202X版高中化學(xué)專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)第一單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)第1課時(shí)蘇教版選修3

1、第1課時(shí)雜化軌道理論與分子空間構(gòu)型專題4第一單元分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位知道共價(jià)分子構(gòu)造的多樣性和復(fù)雜性，能用雜化軌道理論解釋或預(yù)測(cè)某些分子或離子的空間構(gòu)造。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)新知導(dǎo)學(xué)1.試解釋CH4分子為什么具有正四面體的空間構(gòu)型？(1)雜化軌道的形成碳原子的1個(gè)2s軌道上的電子進(jìn)入2p空軌道， 個(gè)2s軌道和 個(gè)2p軌道“混合起來(lái)，形成 一樣的4個(gè) ，可表示為1一、雜化軌道及其理論要點(diǎn)3sp3雜化軌道能量(2)共價(jià)鍵的形成碳原子的4個(gè) 分別與四4個(gè)H原子的 軌道重疊形成4個(gè)一樣的 鍵。(3)CH4分子的空間構(gòu)型甲烷分子中的4個(gè)CH是等同的，CH之間的夾角鍵角是 ，形成正

2、四面體型分子。sp3雜化軌道1s109.52.軌道雜化與雜化軌道(1) 軌道的雜化：在外界條件影響下，原子內(nèi)部能量 的原子軌道重新組合形成一組新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化。(2)雜化軌道：重新組合后的新的原子軌道，叫做 ，簡(jiǎn)稱雜化軌道。(3)軌道雜化的過(guò)程： 。相近激發(fā)雜化原子軌道雜化軌道重疊雜化軌道理論要點(diǎn)雜化軌道理論要點(diǎn)(1)原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。(2)參與雜化的原子軌道數(shù)等于形成的雜化軌道數(shù)。(3)雜化改變了原子軌道的形狀、方向。雜化使原子的成鍵能力增大。歸納總結(jié)歸納總結(jié)例例1以下關(guān)于雜化軌道的說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是以下關(guān)于雜化軌道的說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是

3、 A.所有原子軌道都參與雜化形成雜化軌道所有原子軌道都參與雜化形成雜化軌道B.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化C.雜化軌道能量集中，有利于結(jié)實(shí)成鍵雜化軌道能量集中，有利于結(jié)實(shí)成鍵D.雜化軌道中不一定有一個(gè)電子雜化軌道中不一定有一個(gè)電子答案解析解析參與雜化的原子軌道，其能量不能相差太大，如解析參與雜化的原子軌道，其能量不能相差太大，如1s軌道與軌道與2s、2p軌道能量相差太大，不能形成雜化軌道，即只有能量相近的原子軌道才軌道能量相差太大，不能形成雜化軌道，即只有能量相近的原子軌道才能參與雜化，故能參與雜化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；雜化軌道的電

4、子云一頭大一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可使電子云重雜化軌道的電子云一頭大一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可使電子云重疊程度更大，形成結(jié)實(shí)的化學(xué)鍵，故疊程度更大，形成結(jié)實(shí)的化學(xué)鍵，故C項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；并不是所有的雜化軌道中都會(huì)有電子，也可以是空軌道，也可以有一對(duì)并不是所有的雜化軌道中都會(huì)有電子，也可以是空軌道，也可以有一對(duì)孤電子對(duì)孤電子對(duì)(如如NH3、H2O)，故，故D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。1.用雜化軌道理論解釋用雜化軌道理論解釋BeCl2、BF3分子的形成分子的形成(1)BeCl2分子的形成二、用雜化軌道理論解釋分子的形成及分子中的成鍵情況雜化后的2個(gè)sp雜化軌道分別與氯原子的3p軌道發(fā)生重疊，形成2個(gè)

5、鍵，構(gòu)成直線形的BeCl2分子。相關(guān)視頻(2)BF3分子的形成相關(guān)視頻2.用雜化軌道理論解釋乙烯、乙炔分子中的成鍵情況用雜化軌道理論解釋乙烯、乙炔分子中的成鍵情況(1)乙烯分子中的成鍵情況乙烯分子中的成鍵情況在乙烯分子中，在乙烯分子中，C原子采取原子采取 雜化，形成雜化，形成3個(gè)雜化軌道，兩個(gè)碳原子各個(gè)雜化軌道，兩個(gè)碳原子各以以1個(gè)雜化軌道互相重疊，形成個(gè)雜化軌道互相重疊，形成1個(gè)個(gè)CC 鍵，另外兩個(gè)雜化軌道分別與鍵，另外兩個(gè)雜化軌道分別與氫原子的氫原子的1s軌道重疊，形成軌道重疊，形成2個(gè)個(gè)CH 鍵，這樣形成的鍵，這樣形成的5個(gè)鍵在同一平面?zhèn)€鍵在同一平面上，此外每個(gè)上，此外每個(gè)C原子還剩下原

6、子還剩下1個(gè)未雜化的個(gè)未雜化的p軌道，它們發(fā)生重疊，形成一軌道，它們發(fā)生重疊，形成一個(gè)個(gè)鍵。其構(gòu)造示意圖如下：鍵。其構(gòu)造示意圖如下：sp2(2)乙炔分子中的成鍵情況在乙炔分子中，碳原子采取 雜化，形成2個(gè)雜化軌道，兩個(gè)碳原子各以1個(gè)雜化軌道互相重疊，形成1個(gè)CC 鍵，每一個(gè)碳原子又各以1個(gè)sp軌道分別與1個(gè)氫原子形成鍵，這樣形成的3個(gè)鍵在同一直線上，此外每個(gè)碳原子還有2個(gè)未雜化的2p軌道，它們發(fā)生重疊，形成兩個(gè) 鍵。其構(gòu)造示意圖如下：sp歸納總結(jié)歸納總結(jié)雜化軌道的類(lèi)型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系雜化軌道的類(lèi)型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系雜化類(lèi)型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目ns111np123雜化軌

7、道數(shù)目234雜化軌道間的夾角180120109.5空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體實(shí)例BeCl2、CO2、CS2BCl3、BF3、BBr3CF4、SiCl4、SiH4特別提醒特別提醒雜化軌道只能形成鍵，不能形成鍵。例例2以下分子的空間構(gòu)型可用以下分子的空間構(gòu)型可用sp2雜化軌道來(lái)解釋的是雜化軌道來(lái)解釋的是 BF3CH2=CH2 CHCH NH3CH4A. B.C. D.=答案解析解析解析sp2雜化軌道形成夾角為120的平面三角形，BF3為平面三角形且BF鍵夾角為120；C2H4中碳原子以sp2雜化，且未雜化的2p軌道形成鍵；同相似；乙炔中的碳原子為sp雜化；NH3中的氮原子為sp3雜化；CH4

8、中的碳原子為sp3雜化。例例3有關(guān)雜化軌道的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是有關(guān)雜化軌道的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 A.雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變雜化前后的軌道數(shù)不變，但軌道的形狀發(fā)生了改變B.sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為雜化軌道的夾角分別為109.5、120、180C.雜化軌道既可形成雜化軌道既可形成鍵，又可形成鍵，又可形成鍵鍵D.CO2為直線形分子，其分子構(gòu)造可以用為直線形分子，其分子構(gòu)造可以用sp雜化軌道解釋雜化軌道解釋解析解析雜化前后的軌道數(shù)不變，雜化后，各個(gè)軌道盡可能分散、對(duì)稱分布，導(dǎo)致軌道的形狀發(fā)生了改變， A正確； sp3、sp2、sp雜化軌道其空間構(gòu)型分別是正四面體型

9、、平面三角形、直線形，所以其夾角分別為109.5、120、180，B正確；雜化軌道只能形成鍵，C錯(cuò)誤；直線形分子的鍵角為180，中心原子的雜化方式是sp, D正確。答案解析(1)由分子構(gòu)型判斷雜化類(lèi)型直線形sp雜化平面形sp2雜化四面體型sp3雜化(2)由碳原子的飽和程度判斷飽和碳原子sp3雜化雙鍵上的碳原子sp2雜化叁鍵上的碳原子sp雜化中心原子雜化類(lèi)型的判斷方法方法規(guī)律方法規(guī)律學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.s軌道和p軌道雜化的類(lèi)型不可能有 A.sp雜化 B.sp2雜化C.sp3雜化 D.sp4雜化答案解析解析解析p軌道只有3個(gè)方向不同的軌道px、py、pz，與1個(gè)s軌道可形成sp雜化如二氧化

10、碳分子中碳原子，sp2雜化如BCl3中硼原子，最多形成sp3雜化如CCl4分子中碳原子，不可能有sp4出現(xiàn)。123451.s軌道和p軌道雜化的類(lèi)型不可能有 A.sp雜化 B.sp2雜化C.sp3雜化 D.sp4雜化2.以下有關(guān)sp雜化軌道的表達(dá)正確的選項(xiàng)是 A.是由一個(gè)1s軌道和一個(gè)2p軌道線性組合而成B.sp雜化軌道中的兩個(gè)雜化軌道完全一樣C.sp雜化軌道可與其他原子軌道形成鍵和鍵D.sp雜化軌道有兩個(gè)，一個(gè)能量升高，另一個(gè)能量降低，但總能量保持 不變答案解析12345解析解析sp雜化軌道是同一原子內(nèi)同一電子層內(nèi)軌道發(fā)生的雜化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；不同類(lèi)型能量相近的原子軌道混合起來(lái)，重新組合成一組新的

11、軌道，所形成兩個(gè)能量等同的sp雜化軌道，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；雜化軌道用于形成鍵，未雜化的軌道形成鍵，不是雜化軌道形成鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤。123453.在乙炔分子中有3個(gè)鍵、2個(gè)鍵，它們分別是 A.sp雜化軌道形成鍵、未雜化的2個(gè)2p軌道形成2個(gè)鍵，且互相垂直B.sp雜化軌道形成鍵、未雜化的2個(gè)2p軌道形成2個(gè)鍵，且互相平行C.CH之間是sp雜化軌道形成的鍵，CC之間是未參加雜化的2p軌 道形成的鍵D.CC之間是sp雜化軌道形成的鍵，CH之間是未參加雜化的2p軌 道形成的鍵答案解析1234512345解析碳原子形成乙炔時(shí)，一個(gè)解析碳原子形成乙炔時(shí)，一個(gè)2s軌道和一個(gè)軌道和一個(gè)2p軌道雜化成兩個(gè)軌道雜化

12、成兩個(gè)sp軌軌道，另外的兩個(gè)道，另外的兩個(gè)2p軌道保持不變，其中一個(gè)軌道保持不變，其中一個(gè)sp軌道與氫原子的軌道與氫原子的1s軌道軌道頭碰頭重疊形成頭碰頭重疊形成CH 鍵，另一個(gè)鍵，另一個(gè)sp軌道那么與另一個(gè)碳原子的軌道那么與另一個(gè)碳原子的sp軌道頭碰頭重疊形成軌道頭碰頭重疊形成CC 鍵，碳原子剩下的兩個(gè)鍵，碳原子剩下的兩個(gè)p軌道那么肩并肩軌道那么肩并肩重疊形成兩個(gè)重疊形成兩個(gè)CC 鍵，且這兩個(gè)鍵，且這兩個(gè)鍵相互垂直。鍵相互垂直。4.在 分子中，羰基碳原子與甲基碳原子成鍵時(shí)所采取的雜化方式分別為 A.sp2雜化；sp2雜化 B.sp3雜化；sp3雜化C.sp2雜化；sp3雜化 D.sp雜化；sp3雜化答案解析12345解析解析羰基上的碳原子共形成3個(gè)鍵，為sp2雜化；兩側(cè)甲基中的碳原子共形成4個(gè)鍵，為sp3雜化。5.石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面構(gòu)造新型材料，石墨烯中局部碳原子被氧化后，其平面構(gòu)造會(huì)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨