高二化学课件：分子的空间构型

分子的空间构型第一课时价层互斥理论一、形形色色的分子H2OCO21、三原子分子立体结构直线形180°V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107°3、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60°C2H2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ABm型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键σ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。二、价层互斥理论2.价层电子对（σ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σ键电子对孤对电子对价层电子对数H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202=δ键个数+中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数δ键电子对数

=与中心原子结合的原子数配位原子中卤素原子、H原子提供1个价电子，氧和硫作为配位原子按不提供电子计算。分子中价层电子对数的确定:n=[A的价电子数+B提供的价电子数×m]2以ABm为例(A—中心原子,B—配位原子)：阳离子：中心原子的最外层电子数减去离子的电荷数；阴离子：中心原子的最外层电子数加上离子的电荷数）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σ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即VSEPR模型电子对数目：234VSEPR模型：

二、价层互斥理论直线平面三角形正四面体应用反馈化学式价层电子对数VSEPR模型H2SBF3NH2-43空间构型V形平面三角形V形4平面三角形四面体四面体SO42-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20 AB2直线形

30 AB321 AB2价层电子对数平面三角形V形SO2小结:直线形CO2BeCl2CH2OBF3CO32-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 0AB43 1AB32 2AB2正四面体

CH4三角锥形V形H2OH2SNH3NCl3SO32-CH4

SiCl4NH4+知识拓展二：三.等电子原理

具有相同价电子数(价电子总数)和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子原理”。1.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，不含有孤对电子的是

＿＿＿

A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2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109°28′的是＿＿＿＿

①CH4②NH4+③CH3Cl④P4⑤SO42-A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①④⑤直线V平面三角三角锥③②①④DC正四面体分子的空间构型第二课时——杂化理论写出碳原子的核外电子排布图，思考：C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4，而不是CH2或CH3？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σ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例如：Sp3

杂化——CH4分子的形成sp3C：2s22p2三、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：（2）参与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）；（1）只有在形成分子的过程中原子轨道才能进行杂化,孤立的原子不可能发生杂化。（5）组合得到的杂化轨道与其他原子形成σ键或排布孤对电子，而不会以空轨道的形式存在。（4）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（一头大一头小，最大重叠原理），在成键时更有利于轨道间的重叠；故杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力强。（3）轨道杂化时，通常有激发、杂化、轨道重叠等过程；2.轨道杂化理论的基本要点：（6）中心原子采取的杂化类型决定了杂化轨道分布形状（最小斥力原理）及所形成的分子的几何构型。2.要点：120°FFFB例如：Sp2

杂化——BF3分子的形成B：1s22s22p1没有3个成单电子sp2sp2杂化180°ClClBe例如：Sp

杂化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

没有单个电子，spsp杂化ClClsppxpx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)

sp1/2s，1/2p180°

sp21/3s，2/3p120°

sp31/4s，3/4p109°28′3.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σ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。234spsp2sp3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180°180°120°109.5°直线形直线形平面三角形正四面体V形三角锥形180°180°120°109°28″109°28″104.5°107°18″107°18″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．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σ键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ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π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π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σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ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π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。大π键C6H6sp2杂化第三课时[练习]指出下列物质中的共价键类型1、O22、CH43、CO24、H2O25、Na2O26、NaOH非极性键极性键极性键(H-O-O-H)极性键非极性键非极性键极性键分子的极性极性分子

正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子非极性分子

正电荷重心和负电荷重心相重合的分子分子极性的判断方法双原子分子取决于成键原子之间的共价键是否有极性多原子分子(ABm型)取决于分子的空间构型分子极性的判断判断下列分子的极性，并交流你的判断依据：双原子分子的极性：分子H2O2Cl2HClCO分子的极性单质分子的极性：分子P4

C60分子的极性非极性非极性非极性极性极性非极性非极性分子极性的判断分子CO2BF3

CH4空间结构分子的极性直线形正三角形正四面体分子H2ONH3HCNCH3Cl空间结构分子的极性V形直线形

四面体三角锥形多原子分子的极性：非极性非极性非极性极性极性极性极性课本P72

活动与探究实验1实验现象：当摩擦带电的玻璃棒接近水滴时，水滴会随之运动。实验结论：水是极性分子，正、负电荷重心不重合，水分子在外界电场的影响下，略显电性，受到外界电场的作用而运动。分子的极性与物质物理性质的关系

分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。如“相似相溶规则”完成课本

P73交流与讨论、问题解决实验2碘在水中和四氯化碳中的溶解情况实验现象：⑴当碘加入水中，碘固体沉在底部，水溶液略显黄色，无其他明显现象。⑵继续加入1mLCCl4后，振荡，静置后发现水层和四氯化碳分层，碘固体消失，下层的四氯化碳层呈紫红色，上层水溶液无色。实验结论：碘单质难溶于水，易溶于四氯化碳。C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（F合=0），∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子180ºF1F2F合=0OOCHOH104º30＇F1F2F合≠0O-H键是极性键，共用电子对偏O原子，由于分子是折线型构型，两个O-H键的极性不能抵消（F合≠0），∴整个分子电荷分布不均匀，是极性分子HHHNBF3：NH3120º107º18'

三角锥型,不对称，键的极性不能抵消，是极性分子F1F2F3平面三角形，对称，键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子CHHHH109º28'

正四面体型，对称结构，C-H键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子下列叙述正确的是（）：凡是含有极性键的分子一定是极性分子。极性分子中一定含有极性键。非极性分子中一定含有非极性键。非极性分子一定不含有极性键。极性分子一定不含有非极性键。凡是含有极性键的一定是极性分子。非金属元素之间一定形成共价键。离子化合物中一定不含有共价键。无答案巩固练习××××××××手性分子专题4分子空间结构与物质性质旋光性与对映异构现象法国化学家路易·巴斯德（L·Pasteur）发现酒石酸钠铵有两种不同的晶体.左旋和右旋酒石酸钠铵的晶体外型不对称，它们之间的关系相当于左手与右手或物体与镜象。荷兰化学家范特荷夫和法国化学家勒比尔分别提出了碳原子的正四面体学说，碳原子处在四面体的中心，四个价指向四面体的四个顶点，如果碳原子所连接的四个基团互不相同，这四个基团在碳原子周围就有两种不同的排列方式，代表两种不同的四面体空间构型，它们像左右手一样互为镜象，非常相似但不能叠合。左手和右手不能重