选修3 物质结构与性质 第二章 第二节 分子的立体构型优秀课件
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)。
价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对 不包括成键的π电子对 ！
2022/1/18
7
价层电子对互斥理论
2、价层电子对数计算
价层电子对数 = σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
⑴σ键电子对数 = σ键个数= 与中心原子结合的原子数
⑵中心原子上的孤电子对数 =1/2（a-xb)
a: 对于分子：为中心原子的价电子数
（或原子）与某些提供孤电子对的
分子或离子以配位键结合形成的化
合物称为配位化合物，简称配合物
(2) 配合物的组成
(配离子)内界 外界 Cu(H2O)4 SO4
读作：硫酸四水合铜
中心 配 配 离子 体 位
数
2022/1/18
23
配位数：与中心离子直接以配位键结合的配位原子
个数 例：[AlF6]3- 配位数6 、 [Cu(NH3)4]SO4 配位数4 、 [Co(NH3)4(en)2](NO3)3 配位数6
12
价层电子对互斥理论
4、分子构型
在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对 由真实原子形成的构型
2022/1/18
13
价层电子对互斥理论
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价层电子 电子对的空 成键电子 孤电子
对数目
间构型
对数
对数
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
2
直线
2
0
直 线形
实例
BeCl2 CO2
* 中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有 利于形成配位数较高的配合物。 * 中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越 多，配位数越大。 常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系：
中心离子的电荷：+1 +2
+3 +4
常见的配位数： 2 4(或6) 6(或4) 6(或8)
配合物理论简介
实验探究[2—2] （取实验[2-1]所得硫酸铜溶液1/3实 验）根据现象分析溶液成分的变化并说明你的推断依据， 写出相关的离子方程式
正四面体
2022/1/18
19
杂化轨道理论简介
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
2 气态BeCl2
CO2
2
BF3
3
CH4
4
NH4+
4
H2O
4
NH3
4
sp 直线形 180°直线形 180° sp 直线形 180°直线形 180° sp2 平面三角形 120°平 角面 形三 120°
＝σ键电子对数＋孤电子对数 孤电子对数＝价层电子对数 — 结合原子数 O、S为结合原子时，按“0 ”计算 N为结合原子时，按“- 1 ”计算 离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带 电荷数，阳离子减去所带电荷数
价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待
9
价层电子对互斥理论
化学式 孤电子对数
CH4
0
SO2
sp3
正四 面体
正四 109.5°
面体 109.5°V形
109.5° 104.5°
三角 107.3°
PCl3
4
锥形 107.3°
2022/1/18
20
配合物理论简介
为什么CuSO4 •5H2O晶体是蓝 色实而验无探水究C[2u—S1O]4 是白色？
向盛有固体样品的试管中，分别加1/3试管 水溶解固体，观察实验现象并填写下表
2 0
4
3
1
2
2
0
5
4
1
6
6
0
5
5
0
4
3
1
4
4
0
11
价层电子对互斥理论
（3）价层电子对构型
价层电子对 数目
2
价层电子对 构型
直线
3
平面 三角型
4
正四面 体
5
三角 双锥
6
正八 面体
注意：孤电子对的存在会改变键合电子对 的分布方向，从而改变化合物的键角
电子间斥力大小： 孤对间＞孤对与键合间＞键合间
2022/1/18
NH3 三角锥形 107°
P4 正四面 60°原子分子立体结构 最常见的是正四面体
正四面体
CH4
分子的立体结构是怎样测定的？P37(科学视野）
2022/1/18
5
测分子体结构：红外光谱仪 →吸收峰→分析。
价层电子对互斥理论
二、价层电子对互斥（VSEPR）理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ） 1、理论要点 分子的立体构型是价层电子对相互排斥的结 果。。
1
NH3
4
BF3
0
H3O+
1
NH2－
2
NH4+
0
CHCl3
0
NO2
1
2022/1/18
结合的原子数 价层电子对数
4
4
2
3
3
1
3
3
3
4
2
4
4
4
4
4
2
3
10
价层电子对互斥理论
化学式
H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4
价层电子对数
4 3
结合的原子数
2 3
孤对电子对数
16
杂化轨道理论简介
C：2s22p2
2s
2p
激发
2s
2p
sp3杂化
sp3
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。我们把这种轨道称之 为 sp3杂化轨道。
2022/1/18
17
杂化轨道理论简介
三、杂化理论简介
（1）参与参加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）；
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质 第二节 分子的立体构型
2022/1/18
1
形形色色的分子
共价键
σ键 成键方式 “头碰头”，呈轴对称 π键 成键方式 “肩并肩”，呈镜像对称
键参数
键能 键长 键角
衡量化学键稳定性
描述分子的立体 结构的重要因素
2022/1/18
3
0
3
三角型
2
1
三角形
BF3
SO3
V形
SnBr2 PbCl2
2022/1/18
14
价层电子对互斥理论
价层电子 电子对的空 成键电子
对数目
间构型
对数
孤电子 对数
4
0
4
四面体
3
1
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
四面体
三角锥
实例
CH4 CCl4 NH4＋ SO42—
NH3 PCl3 SO32－ H3O+
天蓝色 溶液
蓝色 沉淀
深蓝色 +乙醇 深蓝色
溶液
静置 晶体
Fe3+是如何检验的？
Fe3++3SCN- = Fe(SCN）3 配位数可为1—6
2022/1/18
25
配合物理论简介
（3） 配合物的性质
配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配 合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属 易形成配合物
2022/1/18
A. [Co(NH3) 4Cl2] Cl B. [Co(NH3) 3Cl3] C. [Co(NH3) 6] Cl3 D. [Co(NH3) 5Cl] Cl2
2022/1/18
28
配合物理论简介
巩固练习
3、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物， Fe2+与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋 白中的Fe2+也能生成配合物，根据生活常 识，比较说明其配合物的稳定性。若发生 CO使人中毒事故，首先该如何处理？还有 哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合？
26
配合物理论简介
巩固练习
1 气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物， 分子中原子间成键关系如图所示，请将下列 结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。
Cl
Cl
Al
Cl
Cl
Cl Al
Cl
2022/1/18
27
配合物理论简介
巩固练习
2、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶
液，不能生成AgCl沉淀的是（ B ）
（2）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，在成键时更有利于轨道间的重叠；
2022/1/18
18
杂化轨道理论简介
（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故 在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向 不同；
直线形
平面三角形
2
2
V—型
H2O
2022/1/18
15
价层电子对互斥理论
练习:
化学式
中心原子 孤对电子数
HCN
0
SO2
1
NH2－
2
BF3
0
H3O+
1
SiCl4
0
CHCl3
0
NH4+
0
2022/1/18
中心原子结合的原 子数
2 2 2 3 3
4 4
空间构型
直线形 V形 V形
平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体
4
正四面体
（1）定义 提供孤电子对的原子与接受孤电
子对的原子之间形成的共价键，
即“电子对给予—接受键”
（2）配位键的形成条件
一方提供孤电子对 一方提供空轨道
（3）配位键的表示方法 A B H O H
（4）配位键属于共价键
H
2022/1/18
22
配合物理论简介
2、配合物
(1) 定义 通常把接受孤电子对的金属离子
血红蛋白CO形成的配合物更稳定 发生CO中毒事故，应首先将病人移至通风处， 必要时送医院抢救。 NO中毒原理同CO
2022/1/18
29
(对于阳离子：a为中心原子的价电子数减去离子的电荷 数；对于阴离子： a为中心原子的价电子数加上离子的 电荷数）
X 与中心原子结合的原子数 b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1， 其他原子为“8-该原子的价电子数）
2022/1/18
8
价层电子对互斥理论
价层电 ＝(中心原子价电子数＋结合原子数)/2 子对数 ＝配位原子数＋孤电子对数
固体
C白uS色O4
Cu绿Cl色2•2H2O
深Cu褐Br色2
NaCl
白色
K白2S色O4
KBr
白色
溶液
颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
无色离子：Na+ Cl- K + SO42 – Br - K + 什么离子 呈天蓝色：[Cu(H2O)4]2+
2022/1/18
21
配合物理论简介
1、配位键
2
形形色色的分子
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线型）
O2
HCl
2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
2022/1/18
V形
H2O 105°
直线形
CO2 180°
3
形形色色的分子
３、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、 三角锥形、正四面体）
C2H2 直线形 180° CH2O 平面三角形 120° COCl2
2022/1/18
7
价层电子对互斥理论
2、价层电子对数计算
价层电子对数 = σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
⑴σ键电子对数 = σ键个数= 与中心原子结合的原子数
⑵中心原子上的孤电子对数 =1/2（a-xb)
a: 对于分子：为中心原子的价电子数
（或原子）与某些提供孤电子对的
分子或离子以配位键结合形成的化
合物称为配位化合物，简称配合物
(2) 配合物的组成
(配离子)内界 外界 Cu(H2O)4 SO4
读作：硫酸四水合铜
中心 配 配 离子 体 位
数
2022/1/18
23
配位数：与中心离子直接以配位键结合的配位原子
个数 例：[AlF6]3- 配位数6 、 [Cu(NH3)4]SO4 配位数4 、 [Co(NH3)4(en)2](NO3)3 配位数6
12
价层电子对互斥理论
4、分子构型
在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对 由真实原子形成的构型
2022/1/18
13
价层电子对互斥理论
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
价层电子 电子对的空 成键电子 孤电子
对数目
间构型
对数
对数
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
2
直线
2
0
直 线形
实例
BeCl2 CO2
* 中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有 利于形成配位数较高的配合物。 * 中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越 多，配位数越大。 常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系：
中心离子的电荷：+1 +2
+3 +4
常见的配位数： 2 4(或6) 6(或4) 6(或8)
配合物理论简介
实验探究[2—2] （取实验[2-1]所得硫酸铜溶液1/3实 验）根据现象分析溶液成分的变化并说明你的推断依据， 写出相关的离子方程式
正四面体
2022/1/18
19
杂化轨道理论简介
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
2 气态BeCl2
CO2
2
BF3
3
CH4
4
NH4+
4
H2O
4
NH3
4
sp 直线形 180°直线形 180° sp 直线形 180°直线形 180° sp2 平面三角形 120°平 角面 形三 120°
＝σ键电子对数＋孤电子对数 孤电子对数＝价层电子对数 — 结合原子数 O、S为结合原子时，按“0 ”计算 N为结合原子时，按“- 1 ”计算 离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带 电荷数，阳离子减去所带电荷数
价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待
9
价层电子对互斥理论
化学式 孤电子对数
CH4
0
SO2
sp3
正四 面体
正四 109.5°
面体 109.5°V形
109.5° 104.5°
三角 107.3°
PCl3
4
锥形 107.3°
2022/1/18
20
配合物理论简介
为什么CuSO4 •5H2O晶体是蓝 色实而验无探水究C[2u—S1O]4 是白色？
向盛有固体样品的试管中，分别加1/3试管 水溶解固体，观察实验现象并填写下表
2 0
4
3
1
2
2
0
5
4
1
6
6
0
5
5
0
4
3
1
4
4
0
11
价层电子对互斥理论
（3）价层电子对构型
价层电子对 数目
2
价层电子对 构型
直线
3
平面 三角型
4
正四面 体
5
三角 双锥
6
正八 面体
注意：孤电子对的存在会改变键合电子对 的分布方向，从而改变化合物的键角
电子间斥力大小： 孤对间＞孤对与键合间＞键合间
2022/1/18
NH3 三角锥形 107°
P4 正四面 60°原子分子立体结构 最常见的是正四面体
正四面体
CH4
分子的立体结构是怎样测定的？P37(科学视野）
2022/1/18
5
测分子体结构：红外光谱仪 →吸收峰→分析。
价层电子对互斥理论
二、价层电子对互斥（VSEPR）理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ） 1、理论要点 分子的立体构型是价层电子对相互排斥的结 果。。
1
NH3
4
BF3
0
H3O+
1
NH2－
2
NH4+
0
CHCl3
0
NO2
1
2022/1/18
结合的原子数 价层电子对数
4
4
2
3
3
1
3
3
3
4
2
4
4
4
4
4
2
3
10
价层电子对互斥理论
化学式
H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4
价层电子对数
4 3
结合的原子数
2 3
孤对电子对数
16
杂化轨道理论简介
C：2s22p2
2s
2p
激发
2s
2p
sp3杂化
sp3
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。我们把这种轨道称之 为 sp3杂化轨道。
2022/1/18
17
杂化轨道理论简介
三、杂化理论简介
（1）参与参加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）；
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质 第二节 分子的立体构型
2022/1/18
1
形形色色的分子
共价键
σ键 成键方式 “头碰头”，呈轴对称 π键 成键方式 “肩并肩”，呈镜像对称
键参数
键能 键长 键角
衡量化学键稳定性
描述分子的立体 结构的重要因素
2022/1/18
3
0
3
三角型
2
1
三角形
BF3
SO3
V形
SnBr2 PbCl2
2022/1/18
14
价层电子对互斥理论
价层电子 电子对的空 成键电子
对数目
间构型
对数
孤电子 对数
4
0
4
四面体
3
1
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
四面体
三角锥
实例
CH4 CCl4 NH4＋ SO42—
NH3 PCl3 SO32－ H3O+
天蓝色 溶液
蓝色 沉淀
深蓝色 +乙醇 深蓝色
溶液
静置 晶体
Fe3+是如何检验的？
Fe3++3SCN- = Fe(SCN）3 配位数可为1—6
2022/1/18
25
配合物理论简介
（3） 配合物的性质
配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配 合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属 易形成配合物
2022/1/18
A. [Co(NH3) 4Cl2] Cl B. [Co(NH3) 3Cl3] C. [Co(NH3) 6] Cl3 D. [Co(NH3) 5Cl] Cl2
2022/1/18
28
配合物理论简介
巩固练习
3、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物， Fe2+与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋 白中的Fe2+也能生成配合物，根据生活常 识，比较说明其配合物的稳定性。若发生 CO使人中毒事故，首先该如何处理？还有 哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合？
26
配合物理论简介
巩固练习
1 气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物， 分子中原子间成键关系如图所示，请将下列 结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。
Cl
Cl
Al
Cl
Cl
Cl Al
Cl
2022/1/18
27
配合物理论简介
巩固练习
2、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶
液，不能生成AgCl沉淀的是（ B ）
（2）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，在成键时更有利于轨道间的重叠；
2022/1/18
18
杂化轨道理论简介
（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故 在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向 不同；
直线形
平面三角形
2
2
V—型
H2O
2022/1/18
15
价层电子对互斥理论
练习:
化学式
中心原子 孤对电子数
HCN
0
SO2
1
NH2－
2
BF3
0
H3O+
1
SiCl4
0
CHCl3
0
NH4+
0
2022/1/18
中心原子结合的原 子数
2 2 2 3 3
4 4
空间构型
直线形 V形 V形
平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体
4
正四面体
（1）定义 提供孤电子对的原子与接受孤电
子对的原子之间形成的共价键，
即“电子对给予—接受键”
（2）配位键的形成条件
一方提供孤电子对 一方提供空轨道
（3）配位键的表示方法 A B H O H
（4）配位键属于共价键
H
2022/1/18
22
配合物理论简介
2、配合物
(1) 定义 通常把接受孤电子对的金属离子
血红蛋白CO形成的配合物更稳定 发生CO中毒事故，应首先将病人移至通风处， 必要时送医院抢救。 NO中毒原理同CO
2022/1/18
29
(对于阳离子：a为中心原子的价电子数减去离子的电荷 数；对于阴离子： a为中心原子的价电子数加上离子的 电荷数）
X 与中心原子结合的原子数 b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1， 其他原子为“8-该原子的价电子数）
2022/1/18
8
价层电子对互斥理论
价层电 ＝(中心原子价电子数＋结合原子数)/2 子对数 ＝配位原子数＋孤电子对数
固体
C白uS色O4
Cu绿Cl色2•2H2O
深Cu褐Br色2
NaCl
白色
K白2S色O4
KBr
白色
溶液
颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
无色离子：Na+ Cl- K + SO42 – Br - K + 什么离子 呈天蓝色：[Cu(H2O)4]2+
2022/1/18
21
配合物理论简介
1、配位键
2
形形色色的分子
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线型）
O2
HCl
2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
2022/1/18
V形
H2O 105°
直线形
CO2 180°
3
形形色色的分子
３、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、 三角锥形、正四面体）
C2H2 直线形 180° CH2O 平面三角形 120° COCl2