選修三第二節(jié)分子立體構(gòu)型課件

1、人教版選修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) 分子的立體構(gòu)型第一課時復 習 回 顧共價鍵鍵鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角衡量化學鍵穩(wěn)定性 描述分子的立體結(jié)構(gòu)的重要因素成鍵方式 “頭碰頭”,呈軸對稱成鍵方式 “肩并肩”,呈鏡面對稱依據(jù)電子云重疊方式一、形形色色的分子(教材P35）O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)直線形V形、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（平面三角形，三角錐形）C2H2HCHONH3P4直線形平面三角形三角錐形正四面體、五原子粒子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH4（NH4+）CH3CH2OHCH3COOHC6H65、其它分子立體結(jié)構(gòu)C60C20C40C70資

2、料卡片：形形色色的分子那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢？測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器之一紅外光譜儀科學視野（指導閱讀P37）測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀呈現(xiàn)的吸收峰分析分子立體構(gòu)型。確定化學鍵及官能團的種類及數(shù)目 同為四原子分子，HCHO或BF3與 NH3 分子的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？思考: 同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間結(jié)構(gòu)不同，什么原因？ 價層電子對互斥理論可以用來解釋或預測分子的立體結(jié)構(gòu)。直線型V型平面三角型三角錐型1、分子的立體結(jié)構(gòu)是 的結(jié)果。 2、價層電子對指 ， 包括 。 3、 鍵電子對數(shù)依據(jù) 確定。二、價層電子對互斥理論（教材P37）“價層電子對”相互排斥分子中的中心原子上

3、的電子對(鍵電子對+中心原子上的孤電子對)H2O中的中心原子為O，O有2對鍵電子對NH3中的中心原子為N，N有3對鍵電子對CO2中的中心原子為C，C有2對鍵電子對分子式即中心原子結(jié)合的原子數(shù)目中心原子上的孤電子對數(shù) (a-xb)214、中心原子上的孤對電子數(shù)的確定方法：中心原子的價電子數(shù)與中心原子結(jié)合的原子數(shù)（即鍵電子對數(shù)） 與中心原子結(jié)合的原子最多能再接受的電子數(shù)，一般為（8-該原子的價電子數(shù)）已參與成鍵的價電子數(shù)思考與交流(教材P38）1、以S和P為例，說明如何根據(jù)主族元素在周期表上的位置確定它的價電子數(shù)。2、以N和Cl為例,說明如何根據(jù)主族元素在周期表上的位置確定它最多能接受的電子數(shù)。價

4、電子數(shù)=最外層電子數(shù)=主族序數(shù)最多能接受的電子數(shù)=8-該原子的價電子數(shù)（H除外）。分析教材P38表2-4分析下表中分子或離子的孤電子對數(shù)分子或離子 中心 原子 a x b中心原子上的孤電子對數(shù) SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220中心原子的價電子數(shù)中心原子結(jié)合原子數(shù) 與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，一般為（8-該原子的價電子數(shù)）分子或離子 中心 原子 中心原子價電子數(shù) 鍵電子對 中心原子上的孤電子對數(shù) BF3 NH3 SO32- H3O+BNSO135033853311價層電子對=鍵電子對+中心原子上

5、的孤電子對3 價層電 子對444分析下表中分子或離子的孤電子對數(shù)分子或離子 中心 原子 a x b中心原子上的孤電子對數(shù) SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220 價層電 子對34324價層電子對互斥構(gòu)型(VSEPR模型)價層電子對數(shù)目：2 3 4VSEPR模型： 直線平面三角形正四面體價層電子對數(shù)目：5 6VSEPR模型： 三角雙錐形 正八面體形 價層電子對數(shù)=鍵電子對+中心原子上的孤電子對 VSEPR模型 2 3 4 5 6直線平面三角形正四面體三角雙錐形 正八面體形記住:優(yōu)化指導P26例1 ：SO21）中心

6、原子S的鍵電子對數(shù)為 ；孤電子對數(shù)為 ，價層電子對數(shù)為 。2）VSEPR模型3）實際的立體構(gòu)型1 2 31、先確定中心原子的價層電子對數(shù)2、確定含孤電子對的VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)價層電子對數(shù) n與VSEPR模型的關(guān)系 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6直線型 平面三角形 四面體 三角雙錐體 八面體3、略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對，便得到了實際的立體結(jié)構(gòu) 利用價層電子對互斥理論確定分子的立體結(jié)構(gòu)的方法（優(yōu)化指導P25）價層電子對=鍵電子對+中心原子上的孤電子對例2： NH32）VSEPR模型3）實際的立體構(gòu)型1）中心原子N的鍵電子對數(shù)為 ；孤電子對數(shù)為 ，價層電子對數(shù)為 。134

7、例3： CH42）VSEPR模型3）實際的立體構(gòu)型1）中心原子C的鍵電子對數(shù)為 ；孤電子對數(shù)為 ，價層電子對數(shù)為 。404 中心原子上的孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H2O上有2對孤對電子，跟中心原子周圍的鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H2O分子呈V形。 思考：根據(jù)價層電子對互斥理論分析，為什么水是V 型的結(jié)構(gòu)？VSEPR模型立體結(jié)構(gòu)H2O的立體結(jié)構(gòu)VSEPR模型實際的立體構(gòu)型教材P441價層電子對數(shù)=鍵電子對數(shù)（與中心原子結(jié)合的原子數(shù)）分子或離子中心原子上孤電子對數(shù)鍵電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)實際的立體結(jié)構(gòu) SO2 CO2 CO3

8、2- SO32- NH3 CH434322332平面三角形平面三角形平面三角形V形直線形直線形四面體三角錐形114四面體三角錐形044四面體正四面體3100 H2O _ NH3 _ CH4 _105107.310928思考：以上三種分子價層電子對數(shù)分別為多少？VSEPR模型？實際分子構(gòu)型是什么？思考：為什么實際分子構(gòu)型中鍵角不同？VSEPR模型立體結(jié)構(gòu)優(yōu)化指導P25排斥力：孤電子對-孤電子對孤電子對-成鍵電子對成鍵電子對-成鍵電子對均為4均為正四面體因孤電子對數(shù)不同故.本節(jié)內(nèi)容小結(jié)：優(yōu)化指導P27作業(yè)：教材P39思考與交流分子或離子 價層電子對數(shù)VSEPR模型的立體結(jié)構(gòu)實際的立體結(jié)構(gòu) PCl5

9、 NH4+ SO32-優(yōu)化指導P27達標測試16第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型第二課時雜化軌道理論 請根據(jù)價層電子對互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型?能從中心原子的價電子排布情況分析原因嗎？共價鍵類型及數(shù)目？鍵角？1s22s22p2H原子電子排布圖1s1C且兩個CH的鍵角為10928，為何與分析的不一致？為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論C實際甲烷中有4個C H單鍵，都是鍵，C原子電子排布圖 原子在形成分子時,為了增強成鍵能力,趨向于將不同類型的 的原子軌道重新組合成能量、形狀和方向與原來不同的新原子軌道;這樣過程稱為 ; 雜化后的原子軌道稱為 . 一.雜化軌道理論簡介（優(yōu)化指導P28）能量相近原子

10、軌道的雜化雜化軌道sp3C：2s22p2由1個s軌道和3個p軌道混雜并重新組合成4個能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為 sp3雜化軌道。 為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，4個雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?sp雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 180 每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2 s 軌道和1/2 p 軌道的成分兩個軌道間的夾角為180，呈直線型(排斥力最小） sp 雜化：1個s 軌道與1個p 軌道進行的雜化,形成2個sp雜化軌道。180ClClBe例如： Sp 雜化 BeCl2分子的形成Be原子：

11、1s22s2 沒有單個電子，spsp雜化ClClsppxpx形成2個P Sp 鍵sp2雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 120 每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/3 s 軌道和 2/3 p 軌道的成分 每兩個軌道間的夾角為120，呈平面三角形 sp2雜化：1個s 軌道與2個p 軌道進行的雜化, 形成3個sp2 雜化軌道。120FFFB例如： Sp2 雜化 BF3分子的形成B： 1s22s22p1沒有3個成單電子sp2sp2雜化形成3個P Sp2 鍵sp3雜化軌道的形成過程 x y z x y z z x y z x y z 10928

12、 sp3雜化：1個s 軌道與3個p 軌道進行的雜化, 形成4個sp3 雜化軌道。 每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/4 s 軌道和 3/4 p 軌道的成分 每兩個軌道間的夾角為109.5， 空間構(gòu)型為正四面體型例如： Sp3 雜化 CH4分子的形成sp3C：2s22p2sp3雜化形成4個S Sp3 鍵回顧要點：(1)只有能量相近的軌道才能參與雜化。(2)所得雜化軌道數(shù)目等于參與雜化的原子軌道數(shù)目。(3)雜化后所得軌道的空間分布取最大夾角，使軌道間排斥力最小，且方向不同。（4）原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發(fā)生；雜化后的軌道只能形成鍵，不能形成鍵SP雜化：2個；S

13、P2雜化：3個；SP3雜化：4個直線型，鍵角1800平面三角型，鍵角1200正四面體型，鍵角109028/優(yōu)化指導P27達標測試3、4 試用雜化軌道理論分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論以上分子中，每個C原子能形成幾個鍵？C：2s22p2乙烷分子中鍵的形成 鍵可以繞鍵的對稱軸旋轉(zhuǎn)，其鍵不會發(fā)生斷裂，旋轉(zhuǎn)時所需的能量很少。請用雜化軌道理論分析乙烯的成鍵情況碳的sp2雜化軌道乙烯分子中鍵的形成請用雜化軌道理論分析乙炔的成鍵情況碳的sp雜化軌道如何較快確定軌道雜化方式？（即哪些電子云或能級參與雜化）及數(shù)目？3.雜化軌道分類：（優(yōu)化指導P28）sp3CH4原子軌道雜化 等性雜化：參與雜化的各原

14、子軌道成分均勻。 雜化軌道 每個軌道的成分 軌道間夾角( 鍵角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928sp3雜化H2O原子軌道雜化 O原子：2s22p4 有2個單電子，如果只是這兩個單電子成鍵，應(yīng)形成2個共價鍵，且鍵角應(yīng)當是90，可實際1050? 2s2p2 對孤對電子雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進行成分上的 不均勻混合。某個雜化軌道有孤電子對 判斷等性和不等性雜化軌道的方法：雜化軌道中有無孤對電子如何較快確定軌道雜化方式？（即哪些電子云或能級參與雜化）及數(shù)目？排斥力：孤電子對-孤電子對孤電子對-成鍵電子

15、對成鍵電子對-成鍵電子對 判斷等性和不等性雜化軌道的方法：雜化軌道中有無孤對電子如何確定軌道雜化方式？（即哪些電子云或能級參與雜化）及數(shù)目？如何判斷雜化軌道的數(shù)目？雜化類型判斷：（優(yōu)化指導P29一、1） 雜化類型的判斷技巧：先確定粒子的VSEPR模型（或價層電子對數(shù)），然后確定雜化軌道數(shù)，再中心原子的雜化軌道類型。 （優(yōu)化指導P29方法技巧）=中心原子孤對電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)鍵數(shù)VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類型鍵電子對孤電子對價層電子對VSEPR模型名稱實際立體構(gòu)型雜化軌道類型CO2SO2H2OSO3NH3CH4直線形平面三角形平面三角形sp3雜化

16、依據(jù)價層電子對數(shù)判斷雜化類型。222233410010234344sp雜化sp2雜化sp2雜化sp3雜化sp3雜化V形V形正四面體形三角錐形正四面體形正四面體形正四面體形直線形平面三角形CH2O303平面三角形平面三角形sp2雜化雜化軌道數(shù)（可確定類型）=價層電子對數(shù)。鍵電子對孤電子對價層電子對VSEPR模型名稱立體構(gòu)型名稱雜化軌道類型BO2-NO2-ClO2-NO3-SO32-NH4+222334021324010344直線形平面三角形平面三角形正四面體形正四面體形正四面體形sp雜化sp2雜化sp3雜化sp2雜化sp3雜化sp3雜化直線形V形V形平面三角形三角錐型正四面體形教材P41思考與交

17、流作業(yè);教材P442、3鍵電子對孤對電子對價層電子對雜化軌道類型C2H6C2H4C2H2N2H4H2O2432320001243244sp3雜化sp2雜化sp雜化sp3雜化sp3雜化雜化軌道數(shù)（可確定類型）=價層電子對數(shù)。sp2雜化請用雜化軌道理論分析苯分子的成鍵情況苯大 鍵使得苯分子的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,能量很低。 大 鍵 C6H6 sp2雜化C教材P41思考與交流作業(yè);教材P442、3教材習題2教材習題3圖224碳原子采取SP2雜化，形成三個SP2雜化軌道。 分子中含兩個SSP2鍵，一個SP2SP2鍵，一個PP 鍵。 歸納總結(jié)(1)利用價層電子對互斥理論、雜化軌道理論判斷分子構(gòu)型。(2)雜化軌道

18、只形成鍵。(3)分子的實際立體構(gòu)型不考慮孤電子對占據(jù)的空間。(4)有機物中碳原子雜化類型的判斷： 飽和碳原子采取sp3雜化，連接雙鍵的碳原子采取sp2雜化，連接三鍵的碳原子采取sp雜化。優(yōu)化指導P31達標測試小結(jié)：判斷分子或離子空間構(gòu)型的常用方法 （優(yōu)化指導P31專題大舞臺）C第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型第三課時配合物理論簡介Cu(H2O)42+ 四水合銅離子SO42 無無無Na+Cl-K +Br -實驗探究21固體哪些溶液呈天藍色無色離子：CuSO4CuCl22H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么離子呈天藍色：白色白色白色白色綠色深褐色思考與交流1 為什么CuSO4 5H2O晶體是藍色而無

19、水CuSO4 是白色？Cu(H2O)42+中Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？（教材P41倒數(shù)第二段） Cu2+與H2O是如何結(jié)合的呢？思考與交流2Cu2+提供空軌道接受孤對電子提供孤電子對H2O 通過配位鍵（屬于共價鍵）結(jié)合！ 其中含有多少個配位鍵？配體中心粒子配位鍵表示方法（自主能力測評P24自學教材）配合物定義:（教材P4142） 通常把 的金屬離子（或原子）與某些 的分子或離子以 鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物接受孤電子對提供孤電子對配位實驗2-2 天藍色溶液藍色沉淀深藍色溶液靜置+乙醇深藍色晶體Cu(NH3) 4 SO4H2O藍色沉淀深藍色溶液配位鍵的穩(wěn)定性?教材P43C

20、u(H2O)42+少氨水過氨水以配離子Cu(NH3)42為例，NH3分子中氮原子的孤電子對 進入Cu2的空軌道 ，Cu2與NH3分子中的氮原子通過共用氮原子提供的孤電子對 形成配位鍵。配離子Cu(NH3)42可表示為.配合物的形成條件 配離子的電荷數(shù)等于中心離子電荷數(shù)與配位體總電荷數(shù)的代數(shù)和。 配體有孤電子對；中心粒子有空軌道配體中心粒子自主能力測評P25小試身手2主要是配離子的形成。以配離子Cu(NH3)42為例，NH3分子中氮原子的孤電子對 進入Cu2的空軌道 ，Cu2與NH3分子中的氮原子通過共用氮原子提供的孤電子對 形成配位鍵。配離子Cu(NH3)42可表示為.配合物的形成條件優(yōu)化指導

21、P29 中心原子一般是帶正電荷的陽離子(又叫中心離子)，主族元素常見H+、Al3+;過渡金屬離子最常見的有Fe3、Ag、Cu2、Zn2等。 配離子的電荷數(shù)等于中心離子電荷數(shù)與配位體總電荷數(shù)的代數(shù)和。 配體有孤電子對；中心粒子有空軌道配體中心粒子Cu(NH3)42+ SO42-配 體配 合 物內(nèi) 界（配離子）配位原子配離子的電荷數(shù)外 界外界離子配位數(shù)中心離子配位體 提供孤電子對的分子或離子 如：X-、OH-、CN-、SCN-、H2O、NH3、CO中心原子（離子） 能夠提供空軌道接受孤電子對的金屬原子或離子 如：Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Pt、Au及離子配位原子 配位體中提供孤電子對的原

22、子，常見的配位原子有X、O、S、N、P等配位數(shù) 配位體的數(shù)目，即配位鍵的數(shù)目內(nèi)界由中心原子（離子）與配體結(jié)合而構(gòu)成配離子的電荷數(shù)配離子的電荷數(shù)等于中心離子和配體電荷數(shù)的代數(shù)和配合物的組成（自主能力測評P24師生互動）外界與內(nèi)界發(fā)生電性匹配的陰離子或陽離子。如K4Fe(CN)6的外界為(K+)4，Ni(CO)4無外界。外界能完全電離，而內(nèi)界離子很難電離完全電離：Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-很難電離：Cu(NH3)42+ Cu2+4NH3配位化合物的組成Co(NH3)6Cl3內(nèi)界(配位離子)外界配體中心離子配位原子配位數(shù)鞏固練習向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不

23、能生成AgCl沉淀的是（ ）A:Co(NH3) 4Cl2 ClB:Co(NH3) 3Cl3 C:Co(NH3) 6 Cl3D:Co(NH3) 5Cl Cl2B指出下列配合物的內(nèi)界并填下表配 合 物外界中心原子配位體配位數(shù)Ag(NH3)2OHR(H2O)5ClCl2 KPt(NH3)Cl3 OH- Ag+ NH3 2 K+ Pt2+ NH3、Cl- 4課堂練習 Cl R3+ H2O、Cl 6外界能完全電離，內(nèi)界離子很難電離加入足量AgNO3溶液后，哪些有明顯現(xiàn)象？2022/7/29八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判斷方法： 成鍵后原子的最外層電子數(shù)=該原子價電子數(shù)+|其化合價| 【例題】下列分子中所有原子都滿足

24、最外層為8電子結(jié)構(gòu)的是 A.BF3 B.H2O C.SiCl4 D.PCl5規(guī)律總結(jié)：分子中若含有氫元素，則氫原子不能滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但它滿足K層為最外層2個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 同樣Be原子最外層只有兩個電子，Be不可能滿足8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。分子中若不含有氫元素，可按下述方法進行判斷：若某元素的化合價的絕對值與其原子價電子之和等于8，則該元素的原子最外層滿足八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則不滿足。規(guī)律總結(jié)：若為同種元素組成的雙原子分子，則看該元素原子的最外層電子數(shù)目與其在分子中形成的共價鍵的數(shù)目之和是否為8，若為8，則其最外層滿足八電子結(jié)構(gòu)，反之不滿足。常見的X2(鹵素單質(zhì))、N2等雙原子單質(zhì)分

25、子中原子最外層為八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 2022/7/29練習1：下列分子中，所有原子的最外層均為8電子結(jié)構(gòu)的是A. BeCl2 B. H2S C. NCl3 D. SF4練習2：下列分子中，所有原子都滿足最外層均為8電子結(jié)構(gòu)且立體構(gòu)型為三角錐的是：A. PCl5 B. BCl3 C. NF3 D. CO2 D 類型共價鍵非極性鍵極性鍵配位鍵 相鄰原子間的共用電子對(電子云重疊)與原子核間的靜電作用成鍵條件(元素種類)特征有方向性、飽和性配位鍵與非極性鍵、極性鍵的區(qū)別與聯(lián)系(優(yōu)化指導P29）成鍵原子得、失電子能力相同(同種非金屬)成鍵原子得、失電子能力差別較小(不同非金屬或少數(shù)金屬與非金屬)成鍵原子

26、一方有孤電子對(配體)，另一方有空軌道(中心離子)思考與交流 比較明礬KAl(SO4)212H2O與硫酸四氨合銅Cu(NH3)4SO4兩者的電離,判斷明礬是否為配合物KAl(SO4)212H2O=K+Al3+2SO42-+12H2OCu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-內(nèi)界難電離完全電離復鹽配合物的鹽與復鹽的比較 復鹽, 能電離出兩種或兩種以上陽離子的鹽。僅在固態(tài)時穩(wěn)定存在，一旦溶于水，幾乎全部解離成各組分離子： KAl(SO4)212H2O (溶于水) K+ +Al3+ 2SO42- +12 H2O KCl MgCl2 6H2O (溶于水) K+ +Mg2+ + 3Cl- + 6H2O 配合物鹽，是在配合物的溶液或晶體中，十分明確地存在著 含有配位鍵的、能獨立存在的復雜組成的離子： Cu(NH3)4SO4H2O Cu(NH3)42+ + SO42- + H2O內(nèi)界難電離葉綠素結(jié)構(gòu)示意圖NNNNFeCH3CH3H3CCOHOCOOHH3C血紅素(Fe2+ )結(jié)構(gòu)示意圖MoFeS固氮酶中FeMo中心結(jié)構(gòu)示意圖鞏固練習氣態(tài)氯化