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新课标人教版选修三物质结构与性质,第二章 分子结构与性质,第二节分子的立体结构 (第三课时),【教学目标】,知识与技能 1掌握配位键、配位化合物的概念 2学会配位键、配位化合物的表示方法 过程与方法 通过阅读、分析、对比,培养学生归纳总结能力。 情感、态度、价值观 激发学生探索科学的兴趣,培养学生的探究精神。,小组预习问题反馈,1.配位键的形成条件是?“电子对的给予-接受键”如何理解?与离子键共价键的区别? (441-2,6,8,9;443-3,4,6,1,4,10,12;450-6,9,11) 2.哪些可作中心原子(离子)? 中心原子提供哪些空轨道?什么种类的物质可做配体?F- Cl- 怎么会做配体?提供哪对孤对电子? (441-2,3,6,8;443-1,3,4,6,10;450-4) 3.配位数如何确定? 配位数超过4的(如5,6)中心原子如何杂化?配位化合物的空间构型如何确定?(441-4,6;443-7,10;450-2,3,7,9,10,11,12) 4.P42实验中“极性较小的溶剂”是什么意思?为什么加入乙醇会析出Cu(NH3)42+ ?Cu(H2O)42+ 配位键的结构?表示方法?如何确定中心原子的化合价? (441-3,6,8,9;443-7;450-3,9,10),1、配位键,(1)定义,(2)配位键的形成条件,(3)配位键的表示方法,一方提供孤电子对,一方提供空轨道,提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键,,(4)配位键的键参数,同其他相同原子形成的共价键键参数完全相同,即“电子对给予接受键”,讨论在NH3BF3中,何种元素的原子提供孤对电子,何种元素的原子接受孤对电子?写出NH3BF3的结构式,NH3中N原子提供孤对电子,BF3中的B原子提供空轨道接受孤对电子,Cu2+与H2O是如何结合的呢?,Cu2+,H+,提供空轨道接受孤对电子,H2O,提供孤电子对,H2O,2、请根据H3O+的形成提出Cu(H2O)42+中 Cu2+与H2O结合方式的设想,并将你的想法与同学交流。,2、配合物,(2) 配合物的组成,内界,外界,中心离子,配体,配位数,(1) 定义,通常把接受孤电子对的金属离子(或原子)与某些提供孤电子对的分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,(配离子),天蓝色溶液,蓝色沉淀,深蓝色溶液,除水外,是否有其他电子给予体?,实验探究22 (取实验2-1所得硫酸铜溶液1/3实验)根据现象分析溶液成分的变化并说明你的推断依据,写出相关的离子方程式,Cu(OH)2+ 4NH3=Cu(NH3)42+ 2OH-,Cu(OH)2,深蓝色晶体,Cu(NH3) 4 SO4H2O,离子方程式,+乙醇,静置,Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3,配位数可为1-6,活动探究2-3鉴定水样是否被Fe3+污染?,Fe3+是如何检验的?,思考:,中心离子的化合价与配位数一般规律,3.配位数如何确定? 配位数超过4的(如5,6)中心原子如何杂化?配位化合物的空间构型如何确定?(441-4,6;443-7,10;450-2,3,7,9,10,11,12),4.P42实验中“极性较小的溶剂”是什么意思?为什么加入乙醇会析出Cu(NH3)42+ ?Cu(H2O)42+ 配位键的结构?表示方法?如何确定中心原子的化合价? (441-3,6,8,9;443-7;450-3,9,10),2、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3,CO,可以作为中心离子的是,可以作为配体的是,Fe2+,Cu2+,Zn2+,H2O,NH3,CO,Ag+,CH4,CO2,微粒,常见的配位体,常见的中心离子,过渡金属原子或离子,X-,CO,H2O,NH3,SCN-,配位数,通常是中心离子化合价的二倍,实验探究24,向实验22深蓝色溶液中滴加硫酸,观察实验现象,由此现象变化说明了什么,天蓝色溶液,+硫酸,配位键的稳定性,配合物具有一定的稳定性,配位键越强,配合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属易形成配合物,(3) 配合物的性质,(4) 配合物的应用,a 在生命体中的应用,b 在医药中的应用,c 配合物与生物固氮,d 在生产生活中的应用,王水溶金,叶绿素,血红蛋白,抗癌药物,酶,维生素B12,钴配合物,含锌的配合物,含锌酶有80多种,固氮酶,照相技术的定影,电解氧化铝的助熔剂Na3AlF6,热水瓶胆镀银,HAuCl4,叶绿素结构示意图,血红素(Fe2+ )结构示意图,O,C,NH3,CH2,Pt2+,第二代铂类抗癌药(碳铂),固氮酶中FeMo中心结构示意图,气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,分子中原子间成键关系如图所示,请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。,1,1、配位键,定义,配位键的形成条件,一方提供孤电子对,一方提供空轨道,“电子对给予接受键”,2、配合物,配合物的组成,定义,配合物的应用,配合物的性质,向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是( ),A:Co(NH3) 4Cl2 Cl,B:Co(NH3) 3Cl3,C:Co(NH3) 6 Cl3,D:Co(NH3) 5Cl Cl2,、,B,6、Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物 ,已知两种配合物的分子式分别为Co(NH3)5BrSO4 和Co(SO4)(NH3)5Br, 1)若在第一种配合物的溶液中加BaCl2 溶液时,产生 现象 ; 2)如果在第二种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,产生 现象, 3)若在第二种配合物的溶液中加入 AgNO3溶液时,产生 现象。,白色沉淀,无明显现象,淡黄色沉淀,例:Ag(NH3)2+ 配位数为2, 直线型 H3NAgNH3,Cu (NH3)4 2+ 配位数为4,有平面四边型.,3、配位数与配合物空间构型的关系,复习第二节内容,一、形形色色的分子: 二、价层电子对互斥模型: ABn 1、一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。 2、另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子,(2)通常采取对称结构。,实质:(1)价层电子对尽可能彼此远离, 使它们之间的斥力最小。,三、杂化轨道理论简介,1、杂化轨道 原子中能量相近的几个轨道间通过相互的混杂后,形成相同数量的几个能量与形状都相同的新轨道。,2、杂化轨道的类型 (1)SP3杂化轨道 (2)SP2杂化轨道 (3)SP杂化轨道,会解释甲烷、乙烯、乙炔分子的结构和性质特点?,会解释BeCl2、HCHO、HCN、BF3分子的结构,1)看中心原子有没有形成双键或叁键,3、判断杂化类型的一般方法,2)杂化轨道数=,中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,4、路易斯结构式,分子有用于形成共价键的键合电子(成键电子)和未用于形成共价键的非键合电子,又称“孤对电子”,用短横线表示键合电子,用小黑点来表示孤对电子。,例如,水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表示为:,1、配位键,定义,配位键的形成条件,一方提供孤电子对,一方提供空轨道,“电子对给予接受键”,2、配合物,配合物的组成,定义,配合物的应用,配合物的性质,四、配合物理论简介,直线形,直线形,直线形,直线形,正三角形,平面形,平面三角形,V形,三角锥形,正四面体形,正四面体形,V形,三角锥形,同学们再见!,新课标人教版选修三物质结构与性质,2019年7月28日星期日,第二章 分子结构与性质,第三节 分子的性质 (第一课时),、什么是电负性?有何意义?,知 识 回 顾,电负性是用来描述不同元素原子对键合电子吸引能力大小的物理量。,知 识 回 顾,、什么是共价键?,共价键:,原子间通过共用电子对而形成的化学键。,+,+,一、键的极性和分子的极性,、键的极性,成键双方吸引电子能力相同,电荷分布均匀非极性共价键,成键双方吸引电子的能力不相同,电荷分布不均匀极性共价键,区别,H,H,H,Cl,X,a,b,a,b,a = b,a b,显正电性,显负电性,非极性键,极性键,成键原子,同种原子,不同种原子,举例,、等,l、NH 、等,成键原子电性,原子对电子对的吸引能力,共用电子对位置,相同,不同,不偏向任何一个原子,偏向电负性大的原子,不显电性,显电性,结论,判断共价键类型的方法,A-A(A=A、A三A)型即为非极性键 A-B(A=B、A三B)型即为极性键,1下列物质中,含有非极性共价键的化合物是( ),反 馈 练 习,A. Na2O2 B. Cl2 C. Na2SO4 D. HI,A,A,、分子的极性,分子也有极性分子和非极性分子之分。,区别,Cl,Cl,-,H,O,H,判断分子极性的方法(一):,化学方法,正负电荷中心是否重合(在任何一个分子中都可以找到一个正电荷中心和一个负电荷中心,根据正负电荷中心是否重合来判断);,非极性分子,正负电荷中心重合,极性分子,正负电荷中心不重合,数学方法,分子是否关于中心原子呈空间对称(通过观察分子是否关于中心原子在三轴方向上完全对称来判断);,判断分子极性的方法(二):,三轴完全对称,三轴不完全对称,非极性分子,极性分子,判断分子极性的方法(三):,物理方法,中心原子所受合力是否为零(我们把ABn型分子中,键看成是、原子间的相互作用力,从力的角度分析,根据中心原子所受合力是否为零来判断)。,合力为0,为非极性分子,合力不为0,为极性分子,思考与交流,分子的极性与哪些因素有关?,分子的极性不仅与化学键的极性有关,还与分子的立体结构(即键的空间位置)有关。,分子类型,单原子分子,键的极性,立体结构,分子极性,代表物,双原子分子,三原子分子,四原子分子,五原子,非极性分子,稀有气体等,AA,AB,AB2,AB2,AB3,AB3,AB4,非极性键,极性键,极性键,极性键,极性键,极性键,极性键,直线形,直线形,直线形,V形,平面三角形,三角锥形,正四面体形,(对称),(不对称),(对称),(不对称),(对称),(不对称),(对称),非极性分子,非极性分子,非极性分子,非极性分子,极性分子,极性分子,极性分子,H2、O2、N2等,HF、CO等,CO2、CS2等,H2O、SO2等,BF3、BCl3等,NH3、PH3等,CH4、CCl4等,常见分子构型分析:,双原子分子,AA型,AB型,常见分子构型分析:,三原子分子,H2O,CO2,常见分子构型分析:,四原子分子,NH3,BF3,常见分子构型分析:,五原子分子,CH4,总结,判断分子极性的规律:,规律一、键的极性、立体结构、分子极性三者关系,只含非极性键非极性分子,含极性键,立体结构呈空间对称 非极性分子,立体结构呈空间不对称 极性分子,思考与交流,(课本P47),1、以下双原子分子中,哪些是极性分子,哪些是非极性分子?,H2 O2 Cl2,2、以下非金属单质中,哪个是极性分子,哪个是非极性分子?,P4 C60,3、以下化合物分子中,哪些是极性分子,哪些是非极性分子?,HCN H2O NH3 CH3Cl,CO2 BF3 CH4,HCl,常见的极性分子和非极性分子,科学视野表面活性剂,科学视野,表面活性剂:是指由亲水的极性基团和亲油的非极性 基团组成的,能改变表面性质的化合物。,肥皂的去污原理,人体细胞和细胞器的双分子膜内层的非极性特征决 定了它不能让极性分子或例子自由通过;非极性分子 如烃类、氧气等则很容易融入膜内并通过双分子膜, 从而保证了正常生理活动的进行。,膜细胞,反 馈 练 习,1、分子有极性与非极性之分,下列对于极性分子和非极性分子的认识,其中正确的是( ),A、只含非极性键的分子一定是非极性分子,B、含有极性键的分子一定是极性分子,C、非极性分子中一定含有非极性键,D、极性分子中一定含有极性键,AD,反 馈 练 习,2、你认为CH4、NH3、H2O、HF分子中,共价键的极性由强到弱的是( ),. CH4、NH3、H2O、HF,C. H2O、HF 、 CH4、NH3,B. HF 、 H2O、 NH3、CH4,D. HF 、 H2O、 CH4 、 NH3,B,反 馈 练 习,3、下列各组物质中,都是有极性键构成极性分子的一组是( ),A、CH4 和 Br2,B、NH3 和 H2O,C、H2S 和 CCl4,D、CO2 和 HCl,B,键的极性与分子极性的关系,A、都是由非极性键构成的分子一定是非极 性分子。 B、极性键结合形成的双原子分子一定为极 性分子。 C、极性键结合形成的多原子分子,可能为 非极性分子,也可能为极性分子。 D、多原子分子的极性,应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。,判断下列说法正确的是:,新课标人教版选修三物质结构与性质,第二章 分子结构与性质,第三节 分子的性质 (第二课时),第三节 分子的性质(1) 键的极性和分子的极性,1、D、2、AD、3、B、4、AD、5、A、6、BC、7、C、8、B、9、BD、10、AB、 11、成键原子是否相同、电子对发生生偏移、极性、非极性、正负电荷中心 12、,13、 14、 CH2=CCl2 、 CHCl=CHCl 15、 16、(1)氨气、 、极性分子、 PH3HBr HClH2S (3)氯化铵、 、极性键、配位键、离子键 (4)NH3+HCl=NH4Cl NH4+OH-=NH3+H2O Cl-+Ag+=AgCl,极性共价键 非极性共价键,一、键的极性和分子的极性,(一)键的极性,复习回忆,判断共价键类型的方法,A-A(A=A、A三A)型即为非极性键 A-B(A=B、A三B)型即为极性键,极性分子:正电中心和负电中心不重合,非极性分子:正电中心和负电中心重合,看正电中心和负电中心 是否重合,化学键的极性的向量和是否等于零,看键的极性,也看分子的空间构型,2、判断方法:,1、概念,(二)分子的极性,H2、N2、O2、P4、C60,非极性分子,重合,非极性键,同核原子分子,异核双原子分子,异核多原子分子,极性键,分子中各键向量和为零,分子中各键向量和不为零,重合,不重合,不重合,非极性分子,极性分子,极性分子,CO、HCl,CO2、CH4,HCN、H2O、NH3、CH3Cl,具有空间对称结构,中心原子无孤对电子,不具有空间对称结构,中心原子有孤对电子,分子的极性与键的极性的关系:,完成下列表格,非极性分子,非极性分子,非极性分子,极性分子,极性分子,极性分子,非极性分子,极性分子,非极性分子,指导阅读P49,气体在加压或降温是为什么会变为液体、固体? 仔细观察书中表2-4,结合分子结构的特点和数据,能得出什么结论? 怎样解释卤素单质从F2-I2熔、沸点越来越高?,二、 范德华力及其对物质性质的影响,1、 分子间作用力范德华力,范德华力:存在于分子间的一种较弱的相互作用力。,2 、影响范德华力大小的因素,1)组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德 华力越大,2)分子的极性越大,范德华力越大,一般来说极性 分子间的作用力大于非极性分子间的作用力,3 、范德华力对物质性质的影响,范德华力主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点等。,1) 组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德 华力越大,熔点越高。,如,HI HBr HCl,同主族从上到下非金属单质的熔沸点逐渐升高,2)组成和结构不相似的物质,分子极性越大,范德华 力其熔沸点越高。如,CON2,学与问,怎样解释单质从F2I2的熔、沸点越来越高? 卤素单质的相对分子质量和熔、沸点数据如下表,卤素单质都是双原子分子,组成和结构相似,从F2I2 相对分子质量依次增加,所以范德华力也随着增大,因 此,随着范德华力的增大物质的熔沸点也随着升高。,4、 范德华力与化学键的关系,1)范德华力的大小比化学键的键能小得多。,2)范德华力存在于分子之间,而化学键存在于分子 或晶体的内部,3)范德华力主要影响物质的物理性质,而化学键主要 影响物质的化学性质。,对范德华力的理解,分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质。 分子间作用力只存在于由分子构成的物质中,离子化合物、金属单质等物质中不存在范德华力。 分子间作用力范围很小,即分子充分接近时才有相互间的作用力。 分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。结构相似的分子,相对分子质量越大范德华力越大;分子的极性越大,范德华力也越大。,科学视野壁虎与范德华力,壁虎细毛结构的仿生胶带,科学视野,壁虎与范德华力,分子间作用力的范围很小,一般是0.3nm 0.5nm,只有分子充分接近时才有相互间的作用力。壁 虎的四足覆盖着几十万条由角蛋白构成的纳米级尺寸的 毛,因此壁虎的足与墙接触正好能符合分子间作用力的 作用范围,壁虎能够在天花板上爬行自如,其本质即是 足上的细毛与墙体之间的范德华力。,1、水的状态除了气、液和固体外,还有玻璃态。它是有 液态水急速冷却到165K时形成的,玻璃态的水无固定 形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度 相同,有关玻璃态水的叙述正确的是 ( ) A 水由液态变为玻璃态,体积缩小 B 水由液态变为玻璃态,体积膨胀 C 玻璃态是水的一种特殊状态 D 玻璃态水是水分子晶体,C,课堂练习,2、 固体乙醇晶体不存在的作用力是 ( ) A 离子键 B 极性共价键 C 非极性共价键 D 范德华力,A,BC,思考与交流,你是否知道,常见的物质中,水是熔、沸点较高的液体之一?冰的密度比液态的水小?为了解释水的这些奇特性质,人们提出了氢键的概念。,三、氢键及其对物质性质的影响,是一种特殊的分子间作用力,它是由已经与电负性很强的原子形成共 价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力.(不属于化学键),1、氢键概念,一般表示为 XH- - -Y (其中X、Y为F、O、N),2、表示方法:,以 HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向 F, 而 H 几乎成了质子, 这种 H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力 氢键. 表示为 : FHFH,3、形成氢键的两个条件: 1.与电负性大且 r 小的原子(F, O, N)相 连的 H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).,4、氢键的存在,(1)分子间氢键,氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。,如:HF、H2O、NH3 相互之间,C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间,(2)分子内氢键 某些物质在分子内也可形成氢键,例如当苯酚在邻位上有CHO、COOH、OH和NO2时,可形成分子内的氢键,组成“螯合环”的特殊结构,5、氢键的特征,1、氢键既有方向性(X-HY尽可能在同一条直线上),又有饱和性(X-H只能和一个Y原子结合)。 2、氢键的大小,介于化学键与范德华力之间,不属于化学键。但也有键长、键能,氢键强弱与X和Y的吸引电子的能力(即电负性)有关,它们的能力越强,则氢键越强,如F原子得电子能力最强,因而F-HF是最强的氢键。 氢键强弱与Y的半径大小有关,半径越小氢键越强 , 氢键强弱变化顺序如下:F-HFO-HOO-HNN-HN C原子吸引电子能力较弱,一般不形成氢键。,6、氢键强弱,7、氢键对物质性质的影响,(1)对熔点和沸点的影响 分子间氢键使物质熔、沸点升高。 分子内氢键使物质熔、沸点降低。 (2)对溶解度的影响 溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶质溶解度增大。,应用与拓展,1、为什么NH3极易溶于水? 2、为什么冰的密度比液态水小?,(H2O)n,3、怎样解释接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来相对分子质量大一些?,在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。,4、为什么邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯 甲醛的低?,分子间氢键使物质熔、沸点升高。 分子内氢键使物质熔、沸点降低。,练习:(04广东)下列关于氢键的说法中正确的是( ) A、每个水分子内含有两个氢键 B、在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键 C、分子间能形成氢键,使物质的熔沸点升高 D、HF稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键,科学视野生物大分子中的氢键,科学视野生物大分子中的氢键,新课标人教版选修三物质结构与性质,第二章 分子结构与性质,第三节 分子的性质 (第一课时),复习回忆,二 、范德华力及其对物质性质的影响,1、范德华力的概念 2、范德华力大小的影响因素 3、范德华力对物质性质的影响 4、范德华力与化学键的关系,三、氢键及其对物质性质的影响,1、氢键概念,2、表示方法,3、形成氢键的两个条件,4、氢键的存在,5、氢键的特征,6、氢键强弱,7、氢键对物质性质的影响,XH- - -Y,练习:(04广东)下列关于氢键的说法中正确的是( ) A、每个水分子内含有两个氢键 B、在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键 C、分子间能形成氢键,使物质的熔沸点升高 D、HF稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键,C,科学视野生物大分子中的氢键,科学视野生物大分子中的氢键,1.下列化合物中氢键最强的是 A CH3OH B HF C H2O D NH3,2.下列现象中,其原因与氢键存在无关的是 A 水的熔沸点比较高 B HI的稳定性 C NH3极容易溶于水 D邻位羟基苯甲醛的沸点比对位羟基苯甲醛沸点低,B,B,思考:,A与C互不相溶,A,B在A中的溶解度大于在C中的溶解度,A与B不发生化学反应,指导阅读:什么是相似相溶,四、溶解性:,相似相溶:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂, 极性溶质一般能溶于极性溶剂,例如:极性溶剂H2O 非极性溶剂CCl4、汽油、苯等,一些经验“相似相溶”规律:,四、溶解性,影响物质溶解性的因素: 影响固体溶解度的主要因素是_。 影响气体溶解度的主要因素是_ 和_。,温度,温度,压强,四、溶解性,练习: 1比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同? 2为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水?,因为CH4是非极性分子,而NH3是极性分子,根据相似相溶规律,NH3易溶于极性溶剂H2O 中,且NH3与H2O之间还可形成氢键,也促进了NH3的溶解。,因为油漆是非极性分子,有机溶剂(如乙酸乙酯)也是非极性溶剂,而水是极性溶剂。根据相似相溶规律,应用有机溶剂溶解油漆而不用水?,练习: 3怎样理解汽油在水中的溶解度很小? 4怎样理解低碳醇与水互溶,而高碳醇在水中的溶解度却很小?,因为汽油是非极性分子,水是极性溶剂。,因为高碳醇中的烃基较大,烃基是非极性基团,是疏水亲油基团,所以高碳醇在水中的溶解度很小。,练习 5根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律,说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大,下列说法正确的是( ) A溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素 B溴、碘是单质,四氯化碳是化合物 CBr2、I2是非极性分子,CCl4也是非极性分子,而水是极性分子 D以上说法都不对,C,2、下列操作利用了相似相溶原理的是( ) A 用稀硝酸洗做过银镜反应实验的试管 B 用盐酸洗涤盛过石灰水的烧杯 C 用酒精洗做过碘升华实验的烧杯 D 用汽油洗干净沾上油漆的手,问题研究,1、下列物质中易溶于水的是( ) 易溶于汽油的是( ) A 氯化钠 B 脂肪 C 碘单质 D 氨气 E HCl F 甲苯,A、D、E,B、C、F,C、D,左手和右手不能重叠 左右手互为镜像

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