍵，在此基礎上才能形成“肩并肩”式的鍵。,1個s + 1個p,1個s + 2個p,2個sp雜化軌道,3個sp2雜化軌道,1800,1200,直 線,正三角形,2個p軌道,1個p軌道,5個鍵 1個-鍵,總結二：總結sp1、 sp2雜化要點,問3：乙炔分子中各個鍵的形成過程及鍵的類型。,兩個碳原子的sp雜化軌道沿各自對

7、稱軸形成sp-sp 鍵，另2個sp雜化軌道與2個氫原子的1s軌道重疊形成2個sp-s鍵，兩個p軌道分別從側面相互重疊，形成個P-P鍵，形成乙炔分子。,1個s + 1個p,1個s + 2個p,2個sp雜化軌道,3個sp2雜化軌道,1800,1200,直 線,正三角形,2個p軌道,1個p軌道,3個鍵 個-鍵,4個s-sp2鍵 1個sp2-sp2鍵 1個-鍵,總結二：總結sp1、 sp2雜化要點,2個s-sp鍵 1個sp1-sp1鍵 個-鍵,4個s-sp2鍵 1個sp2-sp2鍵 1個-鍵,sp型雜化總結：,問4：雜化類型與雜化軌道的數(shù)量之間的關系。 問5：雜化軌道的數(shù)量與軌道構型及夾角的關系。 問

8、6：雜化類型與軌道構型及夾角的關系。,2個s-sp鍵 1個sp1-sp1鍵 個-鍵,4個s-sp2鍵 1個sp2-sp2鍵 1個-鍵,sp型雜化總結：,結論一：雜化類型與雜化軌道空間構型及夾角相互對應。,通過上述結論我們知道：“原子的雜化類型與雜化軌道空間構型及夾角相對應”。 事實驗證：氨氣中氮原子采用sp3雜化，但是氨氣的分子構型是三角錐形，鍵角為107.30，我們的結論與事實有矛盾，這是為什么？通過小組討論分析氨分子的形成過程解決學案中的3個問題。,【問題解決一：NH3分子的形成過程及空間構型】,問1：氮原子的雜化過程及各個雜化軌道中電子的數(shù)目。,氮原子的2s和3個2p軌道采取sp3方式雜化，形成四個sp3軌道，但是有3個sp3軌道有1個電子，可以參與成鍵，剩余1個sp3軌道有2個電子，即有一對孤對電子，該軌道不參與成鍵。,問3：鍵角為107.30而非109.50的原因。,價層中的成鍵電子對與孤對電子都要占有雜化軌道，且相互排斥，其中孤對電子對其他電子的排斥能力較強，故偏離109.50，而成為107.30。,3個H原子分別以3個s軌道與C原子上的3個含有單電子的sp3雜化軌道相互重