优质课鲁科版高中化学选修三 22共价键与分子的空间构型(第1课时) 课件

共价键与分子的空间构型第2章第2节第一课时共价键与分子的空间构型第2章第2节第一课时1共价键具有饱和性和方向性所以原子间以共价键形成的分子具有一定的空间构型复习回顾：原子间通过共用电子形成的化学键叫共价键复习回顾：原子间通过共用电子形成的化学键叫共价键2一些典型分子的空间构型HClH2O，104.5°

NH3，107.3°CH4109.5°一些典型分子的空间构型HClH2O，104.5°NH3，13ClONC价电子排布3s23p52s22p42s22p32s22p2未成对电子数

共价键数饱和性方向性1232√√√×√×××1234问题出现了！HCl、H2O、NH3、CH4分子中原子的数量关系与分子空间构型能否简单地用共价键的饱和性和方向性解释呢？ClONC价电子排布3s23p5241、甲烷分子的空间构型正四面体键角：109.5°1、C原子应该有4个未成对电子解决2、C原子的4个未成对电子所在的轨道应该一模一样，且空间分布均匀，分别与H原子的1s轨道成σ键1、甲烷分子的空间构型正四面体键角：109.5°1、C原子应5C的基态激发态2s2p激发原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。2s2pCH2CH4甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢？C的基态激发态2s2p激发原子之间若要形成共价键，它们的价电6碳原子轨道的杂化过程4个杂化轨道杂化sp3杂化2s2p2s2p激发跃迁自旋方向相同解决：一个2s轨道与3个2p轨道重新组合成4个一模一样的轨道，且空间分布均匀解决通常，有几个原子轨道参加杂化，杂化后生成的杂化轨道的数目就有几个。碳原子轨道的杂化过程4个杂化轨道杂化sp3杂化2s2p7一、杂化轨道理论（鲍林提出）1、什么叫杂化？什么是杂化轨道？在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程就叫做原子轨道的杂化。组合后形成的一组新的、能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。2、注意几点：

（1）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；（2）杂化轨道只能形成σ键，不能形成π键（3）杂化的目的：原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加；一、杂化轨道理论（鲍林提出）1、什么叫杂化？什么是杂化轨道？8sp3杂化轨道形成示意图思考1：轨道杂化以后，有何优点？杂化轨道在角度分布上更集中，成键时重叠程度更大，形成的共价键更牢固sp3杂化轨道形成示意图思考1：杂化轨道在角度分布上更集中，9能量杂化前杂化后p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近。4个杂化轨道能量相同,能量处于s与p轨道之间思考2：杂化前后轨道的比较能量杂杂p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近。410思考3：四个杂化轨道为什么采取正四面体构型？为了使轨道间的排斥最小，体系最稳定，四个杂化轨道在空间应尽可能远离，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为109.5°思考3：四个杂化轨道为什么采取正四面体构型？为了使轨道11思考4：描述甲烷中共价键的形成过程：4+→HCCH41ssp3四个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，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3的σ键。从而使CH4分子具有正四面体构型σσσσ思考4：描述甲烷中共价键的形成过程：4+12练习1：描述CH3Cl分子中C原子的杂化方式，杂化轨道的空间构型，分子的空间构型。所以，杂化轨道空间构型与分子的空间构型

不一定相同！正四面体四面体练习1：所以，正四面体四面体13交流·研讨课本P43【NH3分子的形成过程及空间构型】四个sp3杂化轨道在空间的分布呈正四面体，夹角为109.5°。但是氨气分子的空间构型是三角锥形，键角为107.3°，我们的结论与事实有矛盾，这是为什么？sp3杂化2s2p4个杂化轨道sp3交流·研讨课本P43【NH3分子的形成过程及空间构型】14与3个H原子形成3个σ键不参与成键可以成键分析1：氮原子的杂化过程、各个杂化轨道中电子的数目及各个键的形成过程。分析2：键角为107.3°而非109.5°的原因σσσ

价层中的σ成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道，且相互排斥，其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强，故偏离109.5°，变成为107.3°。三角锥形，键角107.3°孤对电子孤对电子二、价电子对互斥理论

P44知识支持......与3个H原子形成3个σ键不参与成键可以成键分析1：氮原子的杂15通过对

CH4、NH3中心原子轨道杂化的分析，杂化轨道数与成键电子对数、孤电子对数有何关系？试分析H2O的中心原子O原子的轨道杂化情况中心原子σ键数中心原子孤电子对数中心原子杂化类型spx杂化轨道数杂化轨道空间构型分子空间构型键角CH4109.5°NH3107.3°H2O104.5°40sp34正四面体正四面体31sp3sp344正四面体正四面体三角锥形V形22归纳2.杂化轨道可放孤电子对或成σ键1.中心原子spx杂化后有1+x个杂化轨道3.中心原子spx杂化：σ键数+孤电子对数=1+x4.中心原子杂化方式相同,分子构型、键角也不一定相同!通过对CH4、NH3中心原子轨道杂化的16具体分析：H2O分子中氧原子的杂化过程

提醒：水分子中的键角104.5°

4个sp3杂化轨道与2个H原子形成2个σ键不参与成键可以成键孤对电子H2O呈V形结构。水分子的键角本应109.5°，但由于有2对孤对电子的斥力，该键角变小，成为104.5°(小于NH3的键角107.3°)。104.5°具体分析：H2O分子中氧原子的杂化过程提醒：水分子中的键角17BeCl2

BF3探究先用公式计算：中心原子spx杂化：σ键数+孤电子对数=1+xsp1杂化sp2杂化下列两种共价化合物中心原子的杂化方式BeCl2BF3探究先用公式计算：sp1杂化s18BeCl2

BeCl2

Cl:3s23p5Be:

2s2激发杂化2s2p3s3p两个sp1杂化轨道2s2pBeClClσσ中心原子杂化轨道为直线形分子空间构型直线形BeCl2BeCl2Cl:3s23p5Be:2s2激19BF3

F:2s22p5B:2s22p1BF32s2p2s2p激发2s2p杂化三个sp2杂化轨道σσσ中心原子F原子的2p轨道杂化轨道为正三角形分子空间构型正三角形BF3F:2s22p5B:2s22p1BF32s2p220杂化类型spx参与杂化的原子轨道杂化轨道数杂化轨道夹角杂化轨道空间构型举例种类数目sp1nsnpsp2nsnpsp3nsnp12132直线型120º

109.5º

34平面正三角形正四面体BeCl2BF3BCl3CH4CCl4180º

结论：杂化类型与杂化轨道空间构型及夹角相互对应

但分子的空间构型就要看具体情况四、常见的spx杂化类型11杂化类型参与杂化的原子轨道杂化轨道数杂化轨道夹角杂化轨道举例21学以致用描述乙烯分子碳原子的杂化过程1、乙烯中碳原子的SP2杂化过程σσσσσπ注意：在形成共价键时，优先形成“头碰头”式的键，在此基础上才能形成“肩并肩”式的键。中心原子C杂化轨道只能成σ键，不能成π键学以致用描述乙烯分子碳原子的杂化过程1、乙烯中碳原子的SP222乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型σσσσσπ注意：在形成共价键时，优先形成“头碰头”式的键，在此基础上才能形成“肩并肩”式的键。乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型σσσσσπ注意：在形成23交流·研讨请用杂化轨道理论分析C6H6分子的成键情况。C原子以sp2形式杂化σ键数+孤电子对数=1+xσσσ六个C原子形成一个正六边形交流·研讨请用杂化轨道理论分析C6H6分子的成键情况。C原子24C6H6的大π键C6H6的大π键25描述乙炔分子碳原子的杂化过程2、乙炔中碳原子的SP1杂化过程πCCHHσπσσ学以致用描述乙炔分子碳原子的杂化过程2、乙炔中碳原子的SP1杂化过程26σσσππ乙炔分子中各个键的形成过程及键的类型σσσππ乙炔分子中各个键的形成过程及键的类型27共价键与分子的空间构型第2章第2节第一课时共价键与分子的空间构型第2章第2节第一课时28共价键具有饱和性和方向性所以原子间以共价键形成的分子具有一定的空间构型复习回顾：原子间通过共用电子形成的化学键叫共价键复习回顾：原子间通过共用电子形成的化学键叫共价键29一些典型分子的空间构型HClH2O，104.5°

NH3，107.3°CH4109.5°一些典型分子的空间构型HClH2O，104.5°NH3，130ClONC价电子排布3s23p52s22p42s22p32s22p2未成对电子数

共价键数饱和性方向性1232√√√×√×××1234问题出现了！HCl、H2O、NH3、CH4分子中原子的数量关系与分子空间构型能否简单地用共价键的饱和性和方向性解释呢？ClONC价电子排布3s23p52311、甲烷分子的空间构型正四面体键角：109.5°1、C原子应该有4个未成对电子解决2、C原子的4个未成对电子所在的轨道应该一模一样，且空间分布均匀，分别与H原子的1s轨道成σ键1、甲烷分子的空间构型正四面体键角：109.5°1、C原子应32C的基态激发态2s2p激发原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。2s2pCH2CH4甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢？C的基态激发态2s2p激发原子之间若要形成共价键，它们的价电33碳原子轨道的杂化过程4个杂化轨道杂化sp3杂化2s2p2s2p激发跃迁自旋方向相同解决：一个2s轨道与3个2p轨道重新组合成4个一模一样的轨道，且空间分布均匀解决通常，有几个原子轨道参加杂化，杂化后生成的杂化轨道的数目就有几个。碳原子轨道的杂化过程4个杂化轨道杂化sp3杂化2s2p34一、杂化轨道理论（鲍林提出）1、什么叫杂化？什么是杂化轨道？在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程就叫做原子轨道的杂化。组合后形成的一组新的、能量相同的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。2、注意几点：

（1）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生；（2）杂化轨道只能形成σ键，不能形成π键（3）杂化的目的：原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加；一、杂化轨道理论（鲍林提出）1、什么叫杂化？什么是杂化轨道？35sp3杂化轨道形成示意图思考1：轨道杂化以后，有何优点？杂化轨道在角度分布上更集中，成键时重叠程度更大，形成的共价键更牢固sp3杂化轨道形成示意图思考1：杂化轨道在角度分布上更集中，36能量杂化前杂化后p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近。4个杂化轨道能量相同,能量处于s与p轨道之间思考2：杂化前后轨道的比较能量杂杂p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近。437思考3：四个杂化轨道为什么采取正四面体构型？为了使轨道间的排斥最小，体系最稳定，四个杂化轨道在空间应尽可能远离，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为109.5°思考3：四个杂化轨道为什么采取正四面体构型？为了使轨道38思考4：描述甲烷中共价键的形成过程：4+→HCCH41ssp3四个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，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3的σ键。从而使CH4分子具有正四面体构型σσσσ思考4：描述甲烷中共价键的形成过程：4+39练习1：描述CH3Cl分子中C原子的杂化方式，杂化轨道的空间构型，分子的空间构型。所以，杂化轨道空间构型与分子的空间构型

不一定相同！正四面体四面体练习1：所以，正四面体四面体40交流·研讨课本P43【NH3分子的形成过程及空间构型】四个sp3杂化轨道在空间的分布呈正四面体，夹角为109.5°。但是氨气分子的空间构型是三角锥形，键角为107.3°，我们的结论与事实有矛盾，这是为什么？sp3杂化2s2p4个杂化轨道sp3交流·研讨课本P43【NH3分子的形成过程及空间构型】41与3个H原子形成3个σ键不参与成键可以成键分析1：氮原子的杂化过程、各个杂化轨道中电子的数目及各个键的形成过程。分析2：键角为107.3°而非109.5°的原因σσσ

价层中的σ成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道，且相互排斥，其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强，故偏离109.5°，变成为107.3°。三角锥形，键角107.3°孤对电子孤对电子二、价电子对互斥理论

P44知识支持......与3个H原子形成3个σ键不参与成键可以成键分析1：氮原子的杂42通过对

CH4、NH3中心原子轨道杂化的分析，杂化轨道数与成键电子对数、孤电子对数有何关系？试分析H2O的中心原子O原子的轨道杂化情况中心原子σ键数中心原子孤电子对数中心原子杂化类型spx杂化轨道数杂化轨道空间构型分子空间构型键角CH4109.5°NH3107.3°H2O104.5°40sp34正四面体正四面体31sp3sp344正四面体正四面体三角锥形V形22归纳2.杂化轨道可放孤电子对或成σ键1.中心原子spx杂化后有1+x个杂化轨道3.中心原子spx杂化：σ键数+孤电子对数=1+x4.中心原子杂化方式相同,分子构型、键角也不一定相同!通过对CH4、NH3中心原子轨道杂化的43具体分析：H2O分子中氧原子的杂化过程

提醒：水分子中的键角104.5°

4个sp3杂化轨道与2个H原子形成2个σ键不参与成键可以成键孤对电子H2O呈V形结构。水分子的键角本应109.5°，但由于有2对孤对电子的斥力，该键角变小，成为104.5°(小于NH3的键角107.3°)。104.5°具体分析：H2O分子中氧原子的杂化过程提醒：水分子中的键角44BeCl2

BF3探究先用公式计算：中心原子spx杂化：σ键数+孤电子对数=1+xsp1杂化sp2杂化下列两种共价化合物中心原子的杂化方式BeCl2BF3探究先用公式计算：sp1杂化s45BeCl2

BeCl2

Cl:3s23p5Be:

2s2激发杂化2s2p3s3p两个sp1杂化轨道2s2pBeClClσσ中心原子杂化轨道为直线形分子空间构型直线形BeCl2BeCl2Cl:3s23p5Be:2s2激46BF3

F:2s22p5B:2s22p1BF32s2p2s2p激发2s2p杂化三个sp2杂化轨道σσσ中心原子F原子的2p轨道杂化轨道为正三角形分子空间构型正三角形BF3F:2s22