分子的立體構(gòu)型(第2課時)課件

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)化學(xué)選修3第二課時第二節(jié)分子的立體構(gòu)型鄰水實驗學(xué)校王良紅雜化軌道理論第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)化學(xué)第二課時第二節(jié)分子的立體構(gòu)型1第二節(jié)分子的立體構(gòu)型學(xué)習(xí)目標1、認識雜化軌道理論的要點；

2、進一步了解有機化合物中碳的成鍵特征；

3、能根據(jù)雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型。

第二節(jié)分子的立體構(gòu)型學(xué)習(xí)目標1、認識雜化軌道理論2第二節(jié)分子的立體構(gòu)型活動：請根據(jù)價層電子對互斥理論分析CO2、H2O、NH3、CH4的立體構(gòu)型.問題1：寫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第二節(jié)分子的立體構(gòu)型活動：請根據(jù)價層電子對互斥理3第二節(jié)分子的立體構(gòu)型問題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的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節(jié)分子的立體構(gòu)型問題2：按照我們已經(jīng)學(xué)過的價4第二節(jié)分子的立體構(gòu)型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?第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp3C：2s22p25第二節(jié)分子的立體構(gòu)型

四個H原子分別以4個s軌道與C原子上的四個sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’第二節(jié)分子的立體構(gòu)型四個H原子分別以6第二節(jié)分子的立體構(gòu)型三、雜化軌道理論簡介1.概念：在形成分子時，由于原子的相互影響,若干個不同類型但能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。注意：（1）參與雜化的各原子軌道能量要相近；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變;（3）為使雜化軌道相互間排斥力最小，在空間取最大夾角分布。★對于非過渡元素，往往采用“sp”型雜化。（分為sp雜化、sp2雜化、sp3雜化）第二節(jié)分子的立體構(gòu)型三、雜化軌道理論簡介1.概念7第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第二節(jié)分子的立體構(gòu)型8第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°每個sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，兩個軌道間的夾角為180°，呈直線型.

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。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp雜化軌道的形成過程x9第二節(jié)分子的立體構(gòu)型180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個電子，spsp雜化ClClsppxpx第二節(jié)分子的立體構(gòu)型180°ClClBe例如：10第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°

每個sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，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。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp2雜化軌道的形成過程x11第二節(jié)分子的立體構(gòu)型120°FFFB例如：Sp2

雜化——BF3分子的形成sp2sp2雜化第二節(jié)分子的立體構(gòu)型120°FFFB例如：12第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：

每個sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，

每兩個軌道間的夾角為109.5°，空間構(gòu)型為正四面體型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。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型sp3雜化軌道的形成過程x13第二節(jié)分子的立體構(gòu)型例如：Sp3

雜化——CH4分子的形成sp3第二節(jié)分子的立體構(gòu)型例如：Sp3雜化14第二節(jié)分子的立體構(gòu)型2.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行成分的均勻混合。無孤對電子。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型2.雜化軌道分類：sp3CH15第二節(jié)分子的立體構(gòu)型H2O原子軌道雜化O原子：2s22p4有2個單電子，可形成2個共價鍵，鍵角應(yīng)當是90°，Why?2s2p2

對孤對電子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不等性雜化：第二節(jié)分子的立體構(gòu)型H2O原子軌道雜化16第二節(jié)分子的立體構(gòu)型

因為雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納孤電子對，故有（1）先確定分子或離子的中心原子價層電子對數(shù)，再由雜化軌道數(shù)判斷雜化軌道類型。=中心原子孤電子對數(shù)＋σ鍵電子對數(shù)（配位原子數(shù)）雜化軌道數(shù)=中心原子價層電子對數(shù)3、中心原子雜化類型的判斷方法：第二節(jié)分子的立體構(gòu)型因為雜化軌道只17第二節(jié)分子的立體構(gòu)型代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型CO2CH2OSO2NH3H2O雜化軌道數(shù)=中心原子孤電子對數(shù)＋配位原子數(shù)spsp2sp30＋2＝20＋3＝31＋2＝31＋3＝42＋2＝4第二節(jié)分子的立體構(gòu)型代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型18第二節(jié)分子的立體構(gòu)型試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況討論第二節(jié)分子的立體構(gòu)型試用雜化軌道理論分析乙烯和乙19第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C原子在形成乙烯分子時，碳原子的2s軌道與2個2p軌道發(fā)生雜化，形成3個sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個頂點。每個C原子的2個sp2雜化軌道分別與2個H原子的1s軌道形成2個相同的σ鍵，各自剩余的1個sp2雜化軌道相互形成一個σ鍵，各自沒有雜化的l個2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個σ鍵和一個π鍵構(gòu)成。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C原子在形成乙烯分子時20第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C原子在形成乙炔分子時發(fā)生sp雜化，兩個碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個sp雜化軌道相互形成1個σ鍵，兩個碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C原子在形成乙炔分子21第二節(jié)分子的立體構(gòu)型大π鍵C6H6sp2雜化第二節(jié)分子的立體構(gòu)型大π鍵22第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C6H6的大π鍵（離域鍵）第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C6H6的大π鍵（離域鍵）23第二節(jié)分子的立體構(gòu)型（2）通過看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵來判斷中心原子的雜化類型。規(guī)律：如果有1個三鍵或兩個雙鍵，則其中有2個π鍵，用去2個p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中必有1個π鍵，用去1個P軌道，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成sp3雜化。第二節(jié)分子的立體構(gòu)型（2）通過看中心原子有沒有形24第二節(jié)分子的立體構(gòu)型價層電子對數(shù)234雜化軌道數(shù)雜化軌道類型價層電子對互斥模型（VSEPR模型）雜化軌道空間構(gòu)型分子或離子空間構(gòu)型4、雜化軌道數(shù)與分子空間構(gòu)型的關(guān)系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形正四面體或三角錐形或V形第二節(jié)分子的立體構(gòu)型價層電子對數(shù)234雜化軌道數(shù)25第二節(jié)分子的立體構(gòu)型1、計算下列分子或離子中的價電子對數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表物質(zhì)價電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型雜化軌道/電子對空間構(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°直線形直線形平面三角形正四面體V形三角錐形180°180°120°109.28′109.28′105°107.18′107.18′課堂練習(xí)第二節(jié)分子的立體構(gòu)型1、計算下列分子或離子中的價26第二節(jié)分子的立體構(gòu)型2、下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B3、對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)

B．中心原子都采取