高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力 2.2 共價鍵與分子的空間構(gòu)型（第1課時）課件 魯科版選修3-魯科版高二選修3化學(xué)課件

1、第1課時 典型分子的空間構(gòu)型一、甲烷分子的空間構(gòu)型一、甲烷分子的空間構(gòu)型 通過分析甲烷分子的正四面體構(gòu)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(gòu)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?！竞献魈骄恳缓献魈骄恳弧刻荚与s化過程碳原子雜化過程軌道排布式：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。 能量雜化前雜化后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個軌道能量相等雜化前后軌

2、道的比較雜化及雜化軌道：在外界化學(xué)環(huán)境影響下，原子內(nèi)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。雜化類型雜化類型參與雜化的原子軌道參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價電子層軌道未參與雜化的價電子層軌道雜化軌道間夾角雜化軌道間夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型與數(shù)量共價鍵類型與數(shù)量 1個個s + 3個個psp3 34個個sp3 3雜化軌道雜化軌道1090 0 28正四面體正四面體無無總結(jié)一：總結(jié)一：sp3 3雜化的要點雜化的要點問問2、通過觀察示意圖，描述甲烷中共價鍵的形成過程、通過觀察示意圖，

3、描述甲烷中共價鍵的形成過程4 + 4 + H C CHH C CH4 41ssp3雜化類型雜化類型參與雜化的原子軌道參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價電子層軌道未參與雜化的價電子層軌道雜化軌道間夾角雜化軌道間夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型與數(shù)量共價鍵類型與數(shù)量 1個個s + 3個個psp3 34個個sp3 3雜化軌道雜化軌道1090 0 28正四面體正四面體無無4個個s-sp3 3 鍵鍵四個四個H原子分別以原子分別以4個個s軌道與軌道與C原子上的四個原子上的四個sp3雜化軌道相雜化軌道相互重疊后，形成了四個性質(zhì)、互重疊后，形成了四個性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的

4、能量和鍵角都完全相同的 s-sp3的的鍵。鍵?？偨Y(jié)一：總結(jié)一：sp3 3雜化的要點雜化的要點雜化類型雜化類型參與雜化的原子軌道參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價電子層軌道未參與雜化的價電子層軌道雜化軌道間夾角雜化軌道間夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型與數(shù)量共價鍵類型與數(shù)量 1個個s + 3個個psp3 34個個sp3 3雜化軌道雜化軌道1090 0 28正四面體正四面體無無總結(jié)一：總結(jié)一：sp3 3雜化的要點雜化的要點問3、四個雜化軌道為什么采取四面體構(gòu)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(gòu)型呢？通過觀察示意圖回答。4個個s

5、-sp3 3 鍵鍵3、雜化后軌道的空間構(gòu)型為什么是正四面體，夾角是109.50？一、甲烷分子的空間構(gòu)型與雜化軌道理論一、甲烷分子的空間構(gòu)型與雜化軌道理論【問題探究一問題探究一】sp3雜雜化化軌軌道道的的空空間間取取向向示示意意圖圖雜化類型雜化類型參與雜化的原子軌道參與雜化的原子軌道雜化后的軌道及數(shù)目雜化后的軌道及數(shù)目未參與雜化的價電子層軌道未參與雜化的價電子層軌道雜化軌道間夾角雜化軌道間夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型與數(shù)量共價鍵類型與數(shù)量 1個個s + 3個個psp3 34個個sp3 3雜化軌道雜化軌道1090 0 28正四面體正四面體無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

6、，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頂點，軌道間夾角為1090 0 28 ?？偨Y(jié)一：總結(jié)一：sp3 3雜化的要點雜化的要點4個個s-sp3 3 鍵鍵雜化類型雜化軌道數(shù)目空間構(gòu)型參與雜化的原子軌道sp34正四面體1s+3psp23平面三角形1s+2psp12直線型1s+1p二、乙烯、乙炔分子的空間構(gòu)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(jié)構(gòu)式、空間構(gòu)型，并標(biāo)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 2雜化過程雜化過程SP1 1雜化過程雜化過程問1

7、、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(guān)系. 乙烯中的在軌道雜化時，有一個軌道未參與乙烯中的在軌道雜化時，有一個軌道未參與雜化，只是的雜化，只是的s s與兩個與兩個p p軌道發(fā)生雜化，形成三軌道發(fā)生雜化，形成三個相同的個相同的spsp2 2雜化軌道，三個雜化軌道，三個spsp2 2雜化軌道分別指向平雜化軌道分別指向平面三角形的三個頂點，雜化軌道間夾角為面三角形的三個頂點，雜化軌道間夾角為120120。未。未雜化雜化p p軌道垂直于軌道垂直于spsp2 2雜化軌道所在的平面。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(guān)系乙炔

8、中的在軌道雜化時乙炔中的在軌道雜化時,有兩個軌道未參與雜化有兩個軌道未參與雜化,只是的只是的s與個與個p軌道發(fā)生雜化軌道發(fā)生雜化,形成個相同形成個相同的的sp雜化軌道雜化軌道,個個sp雜化軌道夾角為雜化軌道夾角為10.未未雜化個雜化個p軌道彼此垂直于軌道彼此垂直于sp1雜化軌道雜化軌道.雜化類型雜化類型spsp1 1spsp2 2參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道未參與雜化的價未參與雜化的價電子層軌道電子層軌道雜化后的軌雜化后的軌道及數(shù)目道及數(shù)目雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角 空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型共價鍵類型與數(shù)量與數(shù)量1個個s + 1個個p1個個s + 2個個p2個個sp雜化軌道雜化軌道

9、3個個sp2 2雜化軌道雜化軌道1800 01200 0直直 線線正三角形正三角形2個個p軌道軌道1個個p軌道軌道總結(jié)二：總結(jié)總結(jié)二：總結(jié)spsp1 1、 spsp2 2雜化要點雜化要點問問3：乙烯分子中各個鍵的形成過程及鍵的類型。：乙烯分子中各個鍵的形成過程及鍵的類型。 兩個碳原子的兩個碳原子的sp2 2雜化軌道沿各自對稱軸形成雜化軌道沿各自對稱軸形成sp2 2-sp2 2 鍵，另兩個鍵，另兩個sp2 2雜化軌道分別與兩個氫原雜化軌道分別與兩個氫原子的子的1s軌道重疊形成兩個軌道重疊形成兩個sp2 2-s 鍵，兩個鍵，兩個pz軌道分軌道分別從側(cè)面相互重疊，形成別從側(cè)面相互重疊，形成P-P 鍵

10、，形成乙烯分子。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(chǔ)上才能形成“肩并肩”式的鍵。雜化類型雜化類型spsp1 1spsp2 2參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道未參與雜化的價未參與雜化的價電子層軌道電子層軌道雜化后的軌雜化后的軌道及數(shù)目道及數(shù)目雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角 空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型共價鍵類型與數(shù)量與數(shù)量1個個s + 1個個p1個個s + 2個個p2個個sp雜化軌道雜化軌道3個個sp2 2雜化軌道雜化軌道1800 01200 0直直 線線正三角形正三角形2個個p軌道軌道1個個p軌道軌道5個個鍵鍵1個個- 鍵鍵總結(jié)二：總結(jié)總結(jié)二：總結(jié)sp

11、sp1 1、 spsp2 2雜化要點雜化要點問問3：乙炔分子中各個鍵的形成過程及鍵的類型。：乙炔分子中各個鍵的形成過程及鍵的類型。兩個碳原子的兩個碳原子的sp雜化軌道沿各自對稱軸形成雜化軌道沿各自對稱軸形成sp-sp 鍵，另鍵，另2個個sp雜化軌道與雜化軌道與2個氫原子的個氫原子的1s軌道重疊形成軌道重疊形成2個個sp-s 鍵，兩個鍵，兩個p軌道分別從側(cè)面相互重疊，形成個軌道分別從側(cè)面相互重疊，形成個P-P 鍵，形成乙炔分子。鍵，形成乙炔分子。 雜化類型雜化類型spsp1 1spsp2 2參與雜化的參與雜化的原子軌道原子軌道未參與雜化的價未參與雜化的價電子層軌道電子層軌道雜化后的軌雜化后的軌道

12、及數(shù)目道及數(shù)目雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角 空間構(gòu)型空間構(gòu)型共價鍵類型共價鍵類型與數(shù)量與數(shù)量1個個s + 1個個p1個個s + 2個個p2個個sp雜化軌道雜化軌道3個個sp2 2雜化軌道雜化軌道1800 01200 0直直 線線正三角形正三角形2個個p軌道軌道1個個p軌道軌道3個個鍵鍵個個- 鍵鍵4個個s-sp2 2鍵鍵1個個sp2 2-sp2 2鍵鍵1個個- 鍵鍵總結(jié)二：總結(jié)總結(jié)二：總結(jié)spsp1 1、 spsp2 2雜化要點雜化要點雜化類型雜化類型spsp1 1spsp2 2sp3參與雜化的參與雜化的軌道軌道1個個s + 1個個p1個個s + 2個個p1個個s + 3個個p未參與雜化的未參

13、與雜化的價電子層軌道價電子層軌道個軌道個軌道個軌道個軌道無無雜化后的軌雜化后的軌道及數(shù)目道及數(shù)目2個個sp雜化軌道雜化軌道3個個sp2 2雜化軌道雜化軌道4個個sp3 3雜化軌道雜化軌道雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角1800 01200 01090 0 28 空間構(gòu)型空間構(gòu)型直直 線線正三角形正三角形正四面體正四面體共價鍵類型共價鍵類型與數(shù)量與數(shù)量4個個s-sp3 3 鍵鍵2個個s-sp鍵鍵1個個sp1 1-sp1 1鍵鍵個個- 鍵鍵4個個s-sp2 2鍵鍵1個個sp2 2-sp2 2鍵鍵1個個- 鍵鍵sp型雜化總結(jié)：型雜化總結(jié)：問問4：雜化類型與雜化軌道：雜化類型與雜化軌道的數(shù)量之間的關(guān)系。的

14、數(shù)量之間的關(guān)系。問問5：雜化軌道的數(shù)量與軌：雜化軌道的數(shù)量與軌道構(gòu)型及夾角的關(guān)系。道構(gòu)型及夾角的關(guān)系。問問6：雜化類型與軌道構(gòu)型：雜化類型與軌道構(gòu)型及夾角的關(guān)系。及夾角的關(guān)系。雜化類型雜化類型spsp1 1spsp2 2sp3參與雜化的參與雜化的軌道軌道1個個s + 1個個p1個個s + 2個個p1個個s + 3個個p未參與雜化的未參與雜化的價電子層軌道價電子層軌道個軌道個軌道個軌道個軌道無無雜化后的軌雜化后的軌道及數(shù)目道及數(shù)目2個個sp雜化軌道雜化軌道3個個sp2 2雜化軌道雜化軌道4個個sp3 3雜化軌道雜化軌道雜化軌道間雜化軌道間夾角夾角1800 01200 01090 0 28 空間構(gòu)

15、型空間構(gòu)型直直 線線正三角形正三角形正四面體正四面體共價鍵類型共價鍵類型與數(shù)量與數(shù)量4個個s-sp3 3 鍵鍵2個個s-sp鍵鍵1個個sp1 1-sp1 1鍵鍵個個- 鍵鍵4個個s-sp2 2鍵鍵1個個sp2 2-sp2 2鍵鍵1個個- 鍵鍵sp型雜化總結(jié)：型雜化總結(jié)：結(jié)論一：雜化類型與雜化軌結(jié)論一：雜化類型與雜化軌道空間構(gòu)型及夾角相互對應(yīng)。道空間構(gòu)型及夾角相互對應(yīng)。通過上述結(jié)論我們知道：“原子的雜化類型與雜化軌道空間構(gòu)型及夾角相對應(yīng)”。事實驗證：氨氣中氮原子采用sp3 3雜化，但是氨氣的分子構(gòu)型是三角錐形，鍵角為107.30 0，我們的結(jié)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

16、成過程解決學(xué)案中的3個問題?！締栴}解決一：問題解決一：NH3分子的形成過程及空間構(gòu)型分子的形成過程及空間構(gòu)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。雜化3sp2ps2氮原子的2s和3個2p軌道采取sp3 3方式雜化，形成四個sp3 3軌道，但是有3個sp3 3軌道有1個電子，可以參與成鍵，剩余1個sp3 3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 0而非109.50 0的原因。 價層中的成價層中的成鍵電子對與孤對電子都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，故對電子對其他電子的排斥能力較強，故偏離偏離109.5109.50 0，而成為而成為107.3107.30 0。 3個個H原子分別