分子的立體構(gòu)型 全國公開課一等獎(jiǎng)

第二節(jié)分子的立體構(gòu)型第一頁，共四十一頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。2.理解價(jià)層電子對(duì)互斥理論的含義。3.能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡單分子或離子的構(gòu)型。一、常見分子的立體構(gòu)型直線型、V形、平面三角形、三角錐形、四面體形等。第二頁，共四十一頁。分子類型鍵角立體構(gòu)型實(shí)例三原子分子（AB2）四原子分子（AB3）

五原子分子（AB4）180°(105°)直線形V形平面三角形三角錐形正四面體形<180°(107°)120°<120°109°28′CO2、BeCl2、CS2H2O、H2SBF3、BCl3NH3、H3O＋、PH3CH4、CCl4第三頁，共四十一頁。CO2CH4H2OBF3思考：CO2和H2O都是三原子分子，為什么CO2呈直線形，而H2O呈V性？第四頁，共四十一頁。二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論基本內(nèi)容：分子的立體構(gòu)型是中心原子上價(jià)層電子對(duì)相互排斥的結(jié)果。價(jià)層電子對(duì)的位置傾向于分離的盡可能遠(yuǎn)，使彼此間排斥力最小，整個(gè)分子最穩(wěn)定。

這樣就決定了分子的立體構(gòu)型，故可以利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論來預(yù)測簡單分子或離子的立體結(jié)構(gòu)說明：中心原子上價(jià)層電子對(duì)，包括σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。第五頁，共四十一頁。1.價(jià)層電子對(duì)數(shù)的確定方法（1）σ鍵電子對(duì)數(shù)：可由分子式確定，一個(gè)σ鍵有一對(duì)電子如：NH3的中心原子為N，N有3對(duì)σ鍵電子對(duì)H2O的中心原子為O，O有2對(duì)σ鍵電子對(duì)（2）中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=?（a-xb）a：中心原子的價(jià)電子數(shù)，對(duì)于主族元素，價(jià)電子數(shù)等于最外層電子數(shù)對(duì)于陽離子，a=中心原子的價(jià)電子數(shù)—離子的電荷數(shù)第六頁，共四十一頁。b:與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8-該原子的價(jià)電子數(shù)”x:與中心原子結(jié)合的原子數(shù)對(duì)于陰離子，a=中心原子的價(jià)電子數(shù)+離子的電荷數(shù)閱讀：課本P38表2-4第七頁，共四十一頁。中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=?（a-xb）關(guān)于公式的說明a為中心原子的價(jià)電子數(shù)（最外層電子數(shù)），減去結(jié)合其他原子時(shí)所提供的電子數(shù)（xb)，所剩余的電子即為未參與成鍵的電子，一半即為孤對(duì)電子數(shù)。第八頁，共四十一頁。2.分子立體構(gòu)型的確定方法σ鍵電子對(duì)數(shù)＋中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型------------→互斥理論分子的立體構(gòu)型------------------------→略去孤電子對(duì)第九頁，共四十一頁。價(jià)層電子對(duì)數(shù)目VSEPR模型234直線形平面三角形四面體形價(jià)層電子對(duì)數(shù)目與VSEPR模型的關(guān)系第十頁，共四十一頁。3對(duì)電子??A????4對(duì)電子A????????2對(duì)電子直線形平面三角形四面體:

____A____:VSEPR模型價(jià)層電子對(duì)數(shù)目第十一頁，共四十一頁。閱讀：課本P38圖2-15表2-5練習(xí)：步步高P19活學(xué)活用2第十二頁，共四十一頁。成鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子立體構(gòu)型典型實(shí)例203021403122234直線形平面三角形四面體形直線形平面三角形V形正四面體形三角錐形V形CO2BF3SO2CH4NH3H2OVSEPR模型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系第十三頁，共四十一頁。注意：（1）

VSEPR模型是價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型是指成鍵電子對(duì)的空間構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。當(dāng)中心原子上無孤電子對(duì)時(shí)，兩者構(gòu)型一致當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí)，兩者構(gòu)型不一致，略去孤電子對(duì)，即為分子的立體構(gòu)型。思考：CH4、NH3、H2O的

VSEPR模型都是四面體形，為什么氨氣和水分子中的鍵角小于甲烷？第十四頁，共四十一頁。分析：VSEPR模型還與價(jià)層電子對(duì)之間的排斥力大小有關(guān)，其排斥力大小順序?yàn)椋汗码娮訉?duì)--孤電子對(duì)

>孤電子對(duì)--成鍵電子對(duì)

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成鍵電子對(duì)--成鍵電子對(duì)NH3、H2O分子中，中心原上分別有一對(duì)和兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥力壓縮了鍵與鍵之間的夾角，使得鍵角變小。價(jià)層電子對(duì)之間排斥力大小順序：孤電子對(duì)----孤電子對(duì)

>孤電子對(duì)----成鍵電子對(duì)

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成鍵電子對(duì)----成鍵電子對(duì)第十五頁，共四十一頁。

（2）對(duì)于分子中的雙、叁鍵，使用VSEPR理論判斷分子構(gòu)型時(shí)，將雙、叁鍵作為一個(gè)單鍵(σ鍵)處理。第十六頁，共四十一頁。思考：寫出C原子電子排布圖，并由此推測：C原子有沒有可能形成四個(gè)共價(jià)鍵？問題：為什么CH4分子中C原子結(jié)合了四個(gè)H原子，形成了四根完全相同的共價(jià)鍵？如何解釋？分析：最外層2s電子是已配對(duì)的，只有2個(gè)p電子未成對(duì)，應(yīng)結(jié)合兩電子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，即兩根共價(jià)鍵。

第十七頁，共四十一頁。在形成CH4分子時(shí)，碳原子的一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道發(fā)生混雜，形成四個(gè)能量相等的sp3雜化軌道。四個(gè)sp3雜化軌道分別與四個(gè)H原子的1s軌道重疊成鍵形成CH4分子，所以四個(gè)C—H是等同的。分析：可表示為激發(fā)→雜化→軌道重疊

過程：第十八頁，共四十一頁。Sp3雜化碳原子雜化之前都要發(fā)生電子躍遷第十九頁，共四十一頁。三、雜化軌道理論簡介同一原子中能量相近的原子軌道，重新組合形成能量相等新軌道的過程叫做原子軌道雜化，所形成的新軌道叫做雜化軌道1.概念①雜化軌道數(shù)等于參加雜化的原子軌道數(shù)理論要點(diǎn)②雜化改變了原子軌道的形狀、方向。雜化軌道形成的鍵比簡單原子軌道形成的鍵更牢固。③雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤電子對(duì)，未參與雜化的p軌道，可用于形成

π鍵第二十頁，共四十一頁。①BeCl2分子的形成sp雜化雜化后的2個(gè)sp雜化軌道分別與氯原子的3p軌道發(fā)生重疊，形成2個(gè)σ鍵，構(gòu)成直線形的BeCl2分子

第二十一頁，共四十一頁。sp雜化后，未參與雜化的兩個(gè)np軌道可以用于形成π鍵，如乙炔分子中的C≡C鍵的形成。

BF3分子的形成sp2雜化第二十二頁，共四十一頁。2、雜化類型雜化類型spsp2sp3參于雜化的原子軌道1個(gè)s和1個(gè)p1個(gè)s和2個(gè)p1個(gè)s和3個(gè)p雜化軌道的數(shù)目雜化軌道間的夾角雜化軌道的空間構(gòu)型234直線形平面三角形正四面體形180°

120°

109°28’sp2雜化后，未參與雜化的一個(gè)np軌道可以用于形成π鍵，如乙烯分子中的C=C鍵的形成。

第二十三頁，共四十一頁。3.雜化類型及分子構(gòu)型的判斷

雜化軌道數(shù)=中心原子孤電子對(duì)數(shù)＋中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)＝價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道只用于形成σ鍵或容納孤電子對(duì)，故有：（1）由雜化軌道數(shù)判斷雜化類型再由雜化軌道數(shù)判斷雜化類型（2）雜化軌道立體構(gòu)型與分子立體構(gòu)型第二十四頁，共四十一頁。由于雜化軌道只用于形成σ鍵和容納孤電子對(duì)，故VSEPR模型和雜化軌道的立體構(gòu)型一致，略去VSEPR模型中的孤電子對(duì)，即為分子的立體構(gòu)型。(3)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論、雜化軌道理論判斷分子構(gòu)型的思路價(jià)層電子對(duì)----→雜化軌道數(shù)----→雜化類型-----→雜化軌道構(gòu)型(VSEPR模型)

----→分子構(gòu)型判斷判斷判斷判斷第二十五頁，共四十一頁。[活學(xué)活用]計(jì)算下列微粒中心原子的雜化軌道數(shù)，判斷中心原子的雜化軌道類型，寫出VSEPR模型名稱。(1)CS2______、_______、______；(2)NH3_______、_______、_______；(3)H2O_______、_______、__________；(4)PCl3________、________、__________；(5)BCl3_________、________、__________。第二十六頁，共四十一頁。雜化軌道類型VSEPR模型典型分子分子立體構(gòu)型spsp2sp3sp2sp3sp3CO2直線形SO2V形H2OV形SO3平面三角形NH3三角錐形CH4正四面體形直線形平面三角形四面體形平面三角形四面體形四面體形第二十七頁，共四十一頁。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]

1.能正確敘述配位鍵概念及其形成條件；會(huì)分析配位化合物的形成及應(yīng)用。2.熟知幾種常見的配離子：[Cu(H2O)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋等的顏色及性質(zhì)。四、配合物理論簡介第二十八頁，共四十一頁。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天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色思考：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？CuOH2H2OH2OH2O2+第二十九頁，共四十一頁。結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)叫做四水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+。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。第三十頁，共四十一頁。1、配位鍵①概念:③形成條件：②表示:AB

成鍵原子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道形成的共價(jià)鍵

A:電子對(duì)給予體B:電子對(duì)接受體成鍵原子一方能提供孤電子對(duì)如：分子NH3、H2O、HF、CO等；離子Cl-、OH-、CN-、SCN-等

第三十一頁，共四十一頁。另一原子能提供空軌道如：過渡金屬的原子或離子及H＋、Al3＋。

多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵數(shù)目基本不變，如Ag＋形成2個(gè),Cu2＋形成4個(gè)配位鍵等④飽和性第三十二頁，共四十一頁。[活學(xué)活用]下列不能形成配位鍵的組合是(

)A．Ag＋、NH3B．H2O、H＋C．Co3＋、COD．Ag＋、H＋D第三十三頁，共四十一頁。二.配合物1．概念金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱…2.組成由內(nèi)界的配離子和外界離子共同組成第三十四頁，共四十一頁。中心原子（離子）：提供空軌道的金屬原子或離子，主要是過渡元素配體：提供孤電子對(duì)的分子或離子。配位原子：配體中直接同中心原子鍵合的原子。第三十五頁，共四十一頁。如[Zn(CN)4]2-的電荷數(shù)是：+2+（-1）×4=-2；配離子的電荷數(shù)=中心原子電荷數(shù)+配體總電荷數(shù)。一般為2、4、6。配位數(shù)：直接與中心原子形成的配位鍵的數(shù)目。(2)引起離子溶解度的改變，如AgCl→[Ag(NH3)2]＋。3．配合物形成時(shí)的性質(zhì)改變(1)引起離子顏色的改變，如Fe(SCN)3的形成；第三十六頁，共四十一頁。注意：配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界配離子不能電離。練習(xí)：步步高P23活學(xué)活用4自我檢測區(qū)6第三十七頁，共四十一頁。例:[Ag(NH3)2]+配位數(shù)為2，直線型