2018版高中化学鲁科版选修3课件：第2章 第2节 第1课时 一些典型分子的空间构型

知 识 点 一
第2节 第1课时
知 识 点 二
共价键与分子的空间构型 一些典型分子的空间构型
学 业 分 层 测 评
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
【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。
【答案】 (1)sp3
CH4＞NH3＞H2O BF3、C2H4、C6H6 CH4 H2O NH3
(2)BeCl2、C2H2、CO2
【规律方法】
杂化轨道类型的判断
(1)对于ABm型分子、中心原子的杂化轨道数可以这样计算。杂化轨道数 中心原子价电子数＋配位原子提供的价电子数 n＝ 。 2 其中配位原子中，卤素原子、氢原子提供1个价电子，硫原子、氧原子不 提供价电子，即提供价电子数为0。
【解析】 乙炔的结构式为H—C≡C—H，其空间构型为直线形，属于sp1 杂化。
【答案】 A
5．在 式是( ) sp2 sp3
中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方
A．sp2 C．sp2
B．sp3 D．sp1
sp3 sp3
【解析】
中碳原子形成了3个σ键，无未成键价电子对，需要形成
3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。两边的碳原子各自形成了4个σ键，无未 成键电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。
杂化类型 用于杂化的原子轨道及数目 杂化轨道的数目 杂化轨道间的夹角 空间构型 实例
CO2、C2H2 BF3、苯、乙烯 CH4、CCl4
1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？
【答案】 A
3．能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为(
)
【解析】 碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原 子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋方向相同。
【答案】 D
题组2 杂化轨道的类型 4．乙炔分子中的碳原子采取的杂化方式是( A．sp1杂化 C．sp3杂化 B．sp2杂化 D．无法确定 )
CH4 CCl4
sp3
四面体
3
1
NH3 NF3
2
2
V形
H2O
冲关] [题组· 题组1 轨道杂化和杂化轨道 )
1．下列关杂化轨道的说法不正确的是(
A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新 轨道 B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等 C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原则 C．CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109.5°
[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 sp1 s p 1 1 2 180° 直线形 sp2 1 2 3 120° 平面三角形 sp3 1 3 4 109.5° 正四面体形
【答案】 C
6．(1)对于CH4、NH3、H2O三分子，中心原子都采用________杂化，键角 由大到小顺序是________。 (2)对于H2O、BeCl2、BF3、C2H2、C2H4、CH4、C6H6、NH3、CO2等分子， 中心原子采用sp1杂化的：________，sp2杂化的：________，sp3杂化的： ________。
2．分子空间构型的确定 轨道杂 电子对的 成键电 化类型 空间构型 子对数 孤对 电子 数 0 电子对的排 列方式 分子的 空间构 型 直线形 平面三 角形 V形 HC≡CH BeCl2 CO2 BF3 BCl3 实例
sp
1
直线型
2
sp
2
平面三角 形
3
0
2
1
SnBr2 PbCl2
4
0
正四面 体 三角锥
[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。 (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可 能发生杂化的。 (3)杂化前后轨道数目不变。 (4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。 (5)只有能量相近的轨道才能杂化(ns、np)。
【解析】 轨道数目杂化前后一定相等。
【答案】 B
2．下列关于杂化轨道的说法错误的是( A．所有原子轨道都参与杂化
)
B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 D．杂化轨道中不一定有电子
【解析】 参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、 2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参 与杂化，故A项错误，B项正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用 大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C项正确；并不 是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对(如 NH3、H2O的形成)，故D项正确。
例如： 代表物 杂化轨道数(n) 杂化轨道类型 1 CO2 sp1 (4 ＋ 0) ＝ 2 2 1 CH2O sp2 (4 ＋ 2 ＋ 0) ＝ 3 2 1 CH4 sp3 (4 ＋ 4) ＝ 4 2 1 SO2 sp2 (6 ＋ 0) ＝ 3 2 1 NH3 sp3 (5 ＋ 3) ＝ 4 2 1 H2O sp3 (6 ＋ 2) ＝ 4 2