分子的立体构型 全国公开课一等奖

第二节分子的立体构型第一页，共四十一页。学习目标1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2.理解价层电子对互斥理论的含义。3.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。一、常见分子的立体构型直线型、V形、平面三角形、三角锥形、四面体形等。第二页，共四十一页。分子类型键角立体构型实例三原子分子（AB2）四原子分子（AB3）

五原子分子（AB4）180°(105°)直线形V形平面三角形三角锥形正四面体形<180°(107°)120°<120°109°28′CO2、BeCl2、CS2H2O、H2SBF3、BCl3NH3、H3O＋、PH3CH4、CCl4第三页，共四十一页。CO2CH4H2OBF3思考：CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2呈直线形，而H2O呈V性？第四页，共四十一页。二、价层电子对互斥理论基本内容：分子的立体构型是中心原子上价层电子对相互排斥的结果。价层电子对的位置倾向于分离的尽可能远，使彼此间排斥力最小，整个分子最稳定。

这样就决定了分子的立体构型，故可以利用价层电子对互斥理论来预测简单分子或离子的立体结构说明：中心原子上价层电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。第五页，共四十一页。1.价层电子对数的确定方法（1）σ键电子对数：可由分子式确定，一个σ键有一对电子如：NH3的中心原子为N，N有3对σ键电子对H2O的中心原子为O，O有2对σ键电子对（2）中心原子上的孤电子对数=½（a-xb）a：中心原子的价电子数，对于主族元素，价电子数等于最外层电子数对于阳离子，a=中心原子的价电子数—离子的电荷数第六页，共四十一页。b:与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8-该原子的价电子数”x:与中心原子结合的原子数对于阴离子，a=中心原子的价电子数+离子的电荷数阅读：课本P38表2-4第七页，共四十一页。中心原子上的孤电子对数=½（a-xb）关于公式的说明a为中心原子的价电子数（最外层电子数），减去结合其他原子时所提供的电子数（xb)，所剩余的电子即为未参与成键的电子，一半即为孤对电子数。第八页，共四十一页。2.分子立体构型的确定方法σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型------------→互斥理论分子的立体构型------------------------→略去孤电子对第九页，共四十一页。价层电子对数目VSEPR模型234直线形平面三角形四面体形价层电子对数目与VSEPR模型的关系第十页，共四十一页。3对电子••A••••4对电子A••••••••2对电子直线形平面三角形四面体:

____A____:VSEPR模型价层电子对数目第十一页，共四十一页。阅读：课本P38图2-15表2-5练习：步步高P19活学活用2第十二页，共四十一页。成键电子对数孤电子对数价层电子对数VSEPR模型分子立体构型典型实例203021403122234直线形平面三角形四面体形直线形平面三角形V形正四面体形三角锥形V形CO2BF3SO2CH4NH3H2OVSEPR模型与分子立体构型的关系第十三页，共四十一页。注意：（1）

VSEPR模型是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型是指成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。当中心原子上无孤电子对时，两者构型一致当中心原子上有孤电子对时，两者构型不一致，略去孤电子对，即为分子的立体构型。思考：CH4、NH3、H2O的

VSEPR模型都是四面体形，为什么氨气和水分子中的键角小于甲烷？第十四页，共四十一页。分析：VSEPR模型还与价层电子对之间的排斥力大小有关，其排斥力大小顺序为：孤电子对--孤电子对

>孤电子对--成键电子对

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成键电子对--成键电子对NH3、H2O分子中，中心原上分别有一对和两对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力压缩了键与键之间的夹角，使得键角变小。价层电子对之间排斥力大小顺序：孤电子对----孤电子对

>孤电子对----成键电子对

>

成键电子对----成键电子对第十五页，共四十一页。

（2）对于分子中的双、叁键，使用VSEPR理论判断分子构型时，将双、叁键作为一个单键(σ键)处理。第十六页，共四十一页。思考：写出C原子电子排布图，并由此推测：C原子有没有可能形成四个共价键？问题：为什么CH4分子中C原子结合了四个H原子，形成了四根完全相同的共价键？如何解释？分析：最外层2s电子是已配对的，只有2个p电子未成对，应结合两电子形成两对共用电子对，即两根共价键。

第十七页，共四十一页。在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H是等同的。分析：可表示为激发→杂化→轨道重叠

过程：第十八页，共四十一页。Sp3杂化碳原子杂化之前都要发生电子跃迁第十九页，共四十一页。三、杂化轨道理论简介同一原子中能量相近的原子轨道，重新组合形成能量相等新轨道的过程叫做原子轨道杂化，所形成的新轨道叫做杂化轨道1.概念①杂化轨道数等于参加杂化的原子轨道数理论要点②杂化改变了原子轨道的形状、方向。杂化轨道形成的键比简单原子轨道形成的键更牢固。③杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对，未参与杂化的p轨道，可用于形成

π键第二十页，共四十一页。①BeCl2分子的形成sp杂化杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的BeCl2分子

第二十一页，共四十一页。sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中的C≡C键的形成。

BF3分子的形成sp2杂化第二十二页，共四十一页。2、杂化类型杂化类型spsp2sp3参于杂化的原子轨道1个s和1个p1个s和2个p1个s和3个p杂化轨道的数目杂化轨道间的夹角杂化轨道的空间构型234直线形平面三角形正四面体形180°

120°

109°28’sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成π键，如乙烯分子中的C=C键的形成。

第二十三页，共四十一页。3.杂化类型及分子构型的判断

杂化轨道数=中心原子孤电子对数＋中心原子的σ键个数＝价层电子对数杂化轨道只用于形成σ键或容纳孤电子对，故有：（1）由杂化轨道数判断杂化类型再由杂化轨道数判断杂化类型（2）杂化轨道立体构型与分子立体构型第二十四页，共四十一页。由于杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对，故VSEPR模型和杂化轨道的立体构型一致，略去VSEPR模型中的孤电子对，即为分子的立体构型。(3)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路价层电子对----→杂化轨道数----→杂化类型-----→杂化轨道构型(VSEPR模型)

----→分子构型判断判断判断判断第二十五页，共四十一页。[活学活用]计算下列微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心原子的杂化轨道类型，写出VSEPR模型名称。(1)CS2______、_______、______；(2)NH3_______、_______、_______；(3)H2O_______、_______、__________；(4)PCl3________、________、__________；(5)BCl3_________、________、__________。第二十六页，共四十一页。杂化轨道类型VSEPR模型典型分子分子立体构型spsp2sp3sp2sp3sp3CO2直线形SO2V形H2OV形SO3平面三角形NH3三角锥形CH4正四面体形直线形平面三角形四面体形平面三角形四面体形四面体形第二十七页，共四十一页。[学习目标定位]

1.能正确叙述配位键概念及其形成条件；会分析配位化合物的形成及应用。2.熟知几种常见的配离子：[Cu(H2O)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋等的颜色及性质。四、配合物理论简介第二十八页，共四十一页。实验2-1

固体颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+第二十九页，共四十一页。结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。第三十页，共四十一页。1、配位键①概念:③形成条件：②表示:AB

成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键

A:电子对给予体B:电子对接受体成键原子一方能提供孤电子对如：分子NH3、H2O、HF、CO等；离子Cl-、OH-、CN-、SCN-等

第三十一页，共四十一页。另一原子能提供空轨道如：过渡金属的原子或离子及H＋、Al3＋。

多数过渡金属的原子或离子形成配位键数目基本不变，如Ag＋形成2个,Cu2＋形成4个配位键等④饱和性第三十二页，共四十一页。[活学活用]下列不能形成配位键的组合是(

)A．Ag＋、NH3B．H2O、H＋C．Co3＋、COD．Ag＋、H＋D第三十三页，共四十一页。二.配合物1．概念金属离子或原子与某些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…2.组成由内界的配离子和外界离子共同组成第三十四页，共四十一页。中心原子（离子）：提供空轨道的金属原子或离子，主要是过渡元素配体：提供孤电子对的分子或离子。配位原子：配体中直接同中心原子键合的原子。第三十五页，共四十一页。如[Zn(CN)4]2-的电荷数是：+2+（-1）×4=-2；配离子的电荷数=中心原子电荷数+配体总电荷数。一般为2、4、6。配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目。(2)引起离子溶解度的改变，如AgCl→[Ag(NH3)2]＋。3．配合物形成时的性质改变(1)引起离子颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成；第三十六页，共四十一页。注意：配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界配离子不能电离。练习：步步高P23活学活用4自我检测区6第三十七页，共四十一页。例:[Ag(NH3)2]+配位数为2，直线型