分子的立体构型讲解第一课时——价层互斥理论

1、分子的立体构型讲解第一课时 价层互斥理论活动：1、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点是否一定在同一直线？迁移:两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？O2HCl活动：2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一定在同一直线上？迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？结论：在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，使得分子有不同的结构，这就是所谓的分子的立体构型。一、形形色色的分子H2OCO2 1、三原子分子立体结构直线形180V形105一、形形色色的分子 2、四原子分子立体

2、结构HCHONH3平面三角形120三角锥形1073、五原子分子立体结构一、形形色色的分子CH4正四面体4、其它一、形形色色的分子P4正四面体60C2H2直线形180 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？思考: 同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？二、价层互斥理论1.内容对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。键电子对和孤对电子对排斥力最小二、价层互斥理论2.价层电

3、子对（键电子对和未成键的孤对电子对）代表物电子式中心原子结合原子数键电子对孤对电子对价层电子对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O:2342224314404202=键个数+中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数键电子对数 = 与中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对数 =（a-xb)2.成键键电子对和未成键的孤对电子对键电子对数 = 与中心原子结合的原子数a: 对于原子：为中心原子的最外层电子数(对于阳离子：a为中心原子的 最外层电子数减去离子的电荷数；对于阴离子： a为中心原子 的最外层电子数加上离子的电荷数）x 为与中心原子结合的原子数b

4、为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）=键个数+中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数分子或离子中心原子 a x b中心原子上的孤电子对数 H2O O SO2 S NH4+ N CO32- C 6 15-1=4 0 4+2=6 0224132孤电子对的计算 6 221=（a-xb)二、价层互斥理论 剖析内容对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。排斥力最小A3.价电子对的空间构型

5、即VSEPR模型电子对数目：2 3 4VSEPR模型： 二、价层互斥理论直线平面三角形正四面体二、价层互斥理论分子或离子键电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子的立体构型及名称CO2CO32-SO24. VSEPR模型应用预测分子立体构型232001COOCOOOSOO直线形直线形平面三角形平面三角形V形平面三角形中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对二、价层互斥理论分子或离子键电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子的立体构型及名称CH4NH3H2O4.价电子对的空间构型即VSEPR模型应用432012CH

6、HHHNHHHOHH正四面体正四面体四面体三角锥形四面体V形应用反馈化学式中心原子 孤对电子数键电子对数VSEPR模型H2SBF3NH2-2023空间构型V形平面三角形 V 形22平面三角形四面体四面体ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构VSEPR模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构 实 例 23平面三角形2 0 AB2直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形 BF3V形SO2小结:直线形价层电子对数 VSEPR模型成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正

7、四面体 CH4三角锥形 NH3V形H2O1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（ ） A.若n=2，则分子的立体构型为V形 B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形 C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确C牛刀小试2.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形D课堂练习：1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有 形和 形，大多数四原子分子采取 形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。 2 、下列分子或离子中，不含有孤对

8、电子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3 、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中,其键角由小到大的顺序为 4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为10928 的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42-A、 B、 C、 D、直线V平面三角三角锥 DC正四面体第二节 分子的立体构型第二课时杂化理论活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型新问题1：1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？C原子轨道排布图1s22s22p2H原子轨道排布图1s1新问题2：按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C H单键

9、都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子CC为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论sp3C：2s22p2 由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型? 四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3键，从而构成一个正四面体构型的分子。 10928三、杂

10、化理论简介1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下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叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。2.要点：（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；三、杂化理论简介2.要点：（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，

11、在成键时更有利于轨道间的重叠；（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180，呈直线型 sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp杂化轨道。180ClClBe例如： Sp 杂化 BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2 没有单个电子，spsp杂化ClClsppxpxsp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x

12、y z 120 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为120，呈平面三角形 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。120FFFB例如： Sp2 杂化 BF3分子的形成B： 1s22s22p1没有3个成单电子sp2sp2杂化sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成

13、分 每两个轨道间的夹角为109.5， 空间构型为正四面体型例如： Sp3 杂化 CH4分子的形成sp3C：2s22p2三、杂化理论简介3.杂化轨道分类：sp3CH4原子轨道杂化等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。 杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 109283.杂化轨道分类：三、杂化理论简介H2O原子轨道杂化 O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90，Why? 2s2p2 对孤对电子杂化不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的

14、不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对排斥力：孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对-成键电子对三、杂化理论简介4.杂化类型判断： 因为杂化轨道只能用于形成键或用来容纳孤电子对，故有 杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数=中心原子价层电子对数三、杂化理论简介4.杂化类型判断：A的价电子对数234A的杂化轨道数杂化类型A的价电子空间构型A的杂化轨道空间构型ABm型分子或离子空间构型对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等。234spsp2sp

15、3直线型平面三角形正四面体直线型平面三角形正四面体直线型平面三角形或V形正四面体三角锥形或V形例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数中心原子杂化轨道类型杂化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角气态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspsp2sp3直线形直线形平面三角形正四面体180180120109.5直线形直线形平面三角形正四面体V形三角锥形180180120109.5109.5104.5107.3107.3课堂练习例题二：对SO2与CO2说法正确的是( ) A都是直线形结构 B中心原子都采取sp杂化轨道 C

16、 S原子和C原子上都没有孤对电子 D SO2为V形结构， CO2为直线形结构D试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况交流讨论 C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中双键由一个键和一个键构成。 C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成键。各自剩余的1个sp杂化

17、轨道相互形成1个键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。大 键 C6H6 sp2杂化第二节 分子的立体构型第一课时 价层互斥理论活动：1、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点是否一定在同一直线？迁移:两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？O2HCl活动：2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一定在同一直线上？迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？结论：在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，使得分子有不同的结

18、构，这就是所谓的分子的立体构型。一、形形色色的分子H2OCO2 1、三原子分子立体结构直线形180V形105一、形形色色的分子 2、四原子分子立体结构HCHONH3平面三角形120三角锥形1073、五原子分子立体结构一、形形色色的分子CH4正四面体4、其它一、形形色色的分子P4正四面体60C2H2直线形180 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？思考: 同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？二、价层互斥理论1.内容对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何

19、构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。键电子对和孤对电子对排斥力最小二、价层互斥理论2.价层电子对（键电子对和未成键的孤对电子对）代表物电子式中心原子结合原子数键电子对孤对电子对价层电子对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O:2342224314404202=键个数+中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数键电子对数 = 与中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对数 =（a-xb)2.成键键电子对和未成键的孤对电子对键电子对数 = 与中心原子结合的原子数a: 对于原子：为中心原子的最外层电子数(对于

20、阳离子：a为中心原子的 最外层电子数减去离子的电荷数；对于阴离子： a为中心原子 的最外层电子数加上离子的电荷数）x 为与中心原子结合的原子数b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）=键个数+中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数分子或离子中心原子 a x b中心原子上的孤电子对数 H2O O SO2 S NH4+ N CO32- C 6 15-1=4 0 4+2=6 0224132孤电子对的计算 6 212=（a-xb)二、价层互斥理论 剖析内容对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在

21、排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。排斥力最小A3.价电子对的空间构型即VSEPR模型电子对数目：2 3 4VSEPR模型： 二、价层互斥理论直线平面三角形正四面体二、价层互斥理论分子或离子键电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子的立体构型及名称CO2CO32-SO24. VSEPR模型应用预测分子立体构型232001COOCOOOSOO直线形直线形平面三角形平面三角形V形平面三角形中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对二、价层互斥理论

22、分子或离子价层电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子的立体构型及名称CH4NH3H2O4.价电子对的空间构型即VSEPR模型应用432012CHHHHNHHHOHH正四面体正四面体正四面体三角锥形正四面体V形应用反馈化学式中心原子 孤对电子数键电子对数VSEPR模型H2SBF3NH2-2023空间构型V形平面三角形 V 形22平面三角形四面体四面体ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构VSEPR模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构 实 例 23平面三角形2 0 AB2直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形 BF3V形SO2小结:直线形

23、价层电子对数 VSEPR模型成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4正四面体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体 CH4三角锥形 NH3V形H2O1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（ ） A.若n=2，则分子的立体构型为V形 B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形 C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确C牛刀小试2.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形D课堂练习：1、多原子分子的立体结构有多种

24、，三原子分子的立体结构有 形和 形，大多数四原子分子采取 形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。 2 、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3 、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中,其键角由小到大的顺序为 4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为10928 的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42-A、 B、 C、 D、直线V平面三角三角锥 DC正四面体第二节 分子的立体构型第二课时杂化理论活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型新问题1：1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子

25、与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？C原子轨道排布图1s22s22p2H原子轨道排布图1s1新问题2：按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C H单键都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子CC为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论sp3C：2s22p2 由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型? 四个H原子分别以4

26、个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3键，从而构成一个正四面体构型的分子。 10928三、杂化理论简介1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下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叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。2.要点：（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；三、杂化理论简介2.要点：（1）参与参加杂化的各原子轨道

27、能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180，呈直线型 sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化, 形成2个sp杂化轨道。180ClClBe例如： Sp 杂化 BeC

28、l2分子的形成Be原子：1s22s2 没有单个电子，spsp杂化ClClsppxpxsp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120 每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为120，呈平面三角形 sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化, 形成3个sp2 杂化轨道。120FFFB例如： Sp2 杂化 BF3分子的形成B： 1s22s22p1没有3个成单电子sp2sp2杂化sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3杂化：1个

29、s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为109.5， 空间构型为正四面体型例如： Sp3 杂化 CH4分子的形成sp3C：2s22p2三、杂化理论简介3.杂化轨道分类：sp3CH4原子轨道杂化等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。 杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 109283.杂化轨道分类：三、杂化理论简介H2O原子轨道杂化 O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90，Why? 2s2p2 对孤对电子杂化不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分