化學(xué)選修3第二章第二節(jié)分子的立體構(gòu)型PPT

1、一、形形色色的分子,NH3,HCHO,第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型,C2H2,分子的立體構(gòu)型： 分子中原子的空間關(guān)系,C6H6,C8H8,CH3OH,P4,S8,C60,C20,C40,C70,測(cè)分子立體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀吸收峰分析,分子的立體構(gòu)型是怎樣測(cè)定的？,同為三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空間結(jié)構(gòu)為什么不同？,直線形,V形,同為四原子分子，CH2O 和 NH3 分子的空間結(jié)構(gòu)為什么不同？,三角錐形,平面 三角形,價(jià)層電子對(duì)是指分子中的中心原子上的電子對(duì)， 包括鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子。,二、價(jià)層電子對(duì)互斥模型（VSEPR）, 一個(gè)共價(jià)分子或離子中，中心原子A周圍所配置 的原子B（配

2、位原子）的立體構(gòu)型，主要決定于 中心原子的價(jià)電子層中各電子對(duì)間的相互排斥作用。,中心原子周圍的電子對(duì)按盡可能互相遠(yuǎn)離的位置排布，使彼此間的排斥能最小，能量最低，物質(zhì)最穩(wěn)定。,理論基本要點(diǎn),孤電子對(duì)之間的排斥力孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)（鍵電子對(duì)）之間的排斥力成鍵電子對(duì)之間的排斥力,1、確定中心原子價(jià)層電子對(duì)判斷價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型,（1）鍵電子對(duì)數(shù)目：,由分子式確定，即鍵個(gè)數(shù)，即配位原子個(gè)數(shù),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷分子立體構(gòu)型,（2）中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)目,=(axb)/2,a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，對(duì)于主族元素來說a等于最外層電子數(shù),x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)（配位原子的數(shù)目）,b為與中心原子結(jié)

3、合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8價(jià)電子數(shù)”,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目= 鍵電子對(duì)數(shù)目+中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)目,O,6,2,1,2+2=4,(a-xb)/2=2,S,6,2,2,1+2=3,(a-xb)/2=1,NH4+,N,4,4,1,0+4=4,(a-xb)/2=0,CO32-,C,6,3,2,0+3=3,(a-xb)/2=0,（1）對(duì)于陽(yáng)離子來說，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)，其他不變；,（2）對(duì)于陰離子來說，a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加上 離子的電荷數(shù)，其他不變。,2,價(jià)層電子對(duì)數(shù)目與其立體結(jié)構(gòu),4,3,5,6,（1）VSEPR模型：,2.根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論

4、判斷分子的空間結(jié)構(gòu),一個(gè)分子或離子中的價(jià)層電子對(duì)在空間的分布 2 3 4 5 6 直線形 平面三角形 四面體 三角雙錐體 八面體,VSEPR模型：,（2）VSEPR模型與分子的立體構(gòu)型間的關(guān)系,在VSEPR模型基礎(chǔ)上，把孤電子對(duì)所占方向忽略后，所得到的幾何體就是分子的空間構(gòu)型。, 價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2,VSEPR模型：,分子的立體構(gòu)型：,CO2,直線形,實(shí)例：,例如：, 價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3,VSEPR模型：,分子的立體構(gòu)型：,SO2 、CH2O,平面三角形或V形,實(shí)例：, 價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4,VSEPR模型：,分子的立體構(gòu)型：,CH4、NH3、H2O,四面體、三角錐形、V形,實(shí)例：,H2O,NH3,C

5、H4,4=4+0,4=3+1,4=2+2,直線形,平面三角形,四面體,V 形,三角錐形,分子立體構(gòu)型 的推斷,小 結(jié),確定價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷VSEPR模型,再次判斷孤電子對(duì)數(shù),確立分子的立體構(gòu)型（把孤電子對(duì)所占方向忽略）,V 形,1、下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是（ ） A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl4 2、下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線形分子的是（ ） A、 H2O B、CO2 C、CH4 D、 SO2 3、下列分子中，各原子均處于同一平面上的是（ ） A、NH3 B、CCl4 C、H2O D、CH2O 4、下列分子或離子中，不含有孤對(duì)電子的是（ ） A、H2

6、O B、H3O+ C、NH3 D、NH4+,B,B,CD,D,5、以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為 10928 的是（ ） CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42- A、 B、 C、 D、 6、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,B,D,1、寫出C原子電子排布圖，并由此推測(cè)：CH4分子的 C原子有沒有可能形成四個(gè)共價(jià)鍵？怎樣才能形成四個(gè)共價(jià)鍵？,2、如果C原子就以1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道上的單電子， 分別與四個(gè)H原子的1s軌道上的單電子重疊成鍵，所 形成的四個(gè)共價(jià)鍵能否完全相同？這與CH4分子的 實(shí)際情況是否吻

7、合？,sp3,C原子基態(tài)原子 電子排布圖,三、雜化軌道理論 解釋分子的立體構(gòu)型,1、雜化軌道的概念 在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近 的原子軌道間通過相互的混雜后，形成軌道總數(shù)不變的幾個(gè) 能量與形狀都相同的新軌道。,2、雜化軌道的類型（中學(xué)階段）,（1）sp3雜化,（2）sp2雜化,（3）sp雜化,sp3雜化軌道的形成過程,sp3雜化軌道由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化而得到四個(gè)sp3雜化軌道。 每個(gè)雜化軌道的s成分為1/4，p成分為3 /4，四個(gè)雜化軌道在空間 分布呈正四面體，互成10928,例如：CH4,、NH3、H2O,sp2雜化軌道的形成過程,120,sp2雜化軌道由1個(gè)s

8、軌道和2個(gè)p軌道雜化而得到三個(gè)sp2雜化軌道。 三個(gè)雜化軌道在空間分布是在同一平面上，互成120,例如：C2H4,C2H4(sp2雜化）,sp雜化軌道的形成過程,180,sp雜化軌道由1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化而得到兩個(gè)sp雜化軌道。 兩個(gè)雜化軌道在空間分布呈直線型，互成180,例如：C2H2,C2H2(sp雜化),3、雜化軌道類型的確定,先確定分子或離子的VSEPR模型， 然后確定中心原子的雜化軌道類型。,雜化軌道數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù),2,3,4,sp,sp2,sp3,直線形,平面三角形,四面體,V 形,三角錐形,推測(cè)分子立體構(gòu)型,雜化軌道類型,sp,sp2,sp3,sp3,sp3,立體構(gòu)型,s

9、p2,V 形,注意：,（1）雜化軌道形成目的：滿足分子對(duì)稱性要求，從而使分子的整體能量最低，最穩(wěn)定。,（2）雜化軌道不是單個(gè)原子的行為，而是在形成分子時(shí)中心原子采用的一種自發(fā)行為。,（3）只有能量相近的軌道才能雜化。,用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化軌道類型和分子的立體構(gòu)型。 （1）BF3 （2）SO3 （3）NH4+ （4）H3O+ （5）SO32-,小結(jié)：s-p型的三種雜化對(duì)比,CH4 , H2O,BF3 , C2H4,BeCl2 CO2 C2H2,實(shí) 例,四面體形,平面三角形,直 線形,空 間 構(gòu) 型,1090 28,1200,1800,雜化軌道 間夾角,4個(gè)sp3雜化軌道,3個(gè)sp2雜

10、化軌道,2個(gè)sp雜化軌道,雜 化 軌 道 數(shù),1個(gè)s + 3個(gè)p,1個(gè)s + 2個(gè)p,1個(gè) s + 1個(gè)p,參與雜化的原子軌道,sp3,Sp2,sp,雜 化 類 型,雜化軌道只用于形成鍵或者用來容納孤對(duì)電子，剩余的p軌道可以形成鍵,1、氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是 因?yàn)椋?） A兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同，NH3為sp2雜化， 而CH4是sp3雜化 BNH3分子中N原子形成3個(gè)雜化軌道，CH4分子中C原子形 成4個(gè)雜化軌道 CNH3分子中有未成鍵的孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子的排斥 作用較強(qiáng) D氨氣分子中氮原子電負(fù)性強(qiáng)于甲烷分子中的碳原子,2、用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)

11、H2S和BF3的立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是（ ） A直線形；三角錐形 BV形；三角錐形 C直線形；平面三角形DV形；平面三角形,C,D,3、 下列關(guān)于丙烯（CH3CH=CH2）的說法正確的是（ ） A. 丙烯分子有7個(gè)鍵，1個(gè)鍵 B. 丙烯分子中3個(gè)碳原子都是sp3雜化 C. 丙烯分子中既存在極性鍵又存在非極性鍵 D. 丙烯分子中所有原子在同一平面上,4、原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種元素，其中X是 形成化合物種最多的元素，Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層 電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子， W的原子序數(shù)為29?；卮鹣铝袉栴}： (1)Y2X2分子中Y原子軌道的

12、雜化類型為 ， 1mol Y2X2含有鍵的數(shù)目為 。 (2)化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高，其主要原因是 。 (3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體， 元素Z的這種氧化物的分子式是 。,C,鍵電子對(duì)數(shù),孤電子對(duì)數(shù),分子的立體構(gòu)型,VSEPR模型,價(jià)層電子對(duì)數(shù),雜化軌道類型,孤電子對(duì)數(shù),鍵個(gè)數(shù)或配位原子個(gè)數(shù),(a-xb)/2,小 結(jié),固體,溶液顏色,無色離子：,CuSO4,CuCl22H2O,CuBr2,NaCl,K2SO4,KBr,藍(lán)色離子：,白色,白色,白色,白色,綠色,深褐色,Cu(H2O)42+,SO42 ,藍(lán)色,藍(lán)色,藍(lán)色,無色,無色,無色,Na+,Cl-,K

13、+,Br -,實(shí)驗(yàn)2-1,通常把金屬離子(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。,1配合物：,Cu,H2O,H2O,H2O,OH2,2+,四水合銅離子,四、配合物理論簡(jiǎn)介,2、配位鍵：,A表示提供孤電子對(duì)的原子叫配體（N、O、P、鹵素的原子或離子）,形成配位鍵的條件：,共用電子對(duì)由一個(gè)原子單方面提供給另一個(gè)原子共用所形成 的共價(jià)鍵叫配位鍵。是一種特殊的共價(jià)鍵。,可用AB表示,即：電子對(duì)給予接受鍵。,B表示接受電子的原子叫接受體（一般為過渡金屬原子或離子）,一個(gè)原子提供孤對(duì)電子，另一原子提供空軌道。,經(jīng)證明AlCl3主要是以二締合物分子的形式存在， 兩分子間存在配位

14、鍵，請(qǐng)畫出配位鍵。,Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4,Cu(OH)2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+2OH+4H2O,實(shí)驗(yàn)2-3：Fe3溶液+KSCN溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 ， 化學(xué)方程式為 。,實(shí)驗(yàn)2-2：硫酸銅溶液+氨水+氨水深藍(lán)色的透明溶液； +極性較小的溶劑乙醇深藍(lán)色的晶體。,Fe3+ +6SCN- Fe(SCN)63-,溶液為紅色,配合物是一個(gè)龐大的化合物家族，過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。,易溶于水，難電離,配合物的組成：, 中心原子：主要是過渡金屬的陽(yáng)離子。, 配位體：可以是陰離子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、 也可以是中性分子，如H2O

15、、NH3、CO、醇、胺、醚等, 配位數(shù)：直接同中心原子（或離子）配位的原子（離子或分子） 總的數(shù)目。一般為2、4、6、8。,配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界的配體 離子和分子通常難以電離。,Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物。已知這兩種配合物的分子式分別為Co(NH3)5BrSO4和Co(SO4)(NH3)5Br。,（1）分析Co(NH3)5BrSO4的中心離子，配位體及配位數(shù)？,（2）若將第一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液中，現(xiàn)象是 。,（3）若將第二種配合物的溶液中加入BaCl2溶液中，現(xiàn)象是 ，若加入AgNO3時(shí)，現(xiàn)象是 。,討論：(2012江蘇)一項(xiàng)科學(xué)

16、研究成果表明，銅錳氧化物(CuMn2O4) 能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。 (3)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。 不考慮空間構(gòu)型，Cu(OH)42的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示 為 。,自右向左：配位數(shù)配位體名稱合中心離子,Co(NH3)6Br3 三溴化六氨合鈷(),Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉,配合物的命名：（了解）,例如：,注意：,復(fù)鹽：能電離出兩種或兩種以上陽(yáng)離子的鹽如明礬 KAl(SO4)212H2O，僅在固態(tài)時(shí)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- +

17、12 H2O,配合物鹽：是在配合物的溶液或晶體中，均地存在著含有配位鍵的、能獨(dú)立存在的復(fù)雜組成的離子： Cu(NH3)4SO4H2O = Cu(NH3)42+ + SO42- + H2O,形形色色的配合物,2、下列各種說法中錯(cuò)誤的是（ ） A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對(duì)電子。 B、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。 C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。 D、共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對(duì)電子。,1、下列分子或離子中都存在著配位鍵的是 ( ) ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3) 42+ 、PCl3,3向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液。下列對(duì)此現(xiàn)象說法正確的是（ ） A反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后 Cu2+的濃度不變 B在Cu(NH3)4 2+離子中，Cu2+給出孤對(duì)電子， NH3提供空軌道 C向反應(yīng)后的溶液加入乙醇，溶液沒有發(fā)生變化 D沉淀溶解后，將生成深藍(lán)色的配合離子Cu(NH3)4 2+,4、配合物Cu(NH3)4(OH)2的中心離子為 ，配體為 、中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)分別 是 和 。,5、Co()的八面體配合物CoClmnNH3，若1 mol配合物與AgNO3作用生成1 mol AgCl沉淀