第二節(jié)-分子的立體構(gòu)型

第二節(jié)---分子的立體構(gòu)型第一頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。復(fù)習(xí)回顧共價(jià)鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長(zhǎng)鍵角衡量化學(xué)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(duì)稱成鍵方式“肩并肩”,呈鏡像對(duì)稱第二頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分?；顒?dòng)：1、利用幾何知識(shí)分析一下，空間分布的兩個(gè)點(diǎn)是否一定在同一直線？遷移:兩個(gè)原子構(gòu)成的分子，將這2個(gè)原子看成兩個(gè)點(diǎn)，則它們?cè)诳臻g上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？O2HCl第三頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分?；顒?dòng)：2、利用幾何知識(shí)分析一下，空間分布的三個(gè)點(diǎn)是否一定在同一直線上？遷移：三個(gè)原子構(gòu)成的分子，將這3個(gè)原子看成三個(gè)點(diǎn)，則它們?cè)诳臻g上可能構(gòu)成幾種形狀？分別是什么？結(jié)論：在多原子構(gòu)成的分子中，由于原子間排列的空間順序不一樣，使得分子有不同的結(jié)構(gòu)，這就是所謂的分子的立體構(gòu)型。第四頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。一、形形色色的分子2、四原子分子立體結(jié)構(gòu)HCHONH3平面三角形120°三角錐形107°第五頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。3、五原子分子立體結(jié)構(gòu)一、形形色色的分子CH4正四面體第六頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：第七頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子第八頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。第九頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。第十頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？思考:同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？第十一頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。二、價(jià)層互斥理論1.內(nèi)容對(duì)ABn型的分子或離子，中心原子A價(jià)層電子對(duì)（包括成鍵σ鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)）之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。σ鍵電子對(duì)和孤對(duì)電子對(duì)排斥力最小第十二頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。二、價(jià)層互斥理論2.價(jià)層電子對(duì)（σ鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)）代表物電子式中心原子結(jié)合原子數(shù)σ鍵電子對(duì)孤對(duì)電子對(duì)價(jià)層電子對(duì)數(shù)H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202=δ鍵個(gè)數(shù)+中心原子上的孤對(duì)電子對(duì)個(gè)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)δ鍵電子對(duì)數(shù)=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)第十三頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=?（a-xb)2.成鍵σ鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)δ鍵電子對(duì)數(shù)=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)a:對(duì)于原子：為中心原子的最外層電子數(shù)(對(duì)于陽(yáng)離子：a為中心原子的最外層電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；對(duì)于陰離子：a為中心原子的最外層電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)）x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(H為1，其他原子為“8-該原子的最外層電子數(shù)）=δ鍵個(gè)數(shù)+中心原子上的孤對(duì)電子對(duì)個(gè)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)第十四頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。分子或離子中心原子

a

x

b中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)H2OO

SO2

S

NH4+

N

CO32-C

6

15-1=40

4+2=60224132孤電子對(duì)的計(jì)算

6

221=?（a-xb)第十五頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。二、價(jià)層互斥理論剖析內(nèi)容對(duì)ABn型的分子或離子，中心原子A價(jià)層電子對(duì)（包括成鍵σ鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)）之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。排斥力最小A第十六頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。3.價(jià)電子對(duì)的空間構(gòu)型即VSEPR模型電子對(duì)數(shù)目：234VSEPR模型：

二、價(jià)層互斥理論直線平面三角形正四面體第十七頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。二、價(jià)層互斥理論分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱分子的立體構(gòu)型及名稱CO2CO32-SO24.VSEPR模型應(yīng)用——預(yù)測(cè)分子立體構(gòu)型232001COOCOOOSOO直線形直線形平面三角形平面三角形V形平面三角形中心原子的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子的空間，并與成鍵電子對(duì)互相排斥。推測(cè)分子的立體模型必須略去VSEPR模型中的孤電子對(duì)第十八頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。二、價(jià)層互斥理論分子或離子價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱分子的立體構(gòu)型及名稱CH4NH3H2O4.價(jià)電子對(duì)的空間構(gòu)型即VSEPR模型應(yīng)用432012CHHHHNHHHOHH正四面體正四面體正四面體三角錐形正四面體V形第十九頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。應(yīng)用反饋化學(xué)式中心原子孤對(duì)電子數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)VSEPR模型H2SBF3NH2-2023空間構(gòu)型V形平面三角形V形22平面三角形四面體四面體第二十頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。ABn型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)VSEPR模型成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布模型

立體結(jié)構(gòu)

實(shí)例

23平面三角形20 AB2直線形

CO230 AB321 AB2價(jià)層電子對(duì)數(shù)平面三角形

BF3V形SO2小結(jié):直線形第二十一頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型成鍵電子對(duì)數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)分子類型電子對(duì)的排布分子構(gòu)型

實(shí)例模型4正四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體

CH4三角錐形

NH3V形H2O第二十二頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。1.若ABn型分子的中心原子A上沒(méi)有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子，運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型，下列說(shuō)法正確的（）A.若n=2，則分子的立體構(gòu)型為V形B.若n=3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形C.若n=4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形D.以上說(shuō)法都不正確C牛刀小試2.用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷SO3的分子構(gòu)型＿＿＿A、正四面體形B、V形C、三角錐形D、平面三角形D第二十三頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。課堂練習(xí)：1、多原子分子的立體結(jié)構(gòu)有多種，三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有＿＿＿

形和

形，大多數(shù)四原子分子采取

形和＿＿＿形兩種立體結(jié)構(gòu)，五原子分子的立體結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的是

形。

2、下列分子或離子中，不含有孤對(duì)電子的是

＿＿＿

A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其鍵角由小到大的順序?yàn)椋撸撸?/p>

4、以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為109°28′的是＿＿＿＿

①CH4②NH4+③CH3Cl④P4⑤SO42-A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①④⑤直線V平面三角三角錐③②①④DC正四面體第二十四頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第二課時(shí)——雜化理論第二十五頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。活動(dòng)：請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型新問(wèn)題1：1.寫(xiě)出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結(jié)合形成CH4，而不是CH2？C原子軌道排布圖1s22s22p2H原子軌道排布圖1s1第二十六頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。新問(wèn)題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過(guò)的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C—H單鍵都應(yīng)該是σ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CC為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論第二十七頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。sp3C：2s22p2

由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)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(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?第二十八頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。

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，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’第二十九頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。三、雜化理論簡(jiǎn)介1.概念：在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來(lái)，重新組合成一組新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。2.要點(diǎn)：（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；第三十頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。三、雜化理論簡(jiǎn)介2.要點(diǎn)：（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；第三十一頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。sp雜化軌道的形成過(guò)程

xyzxyzzxyzxyz180°每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2s

軌道和1/2p

軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為180°，呈直線型

sp

雜化：1個(gè)s軌道與1個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成2個(gè)sp雜化軌道。第三十二頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2沒(méi)有單個(gè)電子，spsp雜化ClClsppxpx第三十三頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。sp2雜化軌道的形成過(guò)程

xyzxyzzxyzxyz120°每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為120°，呈平面三角形

sp2雜化：1個(gè)s軌道與2個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成3個(gè)sp2雜化軌道。第三十四頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。120°FFFB例如：Sp2

雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒(méi)有3個(gè)成單電子sp2sp2雜化第三十五頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。sp3雜化軌道的形成過(guò)程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成4個(gè)sp3雜化軌道。

每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p

軌道的成分每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為109.5°，

空間構(gòu)型為正四面體型第三十六頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。例如：Sp3

雜化——CH4分子的形成sp3C：2s22p2第三十七頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。三、雜化理論簡(jiǎn)介3.雜化軌道分類：sp3CH4原子軌道雜化等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合。雜化軌道每個(gè)軌道的成分軌道間夾角(鍵角)

sp1/2s，1/2p180°

sp21/3s，2/3p120°

sp31/4s，3/4p109°28′第三十八頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。3.雜化軌道分類：三、雜化理論簡(jiǎn)介H2O原子軌道雜化O原子：2s22p4有2個(gè)單電子，可形成2個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是90°，Why?2s2p2對(duì)孤對(duì)電子雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的不均勻混合。某個(gè)雜化軌道有孤電子對(duì)第三十九頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。排斥力：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)>孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì)第四十頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。三、雜化理論簡(jiǎn)介4.雜化類型判斷：因?yàn)殡s化軌道只能用于形成σ鍵或用來(lái)容納孤電子對(duì)，故有雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。=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)雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)第四十一頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。三、雜化理論簡(jiǎn)介4.雜化類型判斷：A的價(jià)電子對(duì)數(shù)234A的雜化軌道數(shù)雜化類型A的價(jià)電子空間構(gòu)型A的雜化軌道空間構(gòu)型ABm型分子或離子空間構(gòu)型對(duì)于ABm型分子或離子，其中心原子A的雜化軌道數(shù)恰好與A的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等。234spsp2sp3直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形正四面體直線型平面三角形或V形正四面體三角錐形或V形第四十二頁(yè)，編輯于星期日：點(diǎn)三十三分。例1：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫(xiě)下表物質(zhì)價(jià)電子對(duì)數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對(duì)空間構(gòu)型軌道夾角分子空間構(gòu)型鍵角氣態(tài)BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體180°180°120°109.5