2018届江苏省高三化学二轮复习---专题4 第一单元 分子构型与物质的性质教学课件 (共33张PPT)
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2s 2p 激发
BF3分子的形成——sp2 杂化
2s
2p
杂化
正三角形
B的基态
激发态
sp2 杂化态
硼原子的这3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的2p轨道 重叠成键（sp2—p σ键）形成平面正三角形的BF3分子。
形成BeCl2分子时，Be原子中的1个2s轨道 和1个2p轨道进行杂化，得到2个相同的sp杂化 轨道，各轨道间的夹角是180°，如下所示：
C6H6
CH3CH2OH
CH2O
P4
C8H8
COCl2
CH3OH
C60
C20
C40
C70
一、分子的空间构型
为什么甲烷的分 子式是CH4，其 分子的空间结构 是正四面体？
为什么同为三原 子分子的CO2分 子和 H2O分子， 它们的空间结构 却不相同？ 为什么同为四原 子分子的CH2O分 子和NH3分子， 它们的空间结构 也不相同？
直线形
平面三角形
正四面体
根据以下事实总结：如何判断一个化合物 的中心原子的杂化类型？
对于ABm型分子，分子的价电子对数(n)可通过下式 确定： ⑴中心原子(A)的价电子数=中心原子的最外层电子数 ⑵ 配位原子(B)中卤原子、H原子提供一个价电子；O 原子和S原子按不提供价电子计算。 ⑶ 根据分子的价电子对，可以依下表确定价电子对数 与配位原子数目相等的ABm型分子的几何构形
同样，BF3分子中 硼原子的3个sp2杂化轨道， BeCl2分子中铍原子的2个sp杂化轨道均是等性杂化 轨道。
不等性杂化——形成分子过程中，杂化轨道
中还包含了部分不参与成键的价层轨道（通常 这些轨道中已含有孤对电子，不具备形成共价 键的能力），形成分子后，同一组杂化轨道分 为参与成键的杂化轨道和不成键的杂化轨道两 类，这两类杂化轨道的特性是不等同的，因而 在空间分布不是完全对称、均匀的。如：水分 子中的氧原子、氨分子中的氮原子。
㈠ 杂化轨道理论简介
鲍林提出的“杂化轨道”理论的要点是： 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳 原子的 1 个 2s 轨道和 3 个 2p 轨道会发生杂化， 杂化时保持轨道总数不变，得到4个相同的 sp3杂化轨道，各轨道间的夹角10928′，如 下所示： 甲烷分子的形成——sp3 杂化
2s 2p 激发 2p 正四面体形
2s
2p 激发 2s 2p 杂化 直线形
BeCl2分子的形成——sp杂化
Be基态
激发态
sp杂化态
铍原子的这2个sp杂化轨道分别与2个氯原子的3p轨道 重叠成键（sp—p σ键）形成直线形的BeCl2分子。
㈠ 杂化轨道理论简介
1、杂化轨道——同一个原子中能级接近的 原子轨道，如：ns、np间； (n-1)d、ns、np 间；ns、np、nd间）混合后产生的轨道。 ⑵ 杂化轨道的数目等于参与杂化的轨道数的 总和。 ⑶ 杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排 斥原理，键角越大，排斥力越小。杂化轨道 类型不同，成键时键角不同，分子的空间 构形也不同。
第一单元 分子构形与物质的性质
一、分子的空间构形
二、分子的极性 三、手性分子
复 习 回 顾
σ键
成键方式 “头碰头”，呈轴对称 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对键长
衡量化学键稳定性 描述分子的立体结构的重要因素
键角
形形色色的分子
HCl O2
H2O
CO2
NH3
C2H2
CH4
CH3COOH
⑷ 杂化轨道可分为等性杂化轨道与不等性杂 化轨道两种。
等性杂化——在形成分子过程中，所有杂化轨道
均参与成键，形成分子后，每一个杂化轨道都生成 了一个共价键，整个分子中同一组杂化的每一个杂 化轨道是完全等同的，具有完全相同的特性，在空 间的立体分布也完全对称、均匀。如： CH4分子中碳原子的4个 sp3等性杂化轨道，在空间呈完 全对称的均匀排布，指向正四 面体的四个顶角方向。
H2O分子中，O原子的2s、2p轨道间采 取sp3杂化，四个杂化轨道中，有两个轨道 被两对孤电子占据。其余两个含单电子的 sp3轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形 成sp3—s σ键。
NH3分子中，N原子的2s、2p轨道间采 取sp3杂化，四个杂化轨道中，有一个轨道 被一对孤电子占据。其余 三个含单电子的 sp3轨道分别与三个氢原子的1s轨道重叠形 成sp3—s σ键。
2s
杂化
C的基态
激发态
sp3 杂化态
碳原子的这4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道 重叠成键（sp3—s σ键）形成正四面体的CH4分子。
形成 BF3 分子时， B 原子的 1 个 2s 轨道与 2 个2p轨道进行杂化，得到3个相同的sp2 杂化轨 道，各轨道间的夹角是120。如下所示：
试用杂化轨道理论分析乙烯、乙炔分子的 成键情况
㈡ 杂化轨道类型与分子的空间构形
杂化类型
sp
sp2
1个ns、 2个np 3
sp3
sp3d
sp3d2
用于杂化的 1个ns、 原子轨道数 1个np 杂化轨道数 2
1个ns、 1个ns、 1个ns、 3个np、 3个np、 3个np 1个nd 2个nd 4 5 6
孤电子对数 夹 角
0 109.5º 正四面体
1 107.3º 三角锥形
2 104.5º V形
空间构形
结论： 在CH4、NH3和H2O分子中，中心原子 都采取sp3杂化，其夹角随孤电子对数的增加 而减少。
2、杂化轨道的主要类型 sp3 、sp2、sp、 sp3d 及sp3d2 (或d2sp3) 3、杂化轨道的应用范围： ⑴ 只应用于形成σ 键或者用来容纳未 参加成键的孤对电子。 ⑵ 杂化轨道数=中心原子孤对电子对数 ＋中心原子结合的原子数
价电子对数 杂化轨道数 杂化类型 分子的 空间构型
n = (中心原子的价电子数 + 各配位原子提供的价电子数×m) 2
空间构型
实例
直线型 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体
BeCl2、 CS2 、 CO2 BF3 、 BCl3 、 HCN CH4 、 CCl4 PCl5 SF6 、 SiF62－
㈢ 确定分子空间构型的简易方法 ——价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
该模型是一种可以用来预测分子立体结构的理 论模型，总的原则是分子的中心原子的价电子对 (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。如下图
BF3分子的形成——sp2 杂化
2s
2p
杂化
正三角形
B的基态
激发态
sp2 杂化态
硼原子的这3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的2p轨道 重叠成键（sp2—p σ键）形成平面正三角形的BF3分子。
形成BeCl2分子时，Be原子中的1个2s轨道 和1个2p轨道进行杂化，得到2个相同的sp杂化 轨道，各轨道间的夹角是180°，如下所示：
C6H6
CH3CH2OH
CH2O
P4
C8H8
COCl2
CH3OH
C60
C20
C40
C70
一、分子的空间构型
为什么甲烷的分 子式是CH4，其 分子的空间结构 是正四面体？
为什么同为三原 子分子的CO2分 子和 H2O分子， 它们的空间结构 却不相同？ 为什么同为四原 子分子的CH2O分 子和NH3分子， 它们的空间结构 也不相同？
直线形
平面三角形
正四面体
根据以下事实总结：如何判断一个化合物 的中心原子的杂化类型？
对于ABm型分子，分子的价电子对数(n)可通过下式 确定： ⑴中心原子(A)的价电子数=中心原子的最外层电子数 ⑵ 配位原子(B)中卤原子、H原子提供一个价电子；O 原子和S原子按不提供价电子计算。 ⑶ 根据分子的价电子对，可以依下表确定价电子对数 与配位原子数目相等的ABm型分子的几何构形
同样，BF3分子中 硼原子的3个sp2杂化轨道， BeCl2分子中铍原子的2个sp杂化轨道均是等性杂化 轨道。
不等性杂化——形成分子过程中，杂化轨道
中还包含了部分不参与成键的价层轨道（通常 这些轨道中已含有孤对电子，不具备形成共价 键的能力），形成分子后，同一组杂化轨道分 为参与成键的杂化轨道和不成键的杂化轨道两 类，这两类杂化轨道的特性是不等同的，因而 在空间分布不是完全对称、均匀的。如：水分 子中的氧原子、氨分子中的氮原子。
㈠ 杂化轨道理论简介
鲍林提出的“杂化轨道”理论的要点是： 当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳 原子的 1 个 2s 轨道和 3 个 2p 轨道会发生杂化， 杂化时保持轨道总数不变，得到4个相同的 sp3杂化轨道，各轨道间的夹角10928′，如 下所示： 甲烷分子的形成——sp3 杂化
2s 2p 激发 2p 正四面体形
2s
2p 激发 2s 2p 杂化 直线形
BeCl2分子的形成——sp杂化
Be基态
激发态
sp杂化态
铍原子的这2个sp杂化轨道分别与2个氯原子的3p轨道 重叠成键（sp—p σ键）形成直线形的BeCl2分子。
㈠ 杂化轨道理论简介
1、杂化轨道——同一个原子中能级接近的 原子轨道，如：ns、np间； (n-1)d、ns、np 间；ns、np、nd间）混合后产生的轨道。 ⑵ 杂化轨道的数目等于参与杂化的轨道数的 总和。 ⑶ 杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排 斥原理，键角越大，排斥力越小。杂化轨道 类型不同，成键时键角不同，分子的空间 构形也不同。
第一单元 分子构形与物质的性质
一、分子的空间构形
二、分子的极性 三、手性分子
复 习 回 顾
σ键
成键方式 “头碰头”，呈轴对称 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对键长
衡量化学键稳定性 描述分子的立体结构的重要因素
键角
形形色色的分子
HCl O2
H2O
CO2
NH3
C2H2
CH4
CH3COOH
⑷ 杂化轨道可分为等性杂化轨道与不等性杂 化轨道两种。
等性杂化——在形成分子过程中，所有杂化轨道
均参与成键，形成分子后，每一个杂化轨道都生成 了一个共价键，整个分子中同一组杂化的每一个杂 化轨道是完全等同的，具有完全相同的特性，在空 间的立体分布也完全对称、均匀。如： CH4分子中碳原子的4个 sp3等性杂化轨道，在空间呈完 全对称的均匀排布，指向正四 面体的四个顶角方向。
H2O分子中，O原子的2s、2p轨道间采 取sp3杂化，四个杂化轨道中，有两个轨道 被两对孤电子占据。其余两个含单电子的 sp3轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形 成sp3—s σ键。
NH3分子中，N原子的2s、2p轨道间采 取sp3杂化，四个杂化轨道中，有一个轨道 被一对孤电子占据。其余 三个含单电子的 sp3轨道分别与三个氢原子的1s轨道重叠形 成sp3—s σ键。
2s
杂化
C的基态
激发态
sp3 杂化态
碳原子的这4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道 重叠成键（sp3—s σ键）形成正四面体的CH4分子。
形成 BF3 分子时， B 原子的 1 个 2s 轨道与 2 个2p轨道进行杂化，得到3个相同的sp2 杂化轨 道，各轨道间的夹角是120。如下所示：
试用杂化轨道理论分析乙烯、乙炔分子的 成键情况
㈡ 杂化轨道类型与分子的空间构形
杂化类型
sp
sp2
1个ns、 2个np 3
sp3
sp3d
sp3d2
用于杂化的 1个ns、 原子轨道数 1个np 杂化轨道数 2
1个ns、 1个ns、 1个ns、 3个np、 3个np、 3个np 1个nd 2个nd 4 5 6
孤电子对数 夹 角
0 109.5º 正四面体
1 107.3º 三角锥形
2 104.5º V形
空间构形
结论： 在CH4、NH3和H2O分子中，中心原子 都采取sp3杂化，其夹角随孤电子对数的增加 而减少。
2、杂化轨道的主要类型 sp3 、sp2、sp、 sp3d 及sp3d2 (或d2sp3) 3、杂化轨道的应用范围： ⑴ 只应用于形成σ 键或者用来容纳未 参加成键的孤对电子。 ⑵ 杂化轨道数=中心原子孤对电子对数 ＋中心原子结合的原子数
价电子对数 杂化轨道数 杂化类型 分子的 空间构型
n = (中心原子的价电子数 + 各配位原子提供的价电子数×m) 2
空间构型
实例
直线型 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体
BeCl2、 CS2 、 CO2 BF3 、 BCl3 、 HCN CH4 、 CCl4 PCl5 SF6 、 SiF62－
㈢ 确定分子空间构型的简易方法 ——价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
该模型是一种可以用来预测分子立体结构的理 论模型，总的原则是分子的中心原子的价电子对 (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。如下图