《分子的空间构型》参考教案2

1/8教学课题专题专题4分子空间结构与物质性质单元第一单元分子构型与物质的性质节题第一课时分子的空间构型教学目标知识与技能1、初步认识分子空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念。2、了解杂化轨道的类型，并能用杂化轨道理论判断分子的空间构型。过程与方法认识分子空间构型与极性的关系，能运用有关理论预测分子的极性情感态度与价值观培养学生科学的世界观和实事求是的科学态度，激发学生探索未知世界的兴趣。教学重点能用杂化轨道理论判断分子的空间构型教学难点杂化轨道教学方法探究讲练结合教学准备教学过程教师主导活动学生主体活动二、确定分子空间构型的简易方法1.基本思路：分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。价电子对数目234几何分布直线形平面三角形正四面体2.ABm型分子（A是中心原子、B为配位原子），分子中价电子对数可能通过下式确定：其中中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。P68讨论后口答理解教学过程教师主导活动学生主体活动分子BeCl2BF3CH4价电子对数几何构型说明：如果分子中存在孤对电子对，由于孤对电子对比成键电子对更靠近原子核，它对相邻成键电子对的排斥作用较大，因而使相应的键角变小。［知识拓展］——等电子原理具有相同原子数和相同价电子数（指全部电子总数和价电子总数）的分子或离子往往具有相似的结构特征。1.写出10电子构型的分子：写5个10电子构型的离子：写6个18电子构型的分子：写4个18电子构型的离子：2.空间构型小结：正四面体型金刚石（硅）（109°28′）甲烷四氯化碳NH4+SO42—PO43—P4（60°）（注意）平面型BF3（120°）石墨（120°）乙烯（120°）苯（120°）直线型二氧化碳（二硫化碳）（180°）乙炔（180°）三角锥型氨（107.3°）方体型立方烷（90°）[知识梳理]阅读并完成下表，分析：分子N2CO原子数电子数价电子数化学键2π、1σ2π、1σ键能1072kJ·mol—1941.7kJ·mol—1分子构型沸点/K252253熔点/K7783液体密度/(克·厘米—3)0.7960.793溶解度（水）难溶于水难溶于水理解4.典型事例：①(BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体②硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝（AlP）砷化镓（GaAs）也是很好的半导体材料③白锡(β—Sn2)与锑化锢是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体④SiCl4、SiO44—、SO42—的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体构型。[典型例题]例1：1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：和；和。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2—互为等电子体的分子有：、。这些等电子体的微粒构型为形（3）CNS—、NO2+具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此它们的结构与由第二周期两元素组成的分子的结构相同，微粒呈形，中心原子都取杂化。（4）CO32—、NO3—等微粒具有相同的通式：，它们的价电子总数都是，因此它们与由第六主族两元素组成的分子的结构相同，呈形，中心原子都取杂化。例2：O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子呈V型结构如图，键角116．5°。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供了2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：(1)臭氧与氧气的关系是___________________。(2)下列分子与O3分子的结构最相似的是_____________。A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2(3)分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫“孤对电子”，那么O3分子有_____对“孤对电子”。(4)O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平：____PbS+____O3===PbSO4+___O2

[课后练习]一、选择题1．下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是（）A.CO2B.PCl3C.CCl4D.NO22．下列分子或离子中，含有孤对电子的是（）A．H2OB．CH4C．SiH4D．NH4+3．下列分子中属三原子分子且中心原子上不存在孤对电子的是（）A.CH2OB.CO2C.H2SD.H2O4．用VSEPR模型预测，下列分子形状与H2O相似，都为V型的是（）A.OF2B.BeCl2C.SO2D.CO25．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是（）A.XeO4B.BeCl2C.CH4D.PCl36．用VSEPR模型预测，下列分子中键角不是1200的是（）A．C2H2B．C6H6C．BF3D．NH37．根据价电子对互斥理论,判断H3O+的空间结构式（）A.三角锥形B.正四面体C.平面正三角形D.变形四面体8．六氧化四磷的分子结构中只含有单键，且每个原子的最外层都满足8电子稳定结构，则该分子中含有的共价键的数目是（）A.10B.12C.24D.289．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，下列说法正确的是（）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10．(06年全国卷II)下列叙述正确的是（）A.NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C.H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D.CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央11．对SO2与CO2说法正确的是（）A.都是直线形结构B.S原子和C原子上都有孤对电子C.S原子和C原子上都没有孤对电子D.SO2为V形结构，CO2为直线形结构二、填空题12．所谓价层电子对只包括____________________和_______________这些电子对各自占据的位置倾向于___________________，以使彼此间排斥力最小。13．NH3、H2O分子中N、O原子都是sp3杂化，由于孤电子对的影响使键角都小于109.50。14．应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2SNH2-BF3CHCl3SiF415．为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是；另一类是。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是，NF3的中心原子是；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是。16．用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。BeCl2；SCl2；SO32-；SF6。17．美国著名化学家鲍林（L.Pauling,1901—1994）教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能通过“毛估”法，大体上想象出这种物质的分子结构模型。请你根据价层电子对互斥理论，“毛估”出下列分子的空间构型。PCl5PCl3SO3SiCl4

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