高中化學(xué) 《分子的空間結(jié)構(gòu)》課件 蘇教版選修3.

1、 1 1雜化軌道理論簡介、分子空間構(gòu)型雜化軌道理論簡介、分子空間構(gòu)型 拓展視野：價(jià)層電子對互斥理論；等電子原理拓展視野：價(jià)層電子對互斥理論；等電子原理 2 2分子空間構(gòu)型與分子的極性分子空間構(gòu)型與分子的極性 3 3手性碳原子與手性碳原子與手性分子（對映異構(gòu)）手性分子（對映異構(gòu)）分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu) 通過具體實(shí)例了解通過具體實(shí)例了解分子的空間構(gòu)型的含義分子的空間構(gòu)型的含義、 能運(yùn)用原子軌道、雜化軌道理論能運(yùn)用原子軌道、雜化軌道理論說明簡單分子的空間說明簡單分子的空間構(gòu)型；構(gòu)型； 了解如何運(yùn)用結(jié)構(gòu)原理分析、了解如何運(yùn)用結(jié)構(gòu)原理分析、判斷分子的空間構(gòu)型判斷分子的空間構(gòu)型（運(yùn)用運(yùn)用價(jià)電子對互斥

2、理論價(jià)電子對互斥理論確定分子的空間構(gòu)型，運(yùn)用確定分子的空間構(gòu)型，運(yùn)用等電等電子原理子原理判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型）；判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型）； 認(rèn)識分子的極性并能簡單說明認(rèn)識分子的極性并能簡單說明分子極性的緣由、分子極性的緣由、對物對物質(zhì)某些物理性質(zhì)的影響；質(zhì)某些物理性質(zhì)的影響； 認(rèn)識認(rèn)識手性分子的特點(diǎn)；手性分子的特點(diǎn)； 能通過實(shí)例說明能通過實(shí)例說明分子立體結(jié)構(gòu)對物質(zhì)性質(zhì)分子立體結(jié)構(gòu)對物質(zhì)性質(zhì)（極性、穩(wěn)（極性、穩(wěn)定性、手性、物理性質(zhì)的相似性等）的影響；定性、手性、物理性質(zhì)的相似性等）的影響； 能運(yùn)用分子結(jié)構(gòu)的原理說明生產(chǎn)生活中的一些相關(guān)問題。能運(yùn)用分子結(jié)構(gòu)的原理說明生產(chǎn)生活中的一些相

3、關(guān)問題。 中心內(nèi)容：分子結(jié)構(gòu)怎樣影響物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系中心內(nèi)容：分子結(jié)構(gòu)怎樣影響物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系 編寫編寫思路思路結(jié)構(gòu)模擬結(jié)構(gòu)模擬理解分理解分子構(gòu)型子構(gòu)型認(rèn)識雜化認(rèn)識雜化軌道軌道說明物說明物質(zhì)性質(zhì)質(zhì)性質(zhì)極性、旋光性、溶解性極性、旋光性、溶解性揭示分子構(gòu)型與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系揭示分子構(gòu)型與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系圖4-8 NH3、H2O分子結(jié)構(gòu)示意圖雜化軌道雜化軌道在成鍵時(shí)，能量相近的原子軌道形成雜化軌道。在成鍵時(shí)，能量相近的原子軌道形成雜化軌道。NH4+有機(jī)分子有機(jī)分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6碳原子軌碳原子軌道道雜化方式雜化方式sp3sp2spsp2分子形狀分子形狀特點(diǎn)特點(diǎn)正四面體正四面體平面結(jié)構(gòu)平面

4、結(jié)構(gòu)直線型直線型平面結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)分子空間構(gòu)型的教學(xué)分子空間構(gòu)型的教學(xué)從化學(xué)從化學(xué)2 2 已學(xué)實(shí)例出發(fā)已學(xué)實(shí)例出發(fā): HCl: HCl、H H2 2S S、CHCH4 4 , ,討論討論: :1. 1. 分子的組成決定與什么？成鍵原子的化合價(jià)、形成共分子的組成決定與什么？成鍵原子的化合價(jià)、形成共用電子對的數(shù)目。用電子對的數(shù)目。2. 分子的空間結(jié)構(gòu)決定于什么？分子的空間結(jié)構(gòu)決定于什么？-雜化軌道理論雜化軌道理論3. 分子空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測、解釋與判斷的一些理論分子空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測、解釋與判斷的一些理論-價(jià)價(jià)電子對互斥理論、等電子原理。電子對互斥理論、等電子原理。4. 為什么有對映異構(gòu)？手性碳原子的存在形

5、成具有對映為什么有對映異構(gòu)？手性碳原子的存在形成具有對映異構(gòu)體的手性分子。異構(gòu)體的手性分子。關(guān)于分子空間結(jié)構(gòu)的推測關(guān)于分子空間結(jié)構(gòu)的推測 1 1。運(yùn)用雜化軌道概念。運(yùn)用雜化軌道概念-如甲烷、乙烯、二氧化碳分子如甲烷、乙烯、二氧化碳分子的空間構(gòu)型的空間構(gòu)型 CO2 C原子以原子以SP雜化軌道與兩個(gè)雜化軌道與兩個(gè)O原子的原子的一個(gè)一個(gè) P電子形成電子形成鍵，鍵，C原子的兩個(gè)原子的兩個(gè)P電子分電子分別和兩個(gè)別和兩個(gè) O原子的另一個(gè)原子的另一個(gè)P電子和孤對電子形成兩個(gè)三電子電子和孤對電子形成兩個(gè)三電子鍵。鍵。 2 2。價(jià)層電子子對互斥理論（。價(jià)層電子子對互斥理論（VSEPRVSEPR）-分子中的價(jià)電分

6、子中的價(jià)電子對（成鍵電子對和孤對電子）由于相互排斥，盡可能趨子對（成鍵電子對和孤對電子）由于相互排斥，盡可能趨于彼此遠(yuǎn)離，形成單鍵的價(jià)電子對，在空間盡可能取對稱于彼此遠(yuǎn)離，形成單鍵的價(jià)電子對，在空間盡可能取對稱結(jié)構(gòu)，使電子對斥力最小。結(jié)構(gòu)，使電子對斥力最小。 價(jià)電子對數(shù)目價(jià)電子對數(shù)目n=2n=2、3 3、4 4，電子對幾何分布呈直線、三，電子對幾何分布呈直線、三角形、正四面體。以此，可以確定分子構(gòu)型。角形、正四面體。以此，可以確定分子構(gòu)型。 分子中價(jià)電子對數(shù)目分子中價(jià)電子對數(shù)目n=n=（中心原子價(jià)電子數(shù)（中心原子價(jià)電子數(shù)+ +所有配所有配位原子提供的價(jià)電子數(shù)）位原子提供的價(jià)電子數(shù)）/2/2 如

7、，如，C CO2 n= =（4 + 04 + 0）/2=2 /2=2 價(jià)電子對按直線分布，價(jià)電子對按直線分布，兩兩C=O C=O 鍵夾角為鍵夾角為1801800 0; ; H2O n= =（6 + 26 + 2）/2=4 /2=4 價(jià)電子對按四面體分布，價(jià)電子對按四面體分布，兩對孤對電子的斥力使兩兩對孤對電子的斥力使兩O-HO-H鍵夾角變?yōu)殒I夾角變?yōu)?04.5104.50 0; ; NH3 n= =（5 + 35 + 3）/2=4 /2=4 價(jià)電子對按四面體分布，價(jià)電子對按四面體分布，一對孤對電子的斥力使三個(gè)一對孤對電子的斥力使三個(gè)N-HN-H鍵夾角變?yōu)殒I夾角變?yōu)?06.45106.45/ /

8、 。 價(jià)電子對數(shù)目價(jià)電子對數(shù)目n n從左至右依次為從左至右依次為2 2、3 3、4 4、5 5，6 6，分子構(gòu)型為直線，分子構(gòu)型為直線形、三角形、正四面體、三角雙錐、正八面體。如形、三角形、正四面體、三角雙錐、正八面體。如HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6 。 3 3。用等電子原理判斷：具有相同原子數(shù)（或重原子數(shù)）。用等電子原理判斷：具有相同原子數(shù)（或重原子數(shù)）的分子或離子，如果有相同的電子數(shù)（或價(jià)電子數(shù)），則具有的分子或離子，如果有相同的電子數(shù)（或價(jià)電子數(shù)），則具有相同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。相同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 如如 CO、N2、C22-、C2H2 （10 10 個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、2 2個(gè)原

9、子），個(gè)原子），直線型；直線型； CO2、N2O、C3H4 （16 個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、3個(gè)原子），個(gè)原子），直線型；直線型； O3、SO2、NO2- （1818個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、3 3個(gè)原子），角形；個(gè)原子），角形； NO3-、CO32-、BO33-、SO3（2424個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、4 4個(gè)原子）三角個(gè)原子）三角形形 固體等電子體：金剛石、固體等電子體：金剛石、AlPAlP、SiSi、AgIAgI（8 8個(gè)價(jià)電子、個(gè)價(jià)電子、2 2個(gè)個(gè)原子）原子） 4 4。從分子的偶極矩判斷。從分子的偶極矩判斷 5 5。從是否形成離域鍵。從是否形成離域鍵或多中心鍵判斷或多中心鍵判斷備課參考備課參考初淺了

10、解等電子原理：可用于推測分子、離子初淺了解等電子原理：可用于推測分子、離子的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu) 1919 1919年年LangmuirLangmuir提出等電子原理：提出等電子原理： 原子數(shù)相同、原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。相近。理論發(fā)展：具理論發(fā)展：具有相同價(jià)電子數(shù)和有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)（相同原子數(shù)（H H除除外）的分子或離子外）的分子或離子可能具有相似的結(jié)可能具有相似的結(jié)構(gòu)特征。構(gòu)特征。 具有相同價(jià)電子數(shù)（或電子數(shù)）具有相同價(jià)電子數(shù)（或電子數(shù)）和相同原子數(shù)的分子或離子

11、具有相同和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征的結(jié)構(gòu)特征, ,它們的某些物理性質(zhì)也它們的某些物理性質(zhì)也很相似。這些物質(zhì)互稱為等電子體。很相似。這些物質(zhì)互稱為等電子體。如，如，COCO與與N N2 2(2(2原子原子1010電子電子, ,鍵型物性鍵型物性相似相似) )， SiSi與與GeGe、AlPAlP、GaAs(2GaAs(2原子原子8 8電子電子, ,半導(dǎo)體半導(dǎo)體), ), SiCl SiCl4 4與與SiOSiO4 44-4-、SOSO4 42-2- (5 (5原子原子3232電電子子, ,正四面體構(gòu)型正四面體構(gòu)型) )。 NHNH4 4+ +與與CHCH4 4 、BHBH4 4-

12、- （5 5原子原子8 8電子電子, ,正四面體構(gòu)型正四面體構(gòu)型) )。 備課參考備課參考孤對電子、重鍵電子對斥力較大，會影響分子幾何構(gòu)型。孤對電子、重鍵電子對斥力較大，會影響分子幾何構(gòu)型。 如如 NHNH3 4 4原子成三角錐形鍵角原子成三角錐形鍵角107.3; 107.3; H H2O 3O 3原子成三角形鍵角原子成三角形鍵角104.5; 104.5; O=CCl O=CCl2 4 4原子成三角形原子成三角形,鍵角鍵角124.3124.3、111.4111.4。 ABABm m型分子價(jià)電子對數(shù)型分子價(jià)電子對數(shù)n n的計(jì)算：的計(jì)算：(O(O與與S S配位原子以不提配位原子以不提供計(jì)價(jià)電子計(jì)供

13、計(jì)價(jià)電子計(jì)) ) n= n=（中心原子的價(jià)電子數(shù)（中心原子的價(jià)電子數(shù)+ +各個(gè)配位原子提供的價(jià)電各個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)）子數(shù)）/2/2HgCl2(2+2)/2=2BF3(3+3)/2=3O=CClO=CCl2(4+2)/2=3NHNH3(5+3)/2=4H H2O O (6+2)/2=4CCl4(4+4)/2=4;PCl5、(5+5)/2=5SF6(6+6)/2=6備課參考備課參考手性手性分子分子和手和手性碳性碳原子原子分分子子的的極極性性 了解極性有無的含義與判斷方法了解極性有無的含義與判斷方法、對物質(zhì)性質(zhì)的影響對物質(zhì)性質(zhì)的影響 極性有無決定于極性有無決定于 ：正負(fù)電荷中心是否重合（電偶

14、極矩：正負(fù)電荷中心是否重合（電偶極矩為為0）正負(fù)電荷中心是否重合決定于：鍵的極性與分子構(gòu)型正負(fù)電荷中心是否重合決定于：鍵的極性與分子構(gòu)型分子構(gòu)型主要考察：配位原子是否對稱分布（怎么理解分子構(gòu)型主要考察：配位原子是否對稱分布（怎么理解對稱？）在中心原子周圍使鍵的極性抵消。對稱？）在中心原子周圍使鍵的極性抵消。 （為什么（為什么NH3、H2O中中H原子不認(rèn)為是對稱分布在中心原子周圍？）原子不認(rèn)為是對稱分布在中心原子周圍？） 初步了解對映異夠構(gòu)體及其形成原因與學(xué)習(xí)的意義初步了解對映異夠構(gòu)體及其形成原因與學(xué)習(xí)的意義 從物體與鏡像、海螺殼旋向、攀緣纏繞植物的莖蔓從物體與鏡像、海螺殼旋向、攀緣纏繞植物的莖

15、蔓旋向引入手性，認(rèn)識手性現(xiàn)象的普遍性；旋向引入手性，認(rèn)識手性現(xiàn)象的普遍性； 理解鏡像、疊合與重合的含義。理解鏡像、疊合與重合的含義。 理解認(rèn)識對映異構(gòu)體性質(zhì)差異的重要性。理解認(rèn)識對映異構(gòu)體性質(zhì)差異的重要性。1 1人類對配合物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識人類對配合物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識（配合物的成鍵情配合物的成鍵情況）況） 問題解決：通過實(shí)例討論配合物的形成條件、成鍵問題解決：通過實(shí)例討論配合物的形成條件、成鍵情況情況 2 2配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 交流討論：交流討論：配合物的順反異構(gòu)配合物的順反異構(gòu) 3 3配合物的應(yīng)用配合物的應(yīng)用活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究拓展視野：通過實(shí)驗(yàn)與資料閱讀，了解拓展視野：通過實(shí)驗(yàn)與資料

16、閱讀，了解配合物的的應(yīng)用配合物的的應(yīng)用認(rèn)識配合物認(rèn)識配合物 學(xué)習(xí)目標(biāo)：能說明簡單配合物的成鍵情況。學(xué)習(xí)目標(biāo)：能說明簡單配合物的成鍵情況。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 了解結(jié)構(gòu)了解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的與性質(zhì)的關(guān)系關(guān)系認(rèn)識配合認(rèn)識配合物結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)配合物的配合物的應(yīng)用應(yīng)用編寫編寫思路思路觀察銅氨離觀察銅氨離子的形成子的形成碳鉑的結(jié)構(gòu)模型碳鉑的結(jié)構(gòu)模型葉綠素結(jié)葉綠素結(jié)構(gòu)示意圖構(gòu)示意圖順反異構(gòu)順反異構(gòu)Cu(NH3)42+Zn(NH3)42+幾種配合物幾種配合物的空間構(gòu)型的空間構(gòu)型配合物的形成與結(jié)構(gòu)配合物的形成與結(jié)構(gòu)1 1。通過實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)識配合物的形成與應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)識配合物的形成與應(yīng)用用CuSOCuSO4 4與過量氨水作用不生成沉淀，與過量氨水作用不生成沉淀，難檢驗(yàn)出難檢驗(yàn)出NHNH3 3與與CuCu2+2+，可檢驗(yàn)出，可檢驗(yàn)出SOSO4 42- 2- ，用硝，用硝酸溶解后，恢復(fù)藍(lán)色，可用堿檢驗(yàn)出酸溶