第二节 分子的立体构型

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笃学四
1. 配位键
配合物理论简介
单方面 提供而跟另 共用电子对 由一个原子_______ （1）概念：___________
一个原子形成的共价键，即“电子对给予—接受键”，是一 共价键 。 类特殊的_______ （2）表示 提供 孤电子对的原 A→B 来表示，其中A是_____ 配位键可以用______ 接受 电子对的原子，叫做接受体。 子，叫做给予体；B是_____ 2. 配位化合物 分子（或离子） 金属离子（或原子）与某些_____________ （1）概念：___________________ 配体 ）以_______ 配位键 结合形成的化合物，简称配合 （称为_____ 物。
（4）五原子分子有正四面体，如：CH4、CCl4等，也有
不规则四面体，如：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
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【慎思2】 几种分子或离子的中心原子上的孤电子对数
分子或 中心 离子 原子 SO2 NH4＋ CO32－ 提示 S C 6 2 3 2
价层电 2 3 4 5 6 子对数 电子对 空间构 直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体 型
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5. 价层电子对互斥理论对几种分子或离子的立体构型的推测
中心原 分子 子上的 或离子 孤电子 对数 CO2 SO2 0 1 分子或 VSEPR 分子或离 离子的 VSEPR模 模型名 子的立体 价层电 型 称 模型 子对数 2 3 直线形 平面三 角形 平面 正四面 体形
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（2）配合物的形成举例
实验操作 实验现象 滴加氨水后，试管 中首先出现 蓝色沉淀 ，氨水 __________ 过量后沉淀逐渐 溶解 ，滴加乙醇 _____ 后析出深蓝色晶体 __________ 有关离子方程式
Cu2＋＋2NH3·H2O=== Cu（OH）2↓＋2NH4＋ Cu（OH）2＋4NH3=== [Cu（NH3）4]2＋＋2OH－[Cu 乙醇 （NH3）4]2＋＋SO42－＋H2O===== ［Cu（NH3）4］SO4·H2O↓
3 个 s－ p σ 键
〃 H〃 C
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1. 认识共价分子结构的多样性和复杂性。 2. 能根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论判断简单 分子或离子的构型。（重点、难点）
3. 能说明简单配合物的成键情况。
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笃学一
形形色色的分子
1. 三原子分子 CO2 ）和V形（如 直线 形（如_____ 三原子分子的立体构型有_____ H2O ）两种。 _____
Ag＋＋NH3· H2O===AgOH↓＋NH4＋ AgOH＋2NH3===[Ag（NH3）2]＋＋OH－
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要点一
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分子结构与价层电子对互斥理论之间的关系
价层电子对互斥理论可以用来预测分子的构型，在应用该 理论时应把握住以下几个要点：
1. 在AXm型分子中，中心原子A的周围配置的原子或原子团
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2. VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型
VSEPR 模型
VSEPR 直线形 模型名称 中心原子 的杂化轨 道类型 典型例子 平面三 角形 平面三 角形
四面体
四面体
正四面体
sp
sp2
sp3
sp2
sp3
sp3
CO2
பைடு நூலகம்SO2
H2 O
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3. 五原子分子
CH4 正四面体形，如常见的____ 五原子分子常见的空间构型为________ CCl4 ，键角都是_________ 109°28′ 。 和_____
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笃学二
价层电子对互斥理论
价层电子对 相 1. 价层电子对理论认为，分子的立体构型是“___________” 互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电 中心原子上的孤电子对 σ键电子对 子对，包括____________ 和_____________________ 。 σ键 分子式 确定。 电子对数可由_______ 1 2. 中心原子上的孤电子对数＝ （a－xb） 中心原 。其中 a 为_______ 2 与中心原子结合的原子数 ，b 为 子的价电子数 _____________，x 为__________________________ 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 。 __________________________________________ 含有孤电子对的VSEPR 3. 由价层电子对的相互排斥，得到_____________ 孤电 模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的_____ 子对 ，便可得到_______________ 分子的立体构型 。 _____
的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对（包 括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用， 分子的几何构型总是采取电子对相互排斥作用最小的那种 结构。
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2. 在AXm型分子中，A与X之间通过两对或三对电子（即通 过双键或三键）结合而成，则价层电子对互斥理论把双键 或三键作为一个电子对。 3. 价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤对—孤 对>孤对—键对>键对—键对。 4. 中心原子的价层电子对数目和空间构型的关系为：
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【慎思7】 配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生
成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，为什么？ 提示 因为氨水呈弱碱性，滴入AgNO3溶液中，会形成 AgOH白色沉淀，继续滴加氨水时，NH3分子与Ag＋形成 [Ag（NH3）2]＋配合离子，配合离子很稳定，会使AgOH
逐渐溶解，反应过程如下
第二节
分子的立体构型
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填表
电子式 σ键的类型及个数 π键个数 CO2 H2 O NH3 CH4
提示
〃〃〃 〃〃 〃 〃〃
O
C
〃〃〃〃 〃 〃〃 〃
O
2 个 p－p σ 键
2
H O H 0
〃〃〃 〃 〃 〃〃〃
2
〃 〃 个 s－p σ 键 0 H〃 N ,H〃 H 〃 H,H〃 H 4 个 s－ p σ 键 0
变红 溶液颜色_____
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3
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【慎思1】常见分子的空间构型是怎样的？ 提示（1）双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、 N2等。
（2）三原子分子有直线形，如：CO2、CS2等；还有V
形，如：H2O、H2S、SO2等。 （3）四原子分子有平面三角形，如：BF3、BCl3、CH2O 等；有三角锥形，如：NH3、PH3等；也有正四面体， 如：P4。
a
x
b
中心原子上的 孤电子对数
1 2 0
N
5－1＝4
4
1
0
4＋2＝6
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【慎思3】 杂化轨道与共价键的类型的关系是怎样的？ 提示 杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成 键的孤对电子，不能形成π键；未参与杂化的p轨道可用于 形成π键。
【慎思4】 用杂化轨道理论分析CH4的中心原子的杂化类型。
2. 四原子分子 平面三角形 、_________ 三角锥形 两种立体构 四原子分子主要有___________
120°；氨 平面三角 形，键角约为______ 型。例如甲醛分子呈__________ 107.3° 。另外白磷分子呈 三角锥 形，键角________ 分子呈_______ 正四面体 形，键角____ _________ 。 60°
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分子或 离子的 立体构 型名称 直线形 V形 平面三 角形 正四面 体形
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CO32－
0
3
CH4
0
4
【例1】► 用价层电子对互斥理论推测下列分子的空间构型：
①BeCl2
解析
②NH3
③ H2 O
④PCl3
①中心原子Be的价电子都参与成键，所以可以根据
中心原子的周围原子数来判断为直线形，②③④中心原子 有孤对电子，孤对电子也要占据中心原子周围的空间，所 以②为三角锥形，③为V形，④为三角锥形。
答案
①直线形
②三角锥形
③V形
④三角锥形
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【体验1】► 下列分子或离子的空间构型为平面三角形的是 （ A.NO3－
－
）
B.NH3
C.H3O＋
D.CO2
（5＋1－3×2） 解析 NO3 中 N 的孤电子对数＝ ＝0，所以 2 NO3－中无孤对电子，N 原子通过三对电子与 O 成键，空间构型为 （5－3） ＋ 平面三角形，NH3 中 N 的孤电子对数为 ＝1，H3O 中 O 2 （6－3－1） 的孤电子对数为 ＝1，在 NH3 和 H3O＋中都有 1 对孤 2 对电子，还有 3 对电子成键，所以 NH3、H3O＋的空间构型都为三 （4－2×2） 角锥形，在 CO2 中 C 的孤电子对数为 ＝0，没有孤对 2 电子，只有 2 对 σ 键电子对，故 CO2 分子为直线形。
sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中是单电子，分别与3个H
原子形成σ键，一个杂化轨道中是成对电子，不形成共价 键。sp3杂化轨道应为正四面体构型，但由于孤电子对不 形成化学键，故NH3分子为三角锥形。
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【慎思6】 在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键
是如何形成的？该化学键如何表示？ 提示 在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键 是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子 的孤电子对形成的，该离子可表示为：
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（2）sp2 杂化 s轨道 和___________ 两个p轨道 组合而成，每 sp2 轨化轨道是由一个______ 1 2 2 个 sp 杂化轨道含有 s 轨道和 p 轨道的成分， sp2 杂化轨道 3 3 平面三角形 （如 BF3） 120° 间的夹角为_____ ，呈___________ 。 （3）sp3 杂化 一个s轨道 和___________ 三个p轨道 组合而成，每 sp3 杂化轨道是由__________ 1 3 3 个 sp 杂化轨道含有 s 轨道和 p 轨道的成分， sp3 杂化轨道 4 4 四面体形 （如 CH4、CF4、 间的夹角为_________ 109°28′ ，呈正_________ CCl4）等。
答案
A
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要点二
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分子的立体构型与价层电子对互斥理 论及原子的杂化轨道的理论的关系
1. 价层电子对互斥模型及原子的杂化轨道理论的建立都是为 了解释分子的立体构型，所以必须要会利用这两种理论去 解释某些分子、离子的空间立体结构。用价层电子对互斥 理论来判断分子的立体构型的一般规律是： （1）判断中心原子的孤对电子数。 （2）找出与中心原子相连的原子个数（即共价σ键数）。 （3）若二者相加等于2，那么中心原子采用sp杂化， VSEPR模型为直线形，分子空间构型为直线形。二者相加 等于3，那么中心原子采用sp2杂化，VSEPR模型为平面三 角形，分子空间构型可能为V形或平面三角形。二者相加等 于4，那么中心原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体 形，分子空间构型可能为V形、三角锥形或正四面体形。
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杂化轨道理论简介
1. 概念：在外界条件影响下，原子内部能量_____ 接近 的原子轨 轨道的杂化 ，组合后形成的一组新 道重新组合的过程叫___________ 的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 2. 杂化轨道的类型 （1）sp杂化 p轨道 组合而成的。 s轨道 和一个_______ sp 杂化轨道是由一个_______ 1 1 每个 sp 杂化轨道含有 s 轨道和 p 轨道的成分， 实例： BeCl2， 2 2 CO2。 sp 杂化轨道间的夹角为_____ ， 呈直线形 （如 BeCl2） 。 180°
提示 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个 2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四
个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成甲
烷分子，所以四个C—H是等同的。可表示为：
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【慎思5】 用杂化轨道理论分析NH3呈三角锥形的原因。
提示 NH3分子中的N原子价电子排布图为 ，1个2s轨道与3个2p轨道杂化后，形成4个