分子的立体构型(第二课时)

1、课题 2 分子的立体构型（第二课时）学习目标1、认识杂化轨道理论的要点2、进一步了解有机化合物中碳的成键特征3、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型教学重点、难点：1、杂化轨道理论的要点 2、分子的立体结构，杂化轨道理论重要知识点讲解：碳的价电子构型是什么样的？甲烷的分子模型表明是空间正四面体，分子中的CH键是等同的，键角是109°28。说明什么？结论 碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。碳原子的价电子构型2s22p2，是由一个2s轨道和三个2p轨道组成的，为什么有这四个相同的轨道呢？为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。三、杂化轨道理论1、杂

2、化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。（1）杂化：指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程。 （2）杂化轨道：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成新的轨道。 2、杂化的过程杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。如CH4分子的形成过程：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道中1个电子吸收能量跃迁道2p空轨道上，这个过程称为激发，但此时各个轨道

3、的能量并不完全相同，于是1个2s轨道和3个3p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，然后4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个杂化轨道的伸长方向指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳原子的四个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道以头碰头形成4个相同的键，从而形成CH4分子。由于4个CH键完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体形，键角为109°28。3、杂化轨道的类型对于非过渡元素，由于ns、np能级接近,往往采用sp型杂化,而sp型杂化又分为：（1）sp杂化 sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成的，sp杂化轨道间的夹角是180

4、76;，呈直线形。如气态的BeCl2分子的结构。Be原子的电子层结构是1s22s2，从表面上看Be原子似乎不能形成共价键，但是在激发状态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，经过杂化形成两个sp杂化轨道，与氯原子中的3p轨道重叠形成两个spp键， 由于杂化轨道的夹角为180°，所以形成的BeCl2分子的空间结构是直线形的。（2）sp2杂化 sp2杂化是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的。sp2杂化轨道间的夹角是120°，呈平面三角形。例如BF3分子的结构，硼原子的电子层结构为1s22s22px1，当硼与氟反应时，硼原子的2s轨道上的一个电子吸收能量跃迁到一个空的2p轨

5、道上，使硼原子的电子层结构为1s22s12px12py1。硼原子的2s轨道和两个2p规大杂化组合成三个sp2杂化轨道，硼原子的三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2p的键，由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120°，所以BF3分子具有平面三角形结构。（3）sp3杂化小结：1 原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道（如2s、2p等）才能发生杂化，而1s轨道与2p轨道由于能量相差太大，它是不能发生杂化的。2 杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。3 未参与杂化的p

6、轨道，可用于形成键。4 当中心原子的价层上有孤对电子，则所形成的分子的空间构型与VSEPR模型不同。思考与交流 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。化学式杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CH4C2H4BF3CH2OC2H2总结评价：引导学生分析、归纳、总结多原子分子立体结构的判断规律，完成下表。化学式中心原子孤对电子对数杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CH4C2H4BF3CH2OC2H2讨论：怎样判断有几个轨道参与了杂化？（提示：原子个数）结论：中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子数之和，就是杂化轨道数。讨论总结：三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为180°的直线型杂化轨道，SP2

7、 杂化轨道为120°的平面三角形，SP3杂化轨道为109°28的正四面体构型。小结：HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个键和2键；CH2O中含有3键和1个键四 配合物理论简介1、配位键（1）概念：共用电子对由成键的两个原子中的一个原子单独提供与另一个原子共用的一类特殊的共价键。如NH4的形成：NH3HNH4+ 在前面的学习中我们知道氨分子中的氮原子上有一对孤对电子。当氨分子跟氢离子作用时，氨分子中的氮原子提供一对电子与氢离子共用，形成了配位键，配位键也可以用AB来表示，其中A是提供孤对电子的原子，叫做给予体；B是接受电子的原子，叫做接受体

8、。（2）配位键的成键条件：成键原子双方，一方有孤对电子，另一方有空轨道。 实验21：配位键不仅仅存在于铵根离子中，它广泛的存在于化合物中，科学实验证明，上述实验中呈天蓝色的物质是水合铜离子，可表示为Cu（H2O）42+,叫做四水合铜离子。在四水合铜离子中，铜离子于水分子之间的化学键是由水分子提供孤对电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤对电子对形成的。2、配位化合物（1）定义：通常把金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 （2）配合物的形成（以Cu(NH342+的形成为例）： 实验22：向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水，形成难溶物质的原因是

9、氨水呈碱性，可与Cu2 形成难溶的氢氧化铜：Cu22OHCu（OH）2，上述实验中得到的深蓝色晶体是Cu（NH3）4SO4H2O。结构测定实验证明，无论在氨水溶液中还是在晶体中，深蓝色都是由于存在Cu（NH3）42，它是Cu2的另一种常见配离子，中心离子仍然是Cu2+,配体是NH3。Cu（OH）24NH3Cu(NH3422OH蓝色沉淀 深蓝色溶液在Cu(NH342里，NH3分子的氮原子给出孤对电子对，Cu2接受电子对，以配位键形成了Cu(NH342 在中学化学中，常见的以配位键形成的配合物还有：（1）Fe3nSCNFe (SCN n3-n（n16）这也是鉴定Fe3的灵敏反应之一。 （2）Ag2

10、NH3Ag (NH32 3、配合物的组成（1）配合物的内界和外界 （2）配位体（简称配体）：是含有孤对电子对的分子和离子。 （3）中心离子：一般是金属离子，特别是过渡金属离子。但也有中性原子做配合物形成体。（4）配位数：直接与中心原子和离子配位的配位原子的数目。 4、配合物的命名：自右而左为某酸某或某化某如：Zn(NH32SO4  硫酸二氨合锌（） Zn(NH34Cl2 氯化四氨合锌（）K3Fe(CN6 六氰合铁（）酸钾 KPt(NH3Cl3 三氯一氨合铂(酸钾5、配合物的性质（1）颜色的改变： （2）溶解度的改变：6、配合物的应用巩固练习作业：1、下列分子中心原子是sp2杂化的是A

11、 、 PBr3 B、 CH4 C、 BF3 D、 H2O2、关于原子轨道的说法正确的是A 、凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B 、CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的C 、sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道D 、凡AB3型的共价化合物，其中中心原子A均采用sp3杂化轨道成键3、用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是A、C原子的四个杂化轨道的能量一样B、C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C、C原子的4个价电子分别占据4个sp

12、3杂化轨道D、C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据4、下列对sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是A、 sp杂化轨道的夹角最大 B、 sp2杂化轨道的夹角最大C、 sp3杂化轨道的夹角最大 D、 sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角相等5、乙烯分子中含有4个CH和1个C=C双键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是A 、每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道B 、每个C原子的1个2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道C 、每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道D 、每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道6、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO 4-中Cl都是以sp3杂化轨道与O原子成键的，试推测下列微粒的立体结构微粒ClO-ClO2-ClO3-ClO4-立体结构7、根据杂化轨道理论，请预测下列分子或离子的几何构型：CO2 ， CO32- ，H2S ，PH3 8、为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28而是104.5°？9、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不产生AgCl沉淀的是A Co(N