蘇教版選修3專題4第1單元分子構型與物質的性質學案.docx

第一單元分子構型與物質的性質第1課時分子的空間構型雜 化 軌 道 理 論 與 分 子 的 空 間 構 型基礎初探1.sp3雜化與ch4分子的空間構型(1)雜化軌道的形成碳原子2s軌道上的1個電子進入2p空軌道，1個2s軌道和3個2p軌道“混合”，形成能量相等、成分相同的4個sp3雜化軌道。(2)sp3雜化軌道的空間指向碳原子的4個sp3雜化軌道指向正四面體的4個頂點，每個軌道上都有一個未成對電子。(3)共價鍵的形成碳原子的4個sp3雜化軌道分別與4個h原子的1s軌道重疊形成4個相同的鍵。(4)ch4分子的空間構型ch4分子為空間正四面體結構，分子中ch鍵之間的夾角都是109.5。2.sp2雜化與bf3分子的空間構型(1)sp2雜化軌道的形成硼原子2s軌道上的1個電子進入2p軌道。1個2s軌道和2個2p軌道發(fā)生雜化，形成能量相等、成分相同的3個sp2雜化軌道。圖示為：(2)sp2雜化軌道的空間指向硼原子的3個sp2雜化軌道指向平面三角形的三個頂點，3個sp2雜化軌道間的夾角為120。(3)共價鍵的形成硼原子的3個sp2雜化軌道分別與3個氟原子的1個2p軌道重疊，形成3個相同的鍵。(4)bf3分子的空間構型bf3分子的空間構型為平面三角形，鍵角為120。3.sp雜化與becl2分子的空間構型(1)雜化軌道的形成be原子2s軌道上的1個電子進入2p軌道，1個2s軌道和1個2p軌道發(fā)生雜化，形成能量相等、成分相同的2個sp雜化軌道。圖示為：(2)sp雜化軌道的空間指向兩個sp雜化軌道呈直線形，其夾角為180。(3)共價鍵的形成be原子的2個sp雜化軌道分別與2個cl原子的1個3p軌道重疊形成2個相同的鍵。 合作探究用雜化軌道理論分析探究烷烴、烯烴、炔烴的c的雜化方式和成鍵情況，(以c2h6、c2h4、c2h2為例)，請完成下表分子結構c原子雜化方式成鍵情況sp3雜化每個c原子的3個sp3軌道分別與3個h原子的1s軌道重疊形成3個鍵；兩個c原子各以1個sp3軌道發(fā)生重疊形成鍵sp2雜化每個c原子的2個sp2軌道分別與2個h原子的1s軌道重疊形成2個鍵；兩個c原子各以1個sp2軌道發(fā)生重疊形成鍵，各以1個未雜化的2p軌道發(fā)生重疊形成鍵1.abm型粒子的中心原子雜化與分子空間構型的關系(1)當雜化軌道全部用于形成鍵時雜化類型spsp2sp3軌道組成一個ns和一個np一個ns和兩個np一個ns和三個np軌道夾角180120109.5雜化軌道示意圖實例becl2bf3ch4分子結構示意圖分子的空間構型直線形平面三角形正四面體型(2)當雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對時由于孤電子對參與互相排斥，會使分子的構型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。如水分子中氧原子的sp3雜化軌道有2個是由孤電子對占據(jù)的，其分子不呈正四面體構型，而呈v形，氨分子中氮原子的sp3雜化軌道有1個由孤電子對占據(jù)，氨分子不呈正四面體構型，而呈三角錐型。2.含鍵和鍵的分子構型和雜化類型物質結構式雜化軌道類型分子中共價鍵數(shù)鍵角分子的空間構型甲醛sp23個鍵1個鍵約120平面三角形乙烯5個鍵1個鍵120平面形氰化氫sp2個鍵2個鍵180直線形乙炔3個鍵2個鍵180直線形價 層 電 子 對 互 斥 模 型 與 等 電 子 原 理教材整理1價層電子對互斥模型1.含義分子中的價電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥作用，而趨向于盡可能彼此遠離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間構型。2.價層電子對數(shù)目與幾何分布的關系價層電子對數(shù)目234價層電子對的幾何分布構型直線形平面三角形正四面體型3.相關說明(1)具有相同價電子對數(shù)的分子，中心原子的雜化軌道類型相同，價電子對分布的幾何構型也相同。(2)如果分子中中心原子的雜化軌道上存在孤電子對，價電子對之間的斥力大小順序為：孤電子對與孤電子對之間的斥力孤電子對與成鍵電子對之間的斥力成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力，且隨著孤電子對數(shù)目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。教材整理2等電子原理1.原理具有相同價電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結構特征。2.應用判斷一些簡單分子或離子的立體構型。利用等電子體在性質上的相似性制造新材料。利用等電子原理針對某物質找等電子體。 合作探究abm型分子或離子的價層電子對的計算與空間構型的分析探究價層電子對數(shù)的一般計算方法：對于abm型分子(a是中心原子，b是配位原子)，分子的價電子對數(shù)可以通過下式確定：即n。規(guī)定：作為配體，鹵素原子和氫原子提供1個電子，氧族元素的原子不提供電子；作為中心原子，鹵素原子按提供7個電子計算，氧族元素的原子按提供6個電子計算，即中心原子的價電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)；對于復雜離子，在計算價電子對數(shù)時，還應加上陰離子的電荷數(shù)或減去陽離子的電荷數(shù)；計算價電子對數(shù)時，若剩余1個電子，亦當作1對電子處理。雙鍵、三鍵等多重鍵作為1對電子看待。請完成下列表格：分子或離子價層電子對數(shù)價層電子對構型分子或離子空間構型(1)co2(2)bf3(3)ccl4(4)co(5)nh(6)nh3(7)h2o 核心突破1.abm型中心原子價層電子對，雜化類型和分子構型的關系雜化類型價電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)分子空間構型實例sp220直線形becl2、co2sp2330平面三角形bf3、so321v形snbr2、pbcl2sp3440正四面體型ch4、ccl431三角錐型nh3、pcl322v形h2o2.價層電子對的另外一種分析方法(1)價層電子對的推算(2)離子的中心原子孤電子對的求算。離子的中心原子孤電子對的計算也可利用公式：中心原子孤電子對數(shù)(axb)，對于陽離子，a外圍電子數(shù)離子電荷數(shù)；對于陰離子，a外圍電子數(shù)|離子電荷數(shù)|(x為與中心原子結合的原子數(shù)，b為中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù))。第2課時分子的極性與手性分子分 子 的 極 性1.極性分子與非極性分子(1)極性分子：正電荷重心和負電荷重心不相重合的分子。(2)非極性分子：正電荷重心和負電荷重心相重合的分子。2.非極性分子、極性分子的判斷方法(1)雙原子分子分子的極性取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性，以極性鍵結合的雙原子分子是極性分子，以非極性鍵結合的雙原子分子是非極性分子。(2)以極性鍵結合的多原子分子(abm型)分子的極性取決于分子的空間構型。若配位原子對稱地分布在中心原子周圍，整個分子的正、負電荷重心相重合，則分子為非極性分子。3.分子的極性對物質溶解性的影響相似相溶規(guī)則非極性分子構成的物質一般易溶于非極性溶劑，極性分子構成的物質一般易溶于極性溶劑。 合作探究分子極性的分析探究，請完成下列表格分子分子空間構型分子極性(1)h2(2)hbr(3)co2(4)h2s(5)bf3(6)ncl3(7)ccl4(8)chcl3 核心突破1.鍵的極性2.鍵的極性與分子極性之間的關系【溫馨提醒】分子的極性是分子中化學鍵的極性向量和。只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子；而含極性鍵的分子，如果分子的空間結構是對稱的，則鍵的極性相互抵消，各個鍵的極性的向量和為零，整個分子就是非極性分子；反之，則是極性分子。手 性 分 子1.手性異構體和手性分子組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的一對分子互稱為手性異構體。有手性異構體的分子稱為手性分子。2.手性碳原子當四個不同的原子或基團連接在同一碳原子上時，形成的化合物存在手性異構體。其中，連接四個不同