选修三第二节分子立体构型课件

1、人教版选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质第二节 分子的立体构型第一课时复 习 回 顾共价键键键键参数键能键长键角衡量化学键稳定性 描述分子的立体结构的重要因素成键方式 “头碰头”,呈轴对称成键方式 “肩并肩”,呈镜面对称依据电子云重叠方式一、形形色色的分子(教材P35）O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）2、三原子分子立体结构直线形V形、四原子分子立体结构（平面三角形，三角锥形）C2H2HCHONH3P4直线形平面三角形三角锥形正四面体、五原子粒子立体结构最常见的是正四面体CH4（NH4+）CH3CH2OHCH3COOHC6H65、其它分子立体结构C60C20C40C70资

2、料卡片：形形色色的分子那么分子结构又是怎么测定的呢？测定分子结构的现代仪器之一红外光谱仪科学视野（指导阅读P37）测分子体结构：红外光谱仪呈现的吸收峰分析分子立体构型。确定化学键及官能团的种类及数目 同为四原子分子，HCHO或BF3与 NH3 分子的空间结构也不同，什么原因？思考: 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构不同，什么原因？ 价层电子对互斥理论可以用来解释或预测分子的立体结构。直线型V型平面三角型三角锥型1、分子的立体结构是 的结果。 2、价层电子对指 ， 包括 。 3、 键电子对数依据 确定。二、价层电子对互斥理论（教材P37）“价层电子对”相互排斥分子中的中心原子上

3、的电子对(键电子对+中心原子上的孤电子对)H2O中的中心原子为O，O有2对键电子对NH3中的中心原子为N，N有3对键电子对CO2中的中心原子为C，C有2对键电子对分子式即中心原子结合的原子数目中心原子上的孤电子对数 (a-xb)214、中心原子上的孤对电子数的确定方法：中心原子的价电子数与中心原子结合的原子数（即键电子对数） 与中心原子结合的原子最多能再接受的电子数，一般为（8-该原子的价电子数）已参与成键的价电子数思考与交流(教材P38）1、以S和P为例，说明如何根据主族元素在周期表上的位置确定它的价电子数。2、以N和Cl为例,说明如何根据主族元素在周期表上的位置确定它最多能接受的电子数。价

4、电子数=最外层电子数=主族序数最多能接受的电子数=8-该原子的价电子数（H除外）。分析教材P38表2-4分析下表中分子或离子的孤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 SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220中心原子的价电子数中心原子结合原子数 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，一般为（8-该原子的价电子数）分子或离子 中心 原子 中心原子价电子数 键电子对 中心原子上的孤电子对数 BF3 NH3 SO32- H3O+BNSO135033853311价层电子对=键电子对+中心原子上

5、的孤电子对3 价层电 子对444分析下表中分子或离子的孤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 SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220 价层电 子对34324价层电子对互斥构型(VSEPR模型)价层电子对数目：2 3 4VSEPR模型： 直线平面三角形正四面体价层电子对数目：5 6VSEPR模型： 三角双锥形 正八面体形 价层电子对数=键电子对+中心原子上的孤电子对 VSEPR模型 2 3 4 5 6直线平面三角形正四面体三角双锥形 正八面体形记住:优化指导P26例1 ：SO21）中心

6、原子S的键电子对数为 ；孤电子对数为 ，价层电子对数为 。2）VSEPR模型3）实际的立体构型1 2 31、先确定中心原子的价层电子对数2、确定含孤电子对的VSEPR模型的立体结构价层电子对数 n与VSEPR模型的关系 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6直线型 平面三角形 四面体 三角双锥体 八面体3、略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，便得到了实际的立体结构 利用价层电子对互斥理论确定分子的立体结构的方法（优化指导P25）价层电子对=键电子对+中心原子上的孤电子对例2： NH32）VSEPR模型3）实际的立体构型1）中心原子N的键电子对数为 ；孤电子对数为 ，价层电子对数为 。134

7、例3： CH42）VSEPR模型3）实际的立体构型1）中心原子C的键电子对数为 ；孤电子对数为 ，价层电子对数为 。404 中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H2O上有2对孤对电子，跟中心原子周围的键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形。 思考：根据价层电子对互斥理论分析，为什么水是V 型的结构？VSEPR模型立体结构H2O的立体结构VSEPR模型实际的立体构型教材P441价层电子对数=键电子对数（与中心原子结合的原子数）分子或离子中心原子上孤电子对数键电子对数价层电子对数VSEPR模型的立体结构实际的立体结构 SO2 CO2 CO3

8、2- SO32- NH3 CH434322332平面三角形平面三角形平面三角形V形直线形直线形四面体三角锥形114四面体三角锥形044四面体正四面体3100 H2O _ NH3 _ CH4 _105107.310928思考：以上三种分子价层电子对数分别为多少？VSEPR模型？实际分子构型是什么？思考：为什么实际分子构型中键角不同？VSEPR模型立体结构优化指导P25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-成键电子对均为4均为正四面体因孤电子对数不同故.本节内容小结：优化指导P27作业：教材P39思考与交流分子或离子 价层电子对数VSEPR模型的立体结构实际的立体结构 PCl5

9、 NH4+ SO32-优化指导P27达标测试16第二节 分子的立体构型第二课时杂化轨道理论 请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型?能从中心原子的价电子排布情况分析原因吗？共价键类型及数目？键角？1s22s22p2H原子电子排布图1s1C且两个CH的键角为10928，为何与分析的不一致？为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论C实际甲烷中有4个C H单键，都是键，C原子电子排布图 原子在形成分子时,为了增强成键能力,趋向于将不同类型的 的原子轨道重新组合成能量、形状和方向与原来不同的新原子轨道;这样过程称为 ; 杂化后的原子轨道称为 . 一.杂化轨道理论简介（优化指导P28）能量相近原子

10、轨道的杂化杂化轨道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?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(排斥力最小） 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：

11、1s22s2 没有单个电子，spsp杂化ClClsppxpx形成2个P Sp 键sp2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杂化形成3个P Sp2 键sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928

12、 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：2s22p2sp3杂化形成4个S Sp3 键回顾要点：(1)只有能量相近的轨道才能参与杂化。(2)所得杂化轨道数目等于参与杂化的原子轨道数目。(3)杂化后所得轨道的空间分布取最大夹角，使轨道间排斥力最小，且方向不同。（4）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；杂化后的轨道只能形成键，不能形成键SP杂化：2个；S

13、P2杂化：3个；SP3杂化：4个直线型，键角1800平面三角型，键角1200正四面体型，键角109028/优化指导P27达标测试3、4 试用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况交流讨论以上分子中，每个C原子能形成几个键？C：2s22p2乙烷分子中键的形成 键可以绕键的对称轴旋转，其键不会发生断裂，旋转时所需的能量很少。请用杂化轨道理论分析乙烯的成键情况碳的sp2杂化轨道乙烯分子中键的形成请用杂化轨道理论分析乙炔的成键情况碳的sp杂化轨道如何较快确定轨道杂化方式？（即哪些电子云或能级参与杂化）及数目？3.杂化轨道分类：（优化指导P28）sp3CH4原子轨道杂化 等性杂化：参与杂化的各原

14、子轨道成分均匀。 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 10928sp3杂化H2O原子轨道杂化 O原子：2s22p4 有2个单电子，如果只是这两个单电子成键，应形成2个共价键，且键角应当是90，可实际1050? 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 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对 判断等性和不等性杂化轨道的方法：杂化轨道中有无孤对电子如何较快确定轨道杂化方式？（即哪些电子云或能级参与杂化）及数目？排斥力：孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子

15、对成键电子对-成键电子对 判断等性和不等性杂化轨道的方法：杂化轨道中有无孤对电子如何确定轨道杂化方式？（即哪些电子云或能级参与杂化）及数目？如何判断杂化轨道的数目？杂化类型判断：（优化指导P29一、1） 杂化类型的判断技巧：先确定粒子的VSEPR模型（或价层电子对数），然后确定杂化轨道数，再中心原子的杂化轨道类型。 （优化指导P29方法技巧）=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键数VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型键电子对孤电子对价层电子对VSEPR模型名称实际立体构型杂化轨道类型CO2SO2H2OSO3NH3CH4直线形平面三角形平面三角形sp3杂化

16、依据价层电子对数判断杂化类型。222233410010234344sp杂化sp2杂化sp2杂化sp3杂化sp3杂化V形V形正四面体形三角锥形正四面体形正四面体形正四面体形直线形平面三角形CH2O303平面三角形平面三角形sp2杂化杂化轨道数（可确定类型）=价层电子对数。键电子对孤电子对价层电子对VSEPR模型名称立体构型名称杂化轨道类型BO2-NO2-ClO2-NO3-SO32-NH4+222334021324010344直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形正四面体形sp杂化sp2杂化sp3杂化sp2杂化sp3杂化sp3杂化直线形V形V形平面三角形三角锥型正四面体形教材P41思考与交

17、流作业;教材P442、3键电子对孤对电子对价层电子对杂化轨道类型C2H6C2H4C2H2N2H4H2O2432320001243244sp3杂化sp2杂化sp杂化sp3杂化sp3杂化杂化轨道数（可确定类型）=价层电子对数。sp2杂化请用杂化轨道理论分析苯分子的成键情况苯大 键使得苯分子的结构非常稳定,能量很低。 大 键 C6H6 sp2杂化C教材P41思考与交流作业;教材P442、3教材习题2教材习题3图224碳原子采取SP2杂化，形成三个SP2杂化轨道。 分子中含两个SSP2键，一个SP2SP2键，一个PP 键。 归纳总结(1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型。(2)杂化轨道

18、只形成键。(3)分子的实际立体构型不考虑孤电子对占据的空间。(4)有机物中碳原子杂化类型的判断： 饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。优化指导P31达标测试小结：判断分子或离子空间构型的常用方法 （优化指导P31专题大舞台）C第二节 分子的立体构型第三课时配合物理论简介Cu(H2O)42+ 四水合铜离子SO42 无无无Na+Cl-K +Br -实验探究21固体哪些溶液呈天蓝色无色离子：CuSO4CuCl22H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么离子呈天蓝色：白色白色白色白色绿色深褐色思考与交流1 为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝色而无

19、水CuSO4 是白色？Cu(H2O)42+中Cu2+与H2O是如何结合的呢？（教材P41倒数第二段） Cu2+与H2O是如何结合的呢？思考与交流2Cu2+提供空轨道接受孤对电子提供孤电子对H2O 通过配位键（属于共价键）结合！ 其中含有多少个配位键？配体中心粒子配位键表示方法（自主能力测评P24自学教材）配合物定义:（教材P4142） 通常把 的金属离子（或原子）与某些 的分子或离子以 键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物接受孤电子对提供孤电子对配位实验2-2 天蓝色溶液蓝色沉淀深蓝色溶液静置+乙醇深蓝色晶体Cu(NH3) 4 SO4H2O蓝色沉淀深蓝色溶液配位键的稳定性?教材P43C

20、u(H2O)42+少氨水过氨水以配离子Cu(NH3)42为例，NH3分子中氮原子的孤电子对 进入Cu2的空轨道 ，Cu2与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对 形成配位键。配离子Cu(NH3)42可表示为.配合物的形成条件 配离子的电荷数等于中心离子电荷数与配位体总电荷数的代数和。 配体有孤电子对；中心粒子有空轨道配体中心粒子自主能力测评P25小试身手2主要是配离子的形成。以配离子Cu(NH3)42为例，NH3分子中氮原子的孤电子对 进入Cu2的空轨道 ，Cu2与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对 形成配位键。配离子Cu(NH3)42可表示为.配合物的形成条件优化指导

21、P29 中心原子一般是带正电荷的阳离子(又叫中心离子)，主族元素常见H+、Al3+;过渡金属离子最常见的有Fe3、Ag、Cu2、Zn2等。 配离子的电荷数等于中心离子电荷数与配位体总电荷数的代数和。 配体有孤电子对；中心粒子有空轨道配体中心粒子Cu(NH3)42+ SO42-配 体配 合 物内 界（配离子）配位原子配离子的电荷数外 界外界离子配位数中心离子配位体 提供孤电子对的分子或离子 如：X-、OH-、CN-、SCN-、H2O、NH3、CO中心原子（离子） 能够提供空轨道接受孤电子对的金属原子或离子 如：Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Pt、Au及离子配位原子 配位体中提供孤电子对的原

22、子，常见的配位原子有X、O、S、N、P等配位数 配位体的数目，即配位键的数目内界由中心原子（离子）与配体结合而构成配离子的电荷数配离子的电荷数等于中心离子和配体电荷数的代数和配合物的组成（自主能力测评P24师生互动）外界与内界发生电性匹配的阴离子或阳离子。如K4Fe(CN)6的外界为(K+)4，Ni(CO)4无外界。外界能完全电离，而内界离子很难电离完全电离：Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-很难电离：Cu(NH3)42+ Cu2+4NH3配位化合物的组成Co(NH3)6Cl3内界(配位离子)外界配体中心离子配位原子配位数巩固练习向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不

23、能生成AgCl沉淀的是（ ）A:Co(NH3) 4Cl2 ClB:Co(NH3) 3Cl3 C:Co(NH3) 6 Cl3D:Co(NH3) 5Cl Cl2B指出下列配合物的内界并填下表配 合 物外界中心原子配位体配位数Ag(NH3)2OHR(H2O)5ClCl2 KPt(NH3)Cl3 OH- Ag+ NH3 2 K+ Pt2+ NH3、Cl- 4课堂练习 Cl R3+ H2O、Cl 6外界能完全电离，内界离子很难电离加入足量AgNO3溶液后，哪些有明显现象？2022/7/29八电子稳定结构的判断方法： 成键后原子的最外层电子数=该原子价电子数+|其化合价| 【例题】下列分子中所有原子都满足

24、最外层为8电子结构的是 A.BF3 B.H2O C.SiCl4 D.PCl5规律总结：分子中若含有氢元素，则氢原子不能满足最外层8电子稳定结构，但它满足K层为最外层2个电子的稳定结构。 同样Be原子最外层只有两个电子，Be不可能满足8电子的稳定结构。分子中若不含有氢元素，可按下述方法进行判断：若某元素的化合价的绝对值与其原子价电子之和等于8，则该元素的原子最外层满足八电子的稳定结构；否则不满足。规律总结：若为同种元素组成的双原子分子，则看该元素原子的最外层电子数目与其在分子中形成的共价键的数目之和是否为8，若为8，则其最外层满足八电子结构，反之不满足。常见的X2(卤素单质)、N2等双原子单质分

25、子中原子最外层为八电子稳定结构。 2022/7/29练习1：下列分子中，所有原子的最外层均为8电子结构的是A. BeCl2 B. H2S C. NCl3 D. SF4练习2：下列分子中，所有原子都满足最外层均为8电子结构且立体构型为三角锥的是：A. PCl5 B. BCl3 C. NF3 D. CO2 D 类型共价键非极性键极性键配位键 相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用成键条件(元素种类)特征有方向性、饱和性配位键与非极性键、极性键的区别与联系(优化指导P29）成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属或少数金属与非金属)成键原子

26、一方有孤电子对(配体)，另一方有空轨道(中心离子)思考与交流 比较明矾KAl(SO4)212H2O与硫酸四氨合铜Cu(NH3)4SO4两者的电离,判断明矾是否为配合物KAl(SO4)212H2O=K+Al3+2SO42-+12H2OCu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-内界难电离完全电离复盐配合物的盐与复盐的比较 复盐, 能电离出两种或两种以上阳离子的盐。仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各组分离子： KAl(SO4)212H2O (溶于水) K+ +Al3+ 2SO42- +12 H2O KCl MgCl2 6H2O (溶于水) K+ +Mg2+ + 3Cl- + 6H2O 配合物盐，是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着 含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子： Cu(NH3)4SO4H2O Cu(NH3)42+ + SO42- + H2O内界难电离叶绿素结构示意图NNNNFeCH3CH3H3CCOHOCOOHH3C血红素(Fe2+ )结构示意图MoFeS固氮酶中FeMo中心结构示意图巩固练习气态氯化