優(yōu)質(zhì)課魯科版高中化學(xué)選修三 22共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型(第1課時(shí)) 課件

共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第2章第2節(jié)第一課時(shí)共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第2章第2節(jié)第一課時(shí)1共價(jià)鍵具有飽和性和方向性所以原子間以共價(jià)鍵形成的分子具有一定的空間構(gòu)型復(fù)習(xí)回顧：原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵復(fù)習(xí)回顧：原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵2一些典型分子的空間構(gòu)型HClH2O，104.5°

NH3，107.3°CH4109.5°一些典型分子的空間構(gòu)型HClH2O，104.5°NH3，13ClONC價(jià)電子排布3s23p52s22p42s22p32s22p2未成對電子數(shù)

共價(jià)鍵數(shù)飽和性方向性1232√√√×√×××1234問題出現(xiàn)了！HCl、H2O、NH3、CH4分子中原子的數(shù)量關(guān)系與分子空間構(gòu)型能否簡單地用共價(jià)鍵的飽和性和方向性解釋呢？ClONC價(jià)電子排布3s23p5241、甲烷分子的空間構(gòu)型正四面體鍵角：109.5°1、C原子應(yīng)該有4個(gè)未成對電子解決2、C原子的4個(gè)未成對電子所在的軌道應(yīng)該一模一樣，且空間分布均勻，分別與H原子的1s軌道成σ鍵1、甲烷分子的空間構(gòu)型正四面體鍵角：109.5°1、C原子應(yīng)5C的基態(tài)激發(fā)態(tài)2s2p激發(fā)原子之間若要形成共價(jià)鍵，它們的價(jià)電子中應(yīng)當(dāng)有未成對的電子。2s2pCH2CH4甲烷分子的正四面體構(gòu)型是怎樣形成的呢？C的基態(tài)激發(fā)態(tài)2s2p激發(fā)原子之間若要形成共價(jià)鍵，它們的價(jià)電6碳原子軌道的雜化過程4個(gè)雜化軌道雜化sp3雜化2s2p2s2p激發(fā)躍遷自旋方向相同解決：一個(gè)2s軌道與3個(gè)2p軌道重新組合成4個(gè)一模一樣的軌道，且空間分布均勻解決通常，有幾個(gè)原子軌道參加雜化，雜化后生成的雜化軌道的數(shù)目就有幾個(gè)。碳原子軌道的雜化過程4個(gè)雜化軌道雜化sp3雜化2s2p7一、雜化軌道理論（鮑林提出）1、什么叫雜化？什么是雜化軌道？在外界條件影響下，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、能量相同的原子軌道，叫做雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。2、注意幾點(diǎn)：

（1）原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發(fā)生；（2）雜化軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵（3）雜化的目的：原子在形成分子時(shí)，為了增強(qiáng)成鍵能力，使分子的穩(wěn)定性增加；一、雜化軌道理論（鮑林提出）1、什么叫雜化？什么是雜化軌道？8sp3雜化軌道形成示意圖思考1：軌道雜化以后，有何優(yōu)點(diǎn)？雜化軌道在角度分布上更集中，成鍵時(shí)重疊程度更大，形成的共價(jià)鍵更牢固sp3雜化軌道形成示意圖思考1：雜化軌道在角度分布上更集中，9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。4個(gè)雜化軌道能量相同,能量處于s與p軌道之間思考2：雜化前后軌道的比較能量雜雜p軌道稍大于s軌道，但是在同一能級組中，能量接近。410思考3：四個(gè)雜化軌道為什么采取正四面體構(gòu)型？為了使軌道間的排斥最小，體系最穩(wěn)定，四個(gè)雜化軌道在空間應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離，4個(gè)雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，軌道間夾角為109.5°思考3：四個(gè)雜化軌道為什么采取正四面體構(gòu)型？為了使軌道11思考4：描述甲烷中共價(jià)鍵的形成過程：4+→HCCH41ssp3四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3的σ鍵。從而使CH4分子具有正四面體構(gòu)型σσσσ思考4：描述甲烷中共價(jià)鍵的形成過程：4+12練習(xí)1：描述CH3Cl分子中C原子的雜化方式，雜化軌道的空間構(gòu)型，分子的空間構(gòu)型。所以，雜化軌道空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型

不一定相同！正四面體四面體練習(xí)1：所以，正四面體四面體13交流·研討課本P43【NH3分子的形成過程及空間構(gòu)型】四個(gè)sp3雜化軌道在空間的分布呈正四面體，夾角為109.5°。但是氨氣分子的空間構(gòu)型是三角錐形，鍵角為107.3°，我們的結(jié)論與事實(shí)有矛盾，這是為什么？sp3雜化2s2p4個(gè)雜化軌道sp3交流·研討課本P43【NH3分子的形成過程及空間構(gòu)型】14與3個(gè)H原子形成3個(gè)σ鍵不參與成鍵可以成鍵分析1：氮原子的雜化過程、各個(gè)雜化軌道中電子的數(shù)目及各個(gè)鍵的形成過程。分析2：鍵角為107.3°而非109.5°的原因σσσ

價(jià)層中的σ成鍵電子對與孤對電子都要占有雜化軌道，且相互排斥，其中孤對電子對成鍵電子的排斥能力較強(qiáng)，故偏離109.5°，變成為107.3°。三角錐形，鍵角107.3°孤對電子孤對電子二、價(jià)電子對互斥理論

P44知識支持......與3個(gè)H原子形成3個(gè)σ鍵不參與成鍵可以成鍵分析1：氮原子的雜15通過對

CH4、NH3中心原子軌道雜化的分析，雜化軌道數(shù)與成鍵電子對數(shù)、孤電子對數(shù)有何關(guān)系？試分析H2O的中心原子O原子的軌道雜化情況中心原子σ鍵數(shù)中心原子孤電子對數(shù)中心原子雜化類型spx雜化軌道數(shù)雜化軌道空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型鍵角CH4109.5°NH3107.3°H2O104.5°40sp34正四面體正四面體31sp3sp344正四面體正四面體三角錐形V形22歸納2.雜化軌道可放孤電子對或成σ鍵1.中心原子spx雜化后有1+x個(gè)雜化軌道3.中心原子spx雜化：σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù)=1+x4.中心原子雜化方式相同,分子構(gòu)型、鍵角也不一定相同!通過對CH4、NH3中心原子軌道雜化的16具體分析：H2O分子中氧原子的雜化過程

提醒：水分子中的鍵角104.5°

4個(gè)sp3雜化軌道與2個(gè)H原子形成2個(gè)σ鍵不參與成鍵可以成鍵孤對電子H2O呈V形結(jié)構(gòu)。水分子的鍵角本應(yīng)109.5°，但由于有2對孤對電子的斥力，該鍵角變小，成為104.5°(小于NH3的鍵角107.3°)。104.5°具體分析：H2O分子中氧原子的雜化過程提醒：水分子中的鍵角17BeCl2

BF3探究先用公式計(jì)算：中心原子spx雜化：σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù)=1+xsp1雜化sp2雜化下列兩種共價(jià)化合物中心原子的雜化方式BeCl2BF3探究先用公式計(jì)算：sp1雜化s18BeCl2

BeCl2

Cl:3s23p5Be:

2s2激發(fā)雜化2s2p3s3p兩個(gè)sp1雜化軌道2s2pBeClClσσ中心原子雜化軌道為直線形分子空間構(gòu)型直線形BeCl2BeCl2Cl:3s23p5Be:2s2激19BF3

F:2s22p5B:2s22p1BF32s2p2s2p激發(fā)2s2p雜化三個(gè)sp2雜化軌道σσσ中心原子F原子的2p軌道雜化軌道為正三角形分子空間構(gòu)型正三角形BF3F:2s22p5B:2s22p1BF32s2p220雜化類型spx參與雜化的原子軌道雜化軌道數(shù)雜化軌道夾角雜化軌道空間構(gòu)型舉例種類數(shù)目sp1nsnpsp2nsnpsp3nsnp12132直線型120o

109.5o

34平面正三角形正四面體BeCl2BF3BCl3CH4CCl4180o

結(jié)論：雜化類型與雜化軌道空間構(gòu)型及夾角相互對應(yīng)

但分子的空間構(gòu)型就要看具體情況四、常見的spx雜化類型11雜化類型參與雜化的原子軌道雜化軌道數(shù)雜化軌道夾角雜化軌道舉例21學(xué)以致用描述乙烯分子碳原子的雜化過程1、乙烯中碳原子的SP2雜化過程σσσσσπ注意：在形成共價(jià)鍵時(shí)，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。中心原子C雜化軌道只能成σ鍵，不能成π鍵學(xué)以致用描述乙烯分子碳原子的雜化過程1、乙烯中碳原子的SP222乙烯分子中各個(gè)鍵的形成過程及鍵的類型σσσσσπ注意：在形成共價(jià)鍵時(shí)，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。乙烯分子中各個(gè)鍵的形成過程及鍵的類型σσσσσπ注意：在形成23交流·研討請用雜化軌道理論分析C6H6分子的成鍵情況。C原子以sp2形式雜化σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù)=1+xσσσ六個(gè)C原子形成一個(gè)正六邊形交流·研討請用雜化軌道理論分析C6H6分子的成鍵情況。C原子24C6H6的大π鍵C6H6的大π鍵25描述乙炔分子碳原子的雜化過程2、乙炔中碳原子的SP1雜化過程πCCHHσπσσ學(xué)以致用描述乙炔分子碳原子的雜化過程2、乙炔中碳原子的SP1雜化過程26σσσππ乙炔分子中各個(gè)鍵的形成過程及鍵的類型σσσππ乙炔分子中各個(gè)鍵的形成過程及鍵的類型27共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第2章第2節(jié)第一課時(shí)共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第2章第2節(jié)第一課時(shí)28共價(jià)鍵具有飽和性和方向性所以原子間以共價(jià)鍵形成的分子具有一定的空間構(gòu)型復(fù)習(xí)回顧：原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵復(fù)習(xí)回顧：原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵29一些典型分子的空間構(gòu)型HClH2O，104.5°

NH3，107.3°CH4109.5°一些典型分子的空間構(gòu)型HClH2O，104.5°NH3，130ClONC價(jià)電子排布3s23p52s22p42s22p32s22p2未成對電子數(shù)

共價(jià)鍵數(shù)飽和性方向性1232√√√×√×××1234問題出現(xiàn)了！HCl、H2O、NH3、CH4分子中原子的數(shù)量關(guān)系與分子空間構(gòu)型能否簡單地用共價(jià)鍵的飽和性和方向性解釋呢？ClONC價(jià)電子排布3s23p52311、甲烷分子的空間構(gòu)型正四面體鍵角：109.5°1、C原子應(yīng)該有4個(gè)未成對電子解決2、C原子的4個(gè)未成對電子所在的軌道應(yīng)該一模一樣，且空間分布均勻，分別與H原子的1s軌道成σ鍵1、甲烷分子的空間構(gòu)型正四面體鍵角：109.5°1、C原子應(yīng)32C的基態(tài)激發(fā)態(tài)2s2p激發(fā)原子之間若要形成共價(jià)鍵，它們的價(jià)電子中應(yīng)當(dāng)有未成對的電子。2s2pCH2CH4甲烷分子的正四面體構(gòu)型是怎樣形成的呢？C的基態(tài)激發(fā)態(tài)2s2p激發(fā)原子之間若要形成共價(jià)鍵，它們的價(jià)電33碳原子軌道的雜化過程4個(gè)雜化軌道雜化sp3雜化2s2p2s2p激發(fā)躍遷自旋方向相同解決：一個(gè)2s軌道與3個(gè)2p軌道重新組合成4個(gè)一模一樣的軌道，且空間分布均勻解決通常，有幾個(gè)原子軌道參加雜化，雜化后生成的雜化軌道的數(shù)目就有幾個(gè)。碳原子軌道的雜化過程4個(gè)雜化軌道雜化sp3雜化2s2p34一、雜化軌道理論（鮑林提出）1、什么叫雜化？什么是雜化軌道？在外界條件影響下，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、能量相同的原子軌道，叫做雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。2、注意幾點(diǎn)：

（1）原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會發(fā)生；（2）雜化軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵（3）雜化的目的：原子在形成分子時(shí)，為了增強(qiáng)成鍵能力，使分子的穩(wěn)定性增加；一、雜化軌道理論（鮑林提出）1、什么叫雜化？什么是雜化軌道？35sp3雜化軌道形成示意圖思考1：軌道雜化以后，有何優(yōu)點(diǎn)？雜化軌道在角度分布上更集中，成鍵時(shí)重疊程度更大，形成的共價(jià)鍵更牢固sp3雜化軌道形成示意圖思考1：雜化軌道在角度分布上更集中，36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。4個(gè)雜化軌道能量相同,能量處于s與p軌道之間思考2：雜化前后軌道的比較能量雜雜p軌道稍大于s軌道，但是在同一能級組中，能量接近。437思考3：四個(gè)雜化軌道為什么采取正四面體構(gòu)型？為了使軌道間的排斥最小，體系最穩(wěn)定，四個(gè)雜化軌道在空間應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離，4個(gè)雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，軌道間夾角為109.5°思考3：四個(gè)雜化軌道為什么采取正四面體構(gòu)型？為了使軌道38思考4：描述甲烷中共價(jià)鍵的形成過程：4+→HCCH41ssp3四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的s-sp3的σ鍵。從而使CH4分子具有正四面體構(gòu)型σσσσ思考4：描述甲烷中共價(jià)鍵的形成過程：4+39練習(xí)1：描述CH3Cl分子中C原子的雜化方式，雜化軌道的空間構(gòu)型，分子的空間構(gòu)型。所以，雜化軌道空間構(gòu)型與分子的空間構(gòu)型

不一定相同！正四面體四面體練習(xí)1：所以，正四面體四面體40交流·研討課本P43【NH3分子的形成過程及空間構(gòu)型】四個(gè)sp3雜化軌道在空間的分布呈正四面體，夾角為109.5°。但是氨氣分子的空間構(gòu)型是三角錐形，鍵角為107.3°，我們的結(jié)論與事實(shí)有矛盾，這是為什么？sp3雜化2s2p4個(gè)雜化軌道sp3交流·研討課本P43【NH3分子的形成過程及空間構(gòu)型】41與3個(gè)H原子形成3個(gè)σ鍵不參與成鍵可以成鍵分析1：氮原子的雜化過程、各個(gè)雜化軌道中電子的數(shù)目及各個(gè)鍵的形成過程。分析2：鍵角為107.3°而非109.5°的原因σσσ

價(jià)層中的σ成鍵電子對與孤對電子都要占有雜化軌道，且相互排斥，其中孤對電子對成鍵電子的排斥能力較強(qiáng)，故偏離109.5°，變成為107.3°。三角錐形，鍵角107.3°孤對電子孤對電子二、價(jià)電子對互斥理論

P44知識支持......與3個(gè)H原子形成3個(gè)σ鍵不參與成鍵可以成鍵分析1：氮原子的雜42通過對

CH4、NH3中心原子軌道雜化的分析，雜化軌道數(shù)與成鍵電子對數(shù)、孤電子對數(shù)有何關(guān)系？試分析H2O的中心原子O原子的軌道雜化情況中心原子σ鍵數(shù)中心原子孤電子對數(shù)中心原子雜化類型spx雜化軌道數(shù)雜化軌道空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型鍵角CH4109.5°NH3107.3°H2O104.5°40sp34正四面體正四面體31sp3sp344正四面體正四面體三角錐形V形22歸納2.雜化軌道可放孤電子對或成σ鍵1.中心原子spx雜化后有1+x個(gè)雜化軌道3.中心原子spx雜化：σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù)=1+x4.中心原子雜化方式相同,分子構(gòu)型、鍵角也不一定相同!通過對CH4、NH3中心原子軌道雜化的43具體分析：H2O分子中氧原子的雜化過程

提醒：水分子中的鍵角104.5°

4個(gè)sp3雜化軌道與2個(gè)H原子形成2個(gè)σ鍵不參與成鍵可以成鍵孤對電子H2O呈V形結(jié)構(gòu)。水分子的鍵角本應(yīng)109.5°，但由于有2對孤對電子的斥力，該鍵角變小，成為104.5°(小于NH3的鍵角107.3°)。104.5°具體分析：H2O分子中氧原子的雜化過程提醒：水分子中的鍵角44BeCl2

BF3探究先用公式計(jì)算：中心原子spx雜化：σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù)=1+xsp1雜化sp2雜化下列兩種共價(jià)化合物中心原子的雜化方式BeCl2BF3探究先用公式計(jì)算：sp1雜化s45BeCl2

BeCl2

Cl:3s23p5Be:

2s2激發(fā)雜化2s2p3s3p兩個(gè)sp1雜化軌道2s2pBeClClσσ中心原子雜化軌道為直線形分子空間構(gòu)型直線形BeCl2BeCl2Cl:3s23p5Be:2s2激46BF3

F:2s22p5B:2s22p1BF32s2p2s2p激發(fā)2s2p雜化三個(gè)sp2雜化軌道σσσ中心原子F原子的2p軌道雜化軌道為正三角形分子空間構(gòu)型正三角形BF3F:2s22