化學(xué)選修3 分子的立體結(jié)構(gòu)教案 分子立體結(jié)構(gòu)雜化軌道理論

1、【選修3?物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)?】第 二 章?分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)?第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu)課時(shí)2 值得注意的是價(jià)層電子對(duì)互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個(gè) C-H的鍵長、鍵能相同及HC H的鍵角為109 28。因?yàn)榘凑瘴覀円呀?jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C H單鍵都應(yīng)該是鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。碳原子:為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，它的要點(diǎn)是：當(dāng)碳原子與4個(gè)氫原子形成甲烷分子時(shí)，碳原子的2s軌道和3個(gè)2p軌道會(huì)發(fā)生混雜，

2、混雜時(shí)保持軌道總數(shù)不變，得到4個(gè)相同的sp3雜化軌道，夾角109 28 ，表示這4個(gè)軌道是由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成的如下圖所示：學(xué)習(xí)價(jià)層電子互斥理論知道: NH3和H2O的模型和甲烷分子一樣,也是正四面體的,因此它們的中心原子也是sp3雜化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4個(gè)雜化軌道分別用于s鍵和孤對(duì)電子對(duì)，這樣的4個(gè)雜化軌道顯然有差異sp 雜化 同一原子中 ns-np 雜化成新軌道；一個(gè) s 軌道和一個(gè) p 軌道雜化組合成兩個(gè)新的 sp 雜化軌道。例：BeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化鍵合直線形sp雜化態(tài)直線形化合態(tài)Cl Be Cl180 除sp3雜化軌道

3、外，還有sp雜化軌道和sp2雜化軌道。sp雜化軌道由1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化而得；sp2雜化軌道由1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道雜化而得，碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角為180的直線形雜化軌道。sp2 雜化sp2 雜化軌道間的夾角是120度，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形2s2pB的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正三角形sp2 雜化態(tài)例：BF3分子形成BFFFClBCl1200Cl碳的sp2雜化軌道sp2雜化：三個(gè)夾角為120的平面三角形雜化軌道。思考題：根據(jù)以下事實(shí)總結(jié)：如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？：雜化軌道只用于形成鍵或者用來容納孤對(duì)電子雜化軌道數(shù)0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+

4、4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)練習(xí)：在學(xué)習(xí)價(jià)層電子對(duì)互斥模型和雜化軌道理論的根底上描述化合物中每個(gè)化學(xué)鍵是怎樣形成的？C原子發(fā)生SP雜化生成了兩個(gè)SP軌道分別與兩個(gè)O原子的一個(gè)P軌道形成兩個(gè)鍵； C原子剩余的兩個(gè)P軌道分別與兩個(gè)O原子剩余的1個(gè)P軌道形成兩個(gè)鍵。2 H2OO原子發(fā)生SP3雜化生成了四個(gè)SP3雜化軌道，其中的兩個(gè)分別與兩個(gè)H原子的S軌道形成兩個(gè)鍵； O原子剩余的兩個(gè)SP3雜化軌道分別被兩對(duì)孤

5、對(duì)電子占據(jù)。1CO2O： 1S22S 2PO C O提示：C：1S22S 2P激發(fā)C：1S22S 2PSP雜化探究練習(xí) 1、寫出HCN分子和CH20分子的路易斯結(jié)構(gòu)式。2用VSEPR模型對(duì)HCN分子和CH2O分子的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(用立體結(jié)構(gòu)模型表示)3寫出HCN分子和CH20分子的中心原子的雜化類型。4分析HCN分子和CH2O分子中的鍵。天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色配合物理論簡介：實(shí)驗(yàn)2-1 固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍(lán)色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)叫做四水

6、合銅離子，可表示為Cu(H2O) 42+。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子中的O原子提供孤對(duì)電子對(duì)給予銅離子銅離子提供空軌道，銅離子接受水分子的孤對(duì)電子形成的，這類“電子對(duì)給予接受鍵被稱為配位鍵。CuOH2H2OH2OH2O2+配位化合物，簡稱配合物，通常是由中心離子或原子 與配位體(某些分子或陰離子) 以配位鍵的形式結(jié)合而成的復(fù)雜離子或分子。2+CuNH3H3NNH3NH3實(shí)驗(yàn)2-2 已知?dú)溲趸~與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯闪薈u(NH3) 42+ ，其結(jié)構(gòu)簡式為：試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式？Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 +2 NH4

7、+ Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液實(shí)驗(yàn)2-3Fe 3+ +SCN Fe (SCN) 2+ 硫氰酸根血紅色例題一：以下分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是 ( ) ACO2與SO2 BCH4與NH3 CBeCl2與BF3 DC2H2與C2H4B例題二：以下分子或離子中都存在著配位鍵的是 ( )ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3) 42+ 、PCI3B 由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。例題三：對(duì)SO2與CO2說法正確的選項(xiàng)是( ) A都是直線形結(jié)構(gòu) B中心原子

8、都采取sp雜化軌道 C S原子和C原子上都沒有孤對(duì)電子 D SO2為V形結(jié)構(gòu)， CO2為直線形結(jié)構(gòu)D例題四：以下各種說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對(duì)電子。B、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對(duì)電子。D例題五：寫出以下分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(是用短線表示鍵合電子,小黑點(diǎn)表示未鍵合的價(jià)電子的結(jié)構(gòu)式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測分子的幾何構(gòu)型。 (1)PCI3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O(1) PCI3： SP3 三角錐形. .PCICI解析：. . . .CI. . .