高中化学 第2章第2节 共价键与分子的立体构型(第2课时一些典型分子的空间构型)教案 鲁科版选修3
第2章第2节共价键与分子的空间构型 第2课时
等电子原理应用:
已知构型的分子 或者离子构型 例如:CH4
SiCl4
未知构型的分子 或者离子构型
SiO44SO42-
已知分子的电子 式(结构式) 例如: N2
CO
未知分子的电子 式(结构式)
[练习] 1、根据等电子原理,判断下列各组分子 属于等电子体的是( A ) A. H2O、H2S B. HF、NH3 C. CO、CO2 D. NO2、SO2
2、在短周期元素组成的物质中,与NO2- 互为等电子体的分子有: O3 、 SO2 。
提示:
非中心原子:Cl、F、Br、I = H 中心原子:同主族的可以互换 (如N = P、S = O等) 通常双原子分子中没有发生杂化
课堂练习
写出下列分子的的杂化轨道类型及空间构型 NH3、BeCl2、PCl3、BF3、CS2 H2O、Cl2O 、SiCl4、CH3F、NI3
空间构型
实例
直线
BeCl2,C2H2
正三角形 BF3, BCl3
正四面体
CH4,CCl4
N
NH3
2p
2s
不等性 杂化
H
H
H
sp3杂化
O
H 2O
H H
sp3杂化
sp
3
不等性 杂化
2p 2s
O H
H
4、苯分子的空间构型---SP2、大∏键
自主学习p43~44苯分子的空间构型知
识,思考下列问题 ①苯分子中碳原子的杂化轨道类型? ②什么是大∏键?
第2章
化学键与分子间作用力
第2节 共价键与分子的空间构型 (第2课时)
复习巩固:sp型的三种杂化
杂化类型 参与杂化 的原子轨 道 杂化轨道 数
一些典型分子的空间构型
3、价层电子对互斥理论
(1)理论要点:
对ABm型分子或离子,中心原子A价层电 子对(包括成键电子对和孤对电子)之间存 在排斥力,将使分子中的原子处于尽可能远 的相对位置上,以使各原子之间斥力最小, 分子体系能量最低。
精选ppt
5
(2)模型:
电子对数
目与立体 2
结构
3
4
5
精选ppt
6
6
一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布(即含 孤对电子的VSEPR模型)
120°
109028’
空间构型 实例
直线
BeCl2
平面三角形 BF3
四面体形
CH4
精选ppt
3
2.苯分子的空间结构
杂化轨道理论解释苯分子的结构:
C为SP2杂化 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s ) 所有原子(12个)处于同一平面 分子中6个碳原子未杂化的2P轨道 上的未成对电子重叠结果形成了 一个闭合的、环状的大π键 形成的π电子云像两个连续的面包圈,一个位于平面上面, 一个位于平面下面,经能量精选计pp算t ,这是一个很稳定的体系。4
型
分子的立体 结构模型
直线形
分子 的空 间构 型
直线形
H2O
22
4
四面体
V形
NH3
314四面体 Nhomakorabea三角锥形
CH2O CH4
30 40
3
平面三角形
4
精选ppt
正四面体
平面三角形
正四面体
13
第2节 共价键与分子的空间构型
第2课时
精选ppt
1
【学习目标】:
1.知道常见分子苯的空间构型; 2.了解价电子对互斥理论的基
高中化学 第2章第2节 分子的立体构型 新人教版选修3
节
分
子
的
课堂互动讲练
立
体
构
型
知能优化训练
课前自主学案
一、形形色色的分子 分子的立体构型:两个以上原子构成的分子中 的原子的空间关系问题。 1.三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。 如:
化学 式
电子式
结构式
键角
分子的 立体模
型
立体构 型
CO2
__18_0_°__
直__线__形__ _
H2O
_1_0_5_°__ _
化学 式
电子式
结构式
键角
分子的 立体模
型
立体构 型
Байду номын сангаас
CH4
_1_0_9_°_2_8_′_ _
_正__体_四__形__面___
CCl4
_1_0_9_°__2_8′_ _
_正__体__四__形_面___
思考感悟 1.五原子分子都是正四面体结构吗? 【提示】 不是,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等, 虽为四面体结构,但由于碳原子所连的四个原子 不相同,四个原子电子间的排斥力不同,使四个 键的键角不再相等,所以并不是正四面体结构。
杂化类型 sp
sp2
sp3
参于杂化 1个s轨道 1个s轨道 1个s轨道
的原子轨 和
和
和
道及数目 1个p轨道 2个p轨道 3个p轨道
杂化轨道
2
的数目 ______
3 ______
4 ______
2.杂化轨道类型与分子空间构型的关系
杂化类型 sp
sp2
sp3
杂化轨道 间的夹角
180° ______
120° 109°28′ ______ _________
第2章 第2节 共价键与分子的空间构型
Al(OH)3===[Al(OH)4]-;
返回
(5)CH4、CH3OH 中 C 原子采用 sp3 杂化;CO 分子中的数 目为 14,故 N2、C2-与 CO 互为等电子体,等电子体的微粒结 2 构相似;
返回
②多原子分子的极性: A.如果形成分子的所有键均为非极性键,分子的正、 负电荷重心 重合 ,为 非极性 分子。 B.如果形成分子的化学键为极性键,若分子空间构型 为对称结构,则为 非极性 分子,如CO2;若分子空间构型 极性 为非对称结构,则为 分子,如H2O。
返回
1.原子中任意的两种原子轨道都可以发生杂化吗? 分析:不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨
返回
的排列方 空间构
2
2
0
3
0
平面三
3 角形 2 1
角形
V形
电子对 数目
电子对
的空间 构型
成键电 孤电子 子对数 对数
电子对 的排列方式
分子的
空间构 实例 型 正四面 CH4、 体形 CCl4
4
0
四面体
4 形 3 1
三角锥 NH3、
形 NF3
2
2
V形
H2 O
返回
[例2] 下表为元素周期表的一部分, 族 周期 1 ⅠA A ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA 0 ⅦA
返回
[特别提醒] (1)当中心原子与氧族元素原子成键时,氧族元素原 子不提供电子。 (2)当为阴离子时,中心原子加上电荷数,为阳离子
高中化学 第2章 化学键与分子间作用力 第2节 共价键与分子的空间构型(第1课时)一些典型分子的空间
第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构型1.了解典型的分子空间构型,能够制作典型分子的空间模型。
2.了解杂化轨道理论,掌握常见的杂化轨道类型。
(重点)3.能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。
(难点)甲烷分子的空间构型[基础·初探]教材整理1 轨道杂化和杂化轨道1.2.甲烷中碳原子的杂化类型。
(1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。
(×)(2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。
(√)(3)杂化轨道用于形成π键。
(×)(4)杂化轨道能量相同。
(√)教材整理2 杂化轨道的类型杂化类型sp1sp2sp3s 1 1 1 用于杂化的原子轨道及数目p 1 2 3杂化轨道的数目 2 3 4杂化轨道间的夹角180°120°109.5°空间构型直线形平面三角形正四面体形实例CO2、C2H2BF3、苯、乙烯CH4、CCl41个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道?【提示】不能。
轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。
1个s轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。
[合作·探究][探究背景]NH3、CH4两分子中,N、C原子都采用sp3杂化,NH3分子空间构型是三角锥形,CH4分子是正四面体形。
[探究问题]1.形成sp3杂化的原子轨道是哪些?杂化轨道夹角是多少?【提示】2s和2p原子轨道,109.5°。
2.两分子空间构型不同的原因是什么?【提示】形成的4个sp3杂化轨道中,NH3分子中只有三个轨道中的未成对电子与H 原子的1s电子成键。
另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不参加成键,但对成键电子对有较强的排斥作用,使三个N—H键角变小,成为三角锥形。
而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键,轨道夹角=共价键键角=109.5°,为正四面体形。
[核心·突破]1.杂化轨道的特点(1)形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
选修3第2章第2节第1课时 一些典型分子的空间构型
碳原子的其他杂化类型sp2杂化
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↓
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Hale Waihona Puke 目导航杂化轨道只能形成σ键 或容纳未成键的孤电 子对,不能形成π键
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苯分子的空间构型
栏目导航
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苯分子的空间构型 根据杂化轨道理论,形成苯分子时每个碳原子的价电子原子轨道发生 _s_p_2杂化(如 s、px、py),由此形成的三个 sp2 杂化轨道在同一平面内。这样, 每个碳原子的两个 sp2 杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的 sp2 杂化轨道上的电子配对形成 σ 键,于是六个碳原子组成一个正六边形 的 碳环;每个碳原子的另一个 sp2 杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的 1s 电子配对形成 σ 键。与此同时,每个碳原子的一个与碳环平面垂直的未参
一不变:轨道数目不变 3、只有原子形成分子时才会发生轨道杂化,单个原子是不会杂化的 4、只有能量相近的轨道才会相互杂化
栏目导航
如何确定某原子成键时的杂化类型?
ABn型分子或离子
杂化轨道数=中心原子 的价层电子对数
杂化类型
sp 1
sp 2
sp 3
中心原子的价层电
?
?
?
子对中数心原子采取s_p__2_杂化,形成的__分__子一定是平面__三__角形吗?
杂化轨道的数目
__2__
杂化轨道间的夹角 __1_8__0__°__
_3___ __1_2__0_°___
4____ 10__9_._5__°___
空间构型
__直__线__型___ 平_面__三___角__形___ 正四__面__体__型_____
实例
C O 2、C 2H 2
高中化学第二章分子结构与性质2.2分子的立体构型第2课时分子的立体构型2新人教版选修30605164.doc
第二章分子结构与性质第二节分子的立体构型第2课时分子的立体构型(2)知识归纳一、杂化轨道理论简介1.杂化轨道理论杂化轨道理论是一种价键理论,是鲍林为了解释分子的立体构型提出的。
(1)轨道的杂化在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些_____________________发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程。
注意:双原子分子中不存在杂化过程。
(2)杂化轨道杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道,叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道。
2.杂化轨道的类型(1)sp3杂化sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化而得。
sp3杂化轨道间的夹角是________,立体构型为正四面体形。
如图1所示。
图1CH4分子的形成过程:碳原子2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上,这个过程称为激发,但此时各个轨道的能量并不完全相同。
于是1个2s轨道和3个2p轨道混杂起来,形成能量相等、成分相同的4个sp 3杂化轨道(其中每个杂化轨道中s 成分占1/4,p 成分占3/4),如图2所示。
图2 CH 4分子中碳原子的杂化4个sp 3杂化轨道上的电子间相互排斥,使4个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的4个顶点,碳原子以4个sp 3杂化轨道分别与4个氢原子的1s 轨道形成4个C —H σ键,从而形成CH 4分子。
由于4个C —H 键完全相同,所以形成的CH 4分子为正四面体形,键角是109°28',如图3所示。
图3(2)sp 2杂化sp 2杂化轨道是由1个s 轨道和两个p 轨道混杂而成的。
sp 2杂化轨道间的夹角是_______,呈平面三角形(如图4所示)。
图4 sp 2杂化BF 3分子的形成过程:硼原子的电子排布式为1s 22s 221p x ,硼原子的1个2s 电子激发到1个空的2p 轨道中,使硼原子的电子排布式为1s 22s 121p x 21p y 。
硼原子的2s 轨道和两个2p 轨道混杂成3个sp 2杂化轨道,硼原子的3个sp 2杂化轨道分别与3个氟原子的各1个2p 轨道重叠形成3个sp 2−p σ键,由于3个sp 2杂化轨道在同一平面上,而且夹角为120°,所以BF 3分子具有平面三角形结构(如图5所示)。
2019_2020学年高中化学第二章化学键与分子间作用力第2节第1课时一些典型分子的空间构型课件鲁科版选修3
[自我诊断] 有关苯分子的说法不正确的是( ) A.苯分子中 C 原子均采取 sp2 杂化方式,形成夹角为 120°的 3 个 sp2 杂化轨道,故为 正六边形的碳环 B.每个碳原子还有一个未参与杂化的 2p 轨道,垂直碳环平面,以“肩并肩”的方式 相互重叠,形成大 π 键 C.大 π 键中 6 个电子被 6 个 C 原子共用,故称为 6 中心 6 电子大 π 键 D.苯分子中共有 6 个原子共面,6 个碳碳键完全相同
下列分子中原子以 sp3 杂化并形成正四面体空间构型的是( )
①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2 ⑦CH2Cl2
A.①②③
B.①③④
C.②④⑤
D.①③⑤
解析:CH4、NH3、CF4、SiH4、CH2Cl2 分子中的 C、N、Si 在参与成键时都是形成了 四个 sp3 杂化轨道,但只有 CH4、CF4、SiH4 分子中的四个 sp3 杂化轨道分别结合一个 相同的原子,形成正四面体结构;CH2Cl2 分子中的四个 sp3 杂化轨道结合的原子不同, 形成四面体,但不是正四面体构型;NH3 中 N 的四个 sp3 杂化轨道只有三个有未成对 电子,分别结合三个氢原子形成三角锥形结构。C2H4 分子中的碳原子是 sp2 杂化,形 成平面结构;CO2 分子中的碳原子是 sp1 杂化,形成直线形结构。
2.甲烷分子的空间构型
3.杂化轨道的类型及实例
杂化类型
sp1
sp2
sp3
用于杂化的原子轨 1 个 s 轨道和 1 个 p 1 个 s 轨道和 2 个 p 1 个 s 轨道和 3 个 p
道及数目
轨道
轨道
轨道
杂化轨道的数目
2个
3个
4个
杂化轨道间的夹角
高中化学第2章化学键与分子间作用力第2节共价键与分子的空间构型第2课时名师制作优质课件鲁科版选修3
具有相同的空间构型和化学键类型等结构特征,它们的许多性 等电子体 相近 质(主要是物理性质)是 的。满足等电子原理的分子或离
子互称为 。
归纳总结 (1)等电子体判断方法 化学通式相同,价电子总数相等的分子或离子互为等电子体。
(2)常见的等电子体
类型
实例
空间构型
- - 双原子 10 价电子 N2、CO、NO+、C2 直线形 2 、CN
- - NF3、PCl3、NCl3、SO2 3
平面三角形 三角锥形
CH4、NH+ 4 、SiH4
2- 3- SiF4、CCl4、BF- 、 SO 、 PO 4 4 4
正四面体形
例3
等电子体的结构相似、物理性质相似,下列各对粒子中, B.CO2与NO2 D.PCl3与BF3
2 (2)在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定
①作为配位原子,卤素原子和 H原子均提供 1个电子,氧族元素 的原子不提供电子。 ②作为中心原子,卤素原子按提供7个电子计算,氧族元素的原 子按提供6个电子计算。
③对于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去
- + 正离子的电荷数。如 PO3 4 中 P 原子价电子数应加上 3,而 NH4 中 N 原子
(1)当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价电子 斥力最小
就要求尽可能采取 结构。 对称 (2)当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子 对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间 的 ,从而影响分子的空间构型。 斥力不同
,
(3)电子对之间的夹角
越大
,相互之间的斥力
越小
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对)的分子的空间构型:中心原子上的 孤电子对
占据中心原子周 成键
高中化学第2章化学键与分子间作用力第2节共价键与分子的空间构型素材鲁科版选修3(1)(2021学年)
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第二节共价键与分子的空间构型柯塞尔和路易斯——化学键理论的开创者到现在为止,人们已经发现一百多种元素.这一百多种元素能够形成无数的化合物(人类发现和合成的化合物已超过3000万种).各种原子是以什么力量和什么方式相结合的,这历来是化学家关心的化学理论的核心问题。
在20世纪以前,化学家曾用“化学亲和力”、“原子价”等概念来表示原子结合的秘密,但是对其本质却谁也说不清楚。
当卢瑟福的行星式原子模型及玻尔的核外电子分层排布理论提出后,化学键理论也逐步向前发展了。
1916年德国物理学家柯塞尔(Walther Kossel,1881—1956年)提出原子的价电子理论。
他认为:(1)必须用原子结构理论,特别是原子的外层电子的得失来说明原子结合成分子的原因。
(2)原子稳定的电子层结构是稀有气体(旧称惰性气体)的8电子结构。
其他元素的原子都有获得或失去电子,以达到8电子结构的倾向,形成稳定的离子。
(3)阴、阳离子间靠静电引力而形成稳定的化学键——离子键。
柯塞尔的理论成功地解释了典型金属和非金属相互作用形成离子化合物。
虽然这个理论不能解释氢气、氯化氢和二氧化碳分子的形成,但他把离子化合物从化合物中区别出来,并用原子核外电子排布加以解释,是一大成功。
高中化学第2章化学键与分子间作用力第2节共价键与分子的空间构型(第2课时)分子的空间构型与分子性质课件
分子的极性
[基础·初探] 教材整理1 极性分子与非极性分子
教材整理 3 等电子原理 1.内容:化学通式相同且 价电子总相数等的分子或离子具有相同的 空间构型和化学键类型等结构特征。 2.应用:(1)判断一些简单分子或离子的空间结构。 ①SO24-、PO34-等离子具有AX4 通式,价电子总数为 32,中心原子采取 sp3 杂化,呈四面体空间构型。 ②SO23-、PO33-等离子具有 AX3 通式,价电子总数为 26,中心原子采取 sp3 杂化,由于存在一对孤对电子,分子空间构型呈三角锥形。 (2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。 (3)利用等电子原理针对某物质找等电子体。
[基础·初探] 教材整理 1 对称分子 1.概念 依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。 2.性质 具有对称性。 3.与分子性质的关系 分子的极性、旋光性及化学性质都与分子的对称性有关。
教材整理 2 手性分子 1.手性 一种分子和它在镜中的像,就如同人的左手和右手,相似而不完全相同, 即它们不能 重叠。 2.手性分子 具有手性的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体,分别用 D和L 标记。 3.手性碳原子 四个不同的原子或原子团连接的碳原子。
知 识 点 一
学
第2课时 分子的空间构型与分子性质
业 分
层
测
评
知 识 点 二
1.知道手性分子的概念,会判断手性碳原子。 2.了解等电子原理。 3.了解分子的手性以及手性分子在生产、生活和医疗中的应用。 4.了解分子的极性以及分子的极性与共价键的极性、分子的空间结构之 间的关系。(重点)
分子的对称性
高中化学必修2课件第2章化学键与分子间作用力221一些典型分子的空间构型(54张)
方法规律 解析 答案
4.下列有关NCl3分子的叙述正确的是 A.NCl3分子中的N原子采取sp2杂化 B.NCl3分子为平面三角形
√C.NCl3分子中Cl—N—Cl键角小于109.5°
D.NCl3分子中含有非极性键 解析 NCl3分子中心原子N原子的杂化轨道数为n=12×(5+3)=4,N原 子的杂化类型为sp3,其中1个杂化轨道含有1对孤电子对,对成键电子
解析
中,碳原子形成3个σ键,1个π键,碳原子采取sp2杂化。
CS2分子中,C原子的杂化轨道数= 12×(4+0)=2,C原子采取sp1杂化,
CS2的结构式为S==C==S,分子中含有2个σ键,2个π键。
12345 6
解析 答案
(2)NO-2 的空间构型是_V__形___,N原子的杂化类型是_sp_2__。 解析 N 的杂化轨道数为12×(5+1)=3,N 原子含有 1 对孤电子对, 故 NO-2 的空间构型为 V 形。
归纳总结
1.杂化轨道类型的判断方法 (1)根据杂化轨道数判断 对于ABm型分子,中心原子的杂化轨道数=12 (中心原子价电子数+配 位原子提供的价电子数),其中配位原子中:卤素原子、氮、氢原子 提供1个价电子,硫和氧原子按不提供价电子计算。
(2)根据共价键的类型判断 ①中心原子形成1个叁键,为sp1杂化,如CH≡CH、H—C≡N等; ②中心原子形成2个双键,为sp1杂化,如O==C==O、S==C==S等;
D.N原子和C原子上都没有孤对电子
解析 NH3和CO2分子的中心原子分别采取sp3杂化和sp1杂化的方式成 键,但NH3分子的N原子上有1对孤对电子来参与成键,根据杂化轨道 理论,NH3的空间构型应为三角锥形,CO2的空间构型为直线形。
第2节第2课时共价键与分子的空间构型
第2节 共价键与分子的空间构型(第2课时)【学习目标】1.能用价层电子对互斥理论判断简单分子或离子中中心原子的杂化方式,能据此分析 分子或离子的空间构型2.能根据简单分子或离子的构型判断中心原子的杂化方式3.了解分子构型与分子的极性等性质的关系.1.价层电子对互斥理论中的价层电子对数如何计算?3.价层电子对数与杂化类型的对应关系是?4.观察甲烷、乙烷、乙烯、苯分子模型,体会分子的对称性。
5.自制CHBrClF 的球棍模型,再想象制作它在镜中的镜像分子模型,观察它们能否重合。
理解分子的“手性”及“手性分子”的概念。
6.共价键根据共用电子对能否偏移怎样分类?7.共价键有极性和非极性,分子是否也有极性和非极性?1、下列分子中心原子是sp 2杂化的是A 、 PBr 3B 、 CH 4C 、 BF 3D 、 H 2O 2、关于原子轨道的说法正确的是A 、凡是中心原子采取sp 3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B 、CH 4分子中的sp 3杂化轨道是由4个H 原子的1s 轨道和C 原子的2p 轨道混合起来而形成的C 、sp 3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p 轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道D 、凡AB 3型的共价化合物,其中中心原子A 均采用sp 3杂化轨道成键 3.下列物质中,以极性键结合的非极性分子是 ( ) A .H 2S B .CO 2 C .SO 2 D .H 2O 4.下列物质中不含非极性共价键的是( )①Na 2O 2 ②CCl 4 ③FeS 2 ④NH 4Cl ⑤H —O —O —H ⑥Ca (OH )2 A .①②③④ B .④⑤⑥ C .②④⑥ D .②③⑤杂化轨道理论及分子构型与分子的极性等性质的关系.1】杂化轨道理论1.结合杂化理论解释:CH 4、NH 3 H 2O 的键角依次减小的原因?(1)同种中心原子形成的不同分子或离子中,其杂化类型相同吗?(2)中心原子的杂化类型相同时,其分子的空间构型就相同吗?为什么?(3)有人说:若分子(离子)的空间构型为正四面体时,其中心原子的杂化类型肯定是sp3杂化;若为直线型,肯定是sp1杂化;若为角型是sp2杂化或sp3杂化,你觉得他说的对吗?原因是?3.指出下列结构相似的微粒,并观察它们的原子数和价电子总数有何异同,体会等电子体 SO2 、O3、 NO2-、PO43-、 SO42-、N3-、 N2O 、 CH4 、、NH4+【知识梳理1】应用杂化理论可以解释CO2是直线形,那么直线型的N2O是哪种类型的杂化呢?请总结分子的空间构型的判断方法及杂化类型与分子空间构型的关系【问题组2】分子构型与分子的极性等性质的关系.1.阅读P46,通过一些例子了解“手性分子”在生命科学中的应用,体会化学科学对人类生活和社会发展的贡献。
高二化学共价键与分子的空间构型
①形成分子时,由于原子间的 相互作用,使同一原子内部能量 相近的不同类型原子轨道重新组 合形成的一组新的能量相同的杂 化轨道。有多少个原子轨道发生 杂化就形成多少个杂化轨道。
②杂化轨道的电子云一头大, 一头小,成键时利用大的一头, 可以使电子云重叠程度更大, 从而形成稳定的化学键。即杂 化轨道增强了成键能力。
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。 由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分,因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
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,就形成了四个 性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键, 形成一个正四面体构型的分子。
杂化轨道理论
杂化:原子内部能量相近的原子轨道,在外界条件 影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化. 杂化轨道:原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道 杂化轨道类型:sp、sp2、sp3等杂化结果: 重新分配能量和空间方向,组成数目相等成键 能力更强的原子轨道 杂化轨道用于:容纳σ键电子和孤对电子
1.sp3 杂化
③杂化轨道之间在空间取最大 夹角分布,使相互间的排斥能最 小,故形成的键较稳定。不同类 型的杂化轨道之间夹角不同,成 键后所形成的分子就具有不同的 空间构型。
sp 杂化 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道;一 个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新 的 sp 杂化轨道。
例:
2s 2p 激发 激发态
sp型的三种杂化
杂化类型 参与杂化 的原子轨 道 杂化轨道 数 杂化轨道 间夹角 空间构型 sp 1个s + 1个p 2个sp杂化轨 道 180o 直线 sp2 1个s + 2个p 3个sp2杂化 轨道 120o 正三角形 BF3, BCl3 sp3 1个s + 3个p 4个sp3杂化 轨道 109.5o 正四面体
鲁科版高中化学选修三2.2《共价键与分子的空间构型》第二课时教案
第2节共价键与分子的空间构型第2课时一些典型分子的空间构型(2)【教学目标】1. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型;2. 了解等电子原理,结合实例说明“等电子原理的应用”3. 初步认识价层电子对互斥模型【教学重点】学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【教学难点】学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【教学方法】采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【复习填空】【引入课题】通过化学必修课程的学习,你已知道苯分子的结构简式为从结构简式来看,苯分子好像具有双键,苯应当具有类似乙烯的化学性质,能使酸性KMn04溶液退色或使溴的四氯化碳溶液退色,但实验事实并非如此。
那么,苯为什么不能使酸性KMn04溶液或溴的四氯化碳溶液退色呢?苯分子中究竟存在着怎样的化学键呢?【板书】2. 苯分子的空间构型【阅读p-42-43】【探究内容】1. 苯分子中碳原子采用的那种杂化方式,碳碳间,碳氢间是如何成键的?2. 大π键是如何形成的?【阐述】根据杂化轨道理论,形成苯分子时每个碳原子中的原子轨道发生sp2杂化(如S、P x、P y),由此形成的三个SP2杂化轨道在同一平面上,这样,每个碳原子的两个SP2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的SP2杂化轨道上的电子配对形成σ键,于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环;每个碳原子的另一个SP2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1S电子配对形成σ键。
与此同时,每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2P轨道(如2P X),它们均含有一个未成对电子。
这六个碳原子的2p轨道相互平行,它们以“肩并肩”的方式相互重叠,从而形成含有六个电子、属于六个原子的π键。
人们把这种在多原子间形成的多电子的π键称为大π键。
所以,在苯分子中,整个分子呈平面正六边形、六个碳碳键完全相同,键角皆为120°。
正是由于苯分子所具有的这种结构特征,使得它表现出特殊的稳定性,而不象乙烯那样容易被酸性高锰酸钾溶液氧化或溴的四氯化碳溶液褪色。
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第2节共价键与分子的立体构型
第2课时一些典型分子的空间构型(2)
【教学目标】
1. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型;
2. 了解等电子原理,结合实例说明“等电子原理的应用”
3. 初步认识价层电子对互斥模型
【教学重点】
学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型
【教学难点】
学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型
【教学方法】
采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
【教学过程】
【复习填空】
【引入课题】通过化学必修课程的学习,你已知道苯分子的结构简式为
从结构简式来看,苯分子好像具有双键,苯应当具有类似乙烯的化学性质,能使酸性KMn04溶液退色或使溴的四氯化碳溶液退色,但实验事实并非如此。
那么,苯为什么不能使酸性KMn04溶液或溴的四氯化碳溶液退色呢?苯分子中究竟存在着怎样的化学键呢?
【板书】
2. 苯分子的空间构型
【阅读p-42-43】
【探究内容】
1. 苯分子中碳原子采用的哪种杂化方式,碳碳间,碳氢间是如何成键的?
2. 大π键是如何形成的?
【阐述】
根据杂化轨道理论,形成苯分子时,每个碳原子中的原子轨道发生sp2杂化(如S、P x、P y),由此形成的三个SP2杂化轨道在同一平面上,这样,每个碳原子的两个SP2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的SP2杂化轨道上的电子配对形成σ键,于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环;每个碳原子的另一个SP2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1S电子配对形成σ键。
与此同时,每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参加杂化的2P轨道(如2P X),它们均含有一个未成对电子。
这六个碳原子的2p轨道相互平行,它们以“肩并肩”的方式相互重叠,从而形成含有六个电子、属于六个原子的π键。
人们把这种在多原子间形成的多电子的π键称为大π键。
所以,在苯分子中,整个分子呈平面正六边形、六个碳碳键完全相同,键角皆为120°。
正是由于苯分子所具有的这种结构特征,使得它表现出特殊的稳定性,而不象乙烯那样容易被酸性高锰酸钾溶液氧化或溴的四氯化碳溶液褪色。
【拓展视野】
引导学生得出由于中心原子的孤对电子占有一定的空间,对其他成键电子对存在排斥力,影响其分子的空间结构。
——引出价层电子对互斥模型
【板书】
3.价层电子对互斥模型
【讲解分析】
价层电子对互斥模型
把分子分成两大类:一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。
如HgCl2、BF3、CCL4等分子中的C原子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测,概括如下:
【归纳总结】
(1)对ABm型分子,若中心原子A价层电子对只有成键电子对(即中心原子的价电子都用于形成共价键),则价层电子对的相对位置就是分子的构型;
(2)若中心原子A价层电子对包括成键电子对和孤对电子(中心原子上有孤对电子),则价层电子对的相对位置不是分子的构型
【活动探究】
等电子原理
【板书】
3.等电子原理及其应用
【阅读后思考】
1. 等电子原理的概念
2. 根据上述原理,思考并讨论仅由第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是:和;和。
3. 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。
根据上述原理,思考并讨论在短周期元素组成的物质中,与NO2—互为等电子体的分子有:、。
【课堂练习】
1. 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3C.BeCl2与BF3D.C2H2与C2H4
2. 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【板书设计】
2.苯分子的空间构型
3.价层电子对互斥模型
3.等电子原理及其应用。