高二化学甲烷和乙烯空间构型
高二化学《物质结构与性质》优质课件1：2.2.1 一些典型分子的空间构型
一些典型分子的空间构型
知识点1、甲烷分子的空间构型 总结： sp3杂化的要点
杂化类型 参与杂化的原子轨道 杂化后的轨道及数目 未参与杂化的价电子层轨道 杂化轨道间夹角 空间构型 共价键类型与数量
sp3 1个s + 3个p 4个sp3杂化轨道
无 1090 28’ 正四面体 4个s-sp3 σ键
要点分第析6 页
H
H
:: --
H-C-H H :C :H
H
H
一些典型分子的空间构型
知识点1、甲烷分子的空间构型 1、杂化与杂化轨道
C ↑↓ ↑ ↑
基态 2s 杂化
2px 2py 2pz 正四面体形 2s 2p
sp3杂化
知识解第读4 页 鲍林提出了杂化轨道理论
同一原子能量相近的不同类型原子轨道， 重新组合生成与原轨道数相等的一组能量相等的杂化原子轨道。
NH3 H2O
有机物 C 杂化类型 饱和C : sp3杂化， 连接双键C : sp2杂化， 连接三键C : sp杂化。
一些典型分子的空间构型
当堂巩第固18 页
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( B ) A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
未参与杂化的价电子层轨道
无
杂化轨道间夹角
1090 28’
空间构型
正四面体
共价键类型与数量
4个s-sp3 σ键
一些典型分子的空间构型
杂化轨道类型
视频导第学9 页
sp
sp2
sp3
1个s 1个p
1个s 2个p
1个s 3个p
2
3
4
180º
120º 109º28`
杂化轨道理论(课件)2021-2022学年高二化学(苏教版2019选择性必修2)
第一单元 分子的空间结构模型
杂化轨道理论
学习目标
1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．能根据杂化轨道理论解释简单分子的空间结构。 3．结合杂化轨道理论认识常见共价分子的空间结构。
思考以下问题： 碳原子最外层有2个成单电子，与氢原子结合形成的分子为什么不 是CH2而是CH4？ CH4分子为什么是正四面体的空间结构？
答案：sp2 sp2杂化轨道与sp2杂化轨道 2p和2p sp2杂化 轨道和1s
2.分析H2O、NH3分子的杂化轨道类型和成键情况。
H2O分子的空间构型
H2O中O原子的sp3杂化轨道 H2O分子的空间构型：V形
排斥作用：孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电 子对，使键角变小（<109°28’）。
NH3分子的空间构型
NH3中N原子的sp3杂化轨道
NH3分子的空间构型：三角锥形
当杂化轨道数目等于成键轨道数目时，杂化轨道全部参与成键，成键类 型是σ键，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型一致。
课堂探究 用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯、乙炔分子的成键情况。
乙烷分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式：
碳原子为sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道。 (2)成键情况及空间结构
每个碳原子的sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨 道形成3个C-H σ键（sp3—s），与另一个碳原子sp3轨道 形成1个C-Cσ键（sp3—sp3）。
正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化 轨道形成共价键，如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、 晶体硅和石英（SiO2）晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道 形成共价键的。
交流讨论
BF3分子的空间结构为平面正三角形，BeCl2分子的空间结构为直线形。 如何用杂化轨道理论解释BF3和BeCl2的空间结构呢？
烃总结
典型例题： 典型例题：燃烧问题 4．等质量的下列各烃完全燃烧时,消耗氧 等质量的下列各烃完全燃烧时, 的下列各烃完全燃烧时 气最多的是 B、 D、 A 、CH4 B、C2H6 C 、C3H6 D、C6H6
5、等物质的量的下列有机物完全燃烧耗氧量相 同的有（ 同的有（ ） A.C2H4和C3H6O3 C.C6H6和C5H10 B.CH4和C2H4O D.C3H6和C4H8O2
填充模型
乙烯分子的组成和结构 结构特点： 结构特点：碳原子间共价键是 分子式: 分子式: C2H4 结构式: 结构式:
H H H−C=C−H
双键
6个原子都在
结构简式: CH =CH 结构简式: 2 2
同一平面上 ________
苯分子的结构
分子式： 分子式： C6H6
结构式: 结构式: 结构简式 结构简式: 简式
分类 分类 结构式 结构简式 分子式 空间构型 化学性质
烃 甲烷 乙烯 苯
甲烷
分子式 状态 碳碳键型 CH4 气体
单键
乙烯
C2H4 气体
双键
苯
C6H6 液体
介于单键和双键 之间的独特的键
空间结构 取代反应 加成反应 燃烧反应 使溴水褪色
正四面体 能 不能 体积不变 不能
平面型 不能 能 体积不变 能 能
（C3H6）
典型例题： 典型例题：空间构型 1、 下列说法正确的是 A．甲烷是平面正方形结构 B．由乙烯推测丙烯分子中所有原子都在同一 平面上 苯分子的各原子均位于同一平面上， C．苯分子的各原子均位于同一平面上，6个碳 原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构 D．苯不具有典型的双键所应具有的加成反 应， 故不可能发生加成反应
平面型 能 能 体积增大 不能（但能萃取） 不能（但能萃取） 不能
高二化学-烃
1.甲烷的定义及其化学性质是什么？实验室是怎样制取甲烷的？（1）甲烷分子是正四面体空间构型，分子式为CH4。
是最简单的有机化合物。
甲烷是没有颜色、没有气味的气体，沸点-161.4℃，比空气轻，它是极难溶于水的可燃性气体。
甲烷和空气成适当比例的混合物，遇火花会发生爆炸。
甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。
它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。
在适当条件下会发生氧化、取代及加热分解等反应。
（2）甲烷的实验室制法[原理]无水醋酸钠和NaOH混合共热时发生脱羧反应，即-COOH被H原子取代生成甲烷。
甲烷难溶于水且密度比空气小，可用排水法收集，也可用瓶口向下的排空气集气法收集。
[用品]无水醋酸钠、碱石灰、试管、酒精灯、水槽、铁架台。
[操作]a.把无水醋酸钠放在瓷蒸发皿里用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌，除去其中的水分后，研细，装入干燥的试剂瓶中密封待用。
b.把碱石灰研细，也在蒸发皿中加热除去水分，放入试剂瓶中密封待用。
c.把无水醋酸钠与碱石灰按3∶2的质量比混合均匀，迅速放入试管中，装上带导管的胶塞，固定在铁架台上。
d.用酒精灯加热并用排水法收集。
若用排空气集气法收集时，只能根据产气速率和集气瓶容积的大小，凭经验估计是否集满。
[备注]a.醋酸钠的脱羧反应须在无水条件下才能顺利进行，故在临使用前对无水醋酸钠和碱石灰均应经过煅烧、烘干处理。
b.制取甲烷时，碱石灰中的生石灰并不参加反应，生石灰除起吸湿作用外，还可减少固体NaOH在高温时对玻璃的腐蚀作用。
c.加热时应由试管口向后逐渐移动。
如先加热试管底部，产生的甲烷气可能会把前面的细粉末冲散，引起导管口堵塞。
d.加热温度不可过高，以免发生副反应，而使产生的甲烷中混入丙酮等气体。
e.在导管口点燃甲烷前，应先检验纯度。
2.从哪些方面学习烷烃？（1）常见烷烃烷烃即饱和烃，是只有碳碳单键和碳氢键的链烃，是最简单的一类有机化合物。
高二化学共价键与分子的空间构型
知识点三、分子的空间构型与杂化轨道类型的关系
1.ABm(ABmCn)型分子或离子中心原子杂化轨道类型的判断 (1)杂化轨道数n＝1 (中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷
2 数)。注意如下规定： ①当电荷数为正值时，公式中取“－”；当电荷数为负值时，公式中取 “＋”。
②当配位原子为氧原子或硫原子时，配位原子的成键电子数为零；当配位
比较键角时，先看中心原子杂化类型，杂化类型不同时，一般键角 按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化类型相同时，中心原子孤对电子数 越多，键角越小。
知识点二、苯分子的空间构型与大π键
1.苯的空间构型
sp2 σ
σ
π 共面
2.苯分子中的大π键 苯分子中的大π键：6个碳原子上各有1个未参与杂化的垂直于碳环平面 的p轨道，这6个轨道以“ 肩并肩 ”的方式形成含有 6 个电子、属 于 6 个C原子的大π键。
据原子形成的σ键数目判断杂化类型。
解答：CH3—中C原子形成4个σ键，C原子采取sp3杂化， 成3个σ键，C原子采取sp2杂化。
中C原子形
3.乙烯分子和苯分子中，成键碳原子均采用sp2杂化方式，二者化学性质 为何有较大差异？
在苯分子中，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成大π键，使原子 轨道的重叠程度比乙烯分子中大，所以比乙烯分子中π键的键能大，性 质稳定。
3个C—H σ键
解析 杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤 对电子，不能用来形成π键，故B正确，A不正确； NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p 轨道杂化而成的，C不正确； 在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂 化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—H σ键，剩下 的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成 1个C—C σ键，D不正确。
高中化学知识点整理教学讲义《甲烷 苯 同分异构体》
教师辅导教案学员姓名：辅导科目：学科教师：授课类型T-甲烷苯C-专题训练T-能力提升星级★★★★★★★★教学目标1.甲烷2.苯3.完成练习题授课日期及时段考点一| 常见烃的结构与性质1．甲烷、乙烯、苯的分子组成与结构甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6空间构型正四面体形平面形平面正六边形结构式结构简式CH4CH2=== CH2或结构特点全部是单键，属于饱和烃含碳碳双键，属于不饱和烃碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键2.甲烷、乙烯、苯的化学性质T—课堂同步(1)甲烷①稳定性：与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。
②燃烧反应的化学方程式：CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。
③取代反应：在光照条件下与Cl 2反应生成一氯甲烷的化学方程式：CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ，进一步取代又生成了二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。
(2)乙烯①燃烧反应的化学方程式： C 2H 4＋3O 2――→点燃2CO 2＋2H 2O ； 现象：火焰明亮且伴有黑烟。
②氧化反应：通入酸性KMnO 4溶液中，现象为溶液紫红色褪去。
③加成反应：通入溴的四氯化碳溶液中，反应的化学方程式： CH 2=== CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br ， 现象：溶液颜色褪去。
与H 2反应的化学方程式： CH 2=== CH 2＋H 2――→催化剂△CH 3CH 3。
与HCl 反应的化学方程式： CH 2=== CH 2＋HCl ―→CH 3CH 2Cl 。
与H 2O 反应的化学方程式：CH 2=== CH 2＋H 2O ――→一定条件CH 3CH 2OH 。
④加聚反应的化学方程式： n CH 2=== CH 2――→引发剂CH 2—CH 2。
(3)苯①稳定性：不能与酸性KMnO 4溶液反应，也不与溴水(或溴的四氯化碳溶液)反应。
②取代反应：a ．卤代反应：苯与液溴发生溴代反应的化学方程式为＋Br 2――→FeBr 3—Br ＋HBr 。
高考化学主题1 几种常见的烃
有机化合物高考第一轮复习主题1 几种常见的烃1.三种烃的结构、物理性质比较考点一 甲烷、乙烯、苯的结构与性质甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6结构式结构简式CH4CH2 CH2结构特点只含单键的饱和烃含碳碳双键的不饱和烃碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键空间构型正四面体平面结构平面正六边形物质性质无色气体,难溶于水无色、有特殊气味的液体2.三种烃的化学性质(1)甲烷(CH4)CH4+2O2 CO2+2H2OCH4+Cl2 CH3Cl+HCl(2)乙烯(CH 2 CH2)(3)苯(C6H6)3.烷烃(1)烷烃的结构与性质通式C n H2n+2(n≥1)结构链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列;碳原子间以单键相连,其余价键均被氢原子饱和特点一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构;1 mol C n H2n+2含共价键的数目是(3n+1)N A物理性质密度:随着分子中碳原子数的增加而增大,但都小于水的密度;熔、沸点:随分子中碳原子数的增加而升高;状态:气态→液态→固态,一般来说,碳原子数小于5的烷烃,常温下呈气态化学性质取代反应;氧化反应(燃烧);分解反应(高温裂解)(2)烷烃的习惯命名法①当碳原子数n≤10时,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;当n>10时,用汉字数字表示。
②当碳原子数n相同时,用正、异、新来区别。
如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷,(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷,C(CH3)4称为新戊烷。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)甲烷的化学性质很稳定,不能与氧气、酸性KMnO4溶液、强酸、强碱等反应。
( )(2)1 mol甲烷和1 mol氯气发生取代反应生成的有机产物只有CH3Cl。
( )(3)甲烷和氯气生成一氯甲烷的反应类型与苯和硝酸生成硝基苯的反应类型相同。
( )(4)用酸性KMnO4溶液既可以鉴别CH4和 ,又可以除去CH4中的。
20090309高二化学(第2-1节__脂肪烃)
溶液紫色逐渐褪去
CH≡CH+HCl催化剂 CH2=CHCl（制氯乙烯）
△
CH≡CH+H2O
△
CH3CHO（制乙醛）
思考
1、 在烯烃分子中如果双键碳上连接了两 个不同的原子或原子团，将可以出现顺反异构， 请问在炔烃分子中是否也存在顺反异构？
2 、根据乙烷、乙烯、乙炔的分子结构特 点，你能否预测乙炔可能具有什么化学性质？
10CO2 ↑ + 12MnSO4 + 6K2SO4 + 28H2O
（3）加聚反应：
由相对分子质量小的化合物分子互相 结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做聚 合反应。 由不饱和的相对分子质量小的化合物 分子结合成相对分子质量大的化合物分子，这 样的聚合反应同时也是加成反应，所以这样聚 合反应又叫做加聚反应。 nCH2==CH2
小结
本节学习乙炔的结构、制法、重要性质和 主要用途。
乙炔结构 是含有CC叁键的直线型分子
化学性质 可燃性, 氧化反应、加成反应。 主要用途 焊接或切割金属, 化工原料。
练习1: 乙炔是一种重要的基 本有机原料，可以用来制备 氯乙烯,写出乙炔制取聚氯乙 烯的化学反应方程式。 CHCH + HCl
一、烷烃和烯烃
1、烷烃
1）通式：
CH4 CH2 CH3CH3 CH2 CH3CH2CH3 CH2 …… CnH2n+2
2）同系物：
分子结构相似，在分子组成上相差一个或若干 个CH2原子团的物质，互称为同系物。
3）物理性质：
随着分子中碳原子数的增多，烷烃同系物的物 理性质呈现规律性变化，即熔沸点逐渐升高， 密度逐渐增大。
5、描述CH3—CH = CH—C≡C—CF3分子结构的下列 叙述中正确的是（ ） A．6个碳原子有可能都在一条直线上
有机化合物的结构 有机化合物中碳原子的成键特点与结构的表示方法高二化学(沪科版2020选择性必修3)
元素周期表中的部分元素的电负性截取
碳氢键之间为极性键
碳碳键之间为极性键
01 有机化合物中碳原子的成键特点
钠与水和乙醇反应的实验
实验操作
向盛有蒸馏水的烧杯中 加入一小块钠
向盛有无水乙醇的烧杯 中加入一小块同样大小 的钠
实验现象
实验结论
01 有机化合物中碳原子的成键特点
实验原理 实验现象
剧烈程度
水和钠
将碳、氢元素符 号省略，每个拐 点或终点均表示 有一个碳原子。
02 有机化合物结构的表示方法
请根据葡萄糖的结构简式写出其键线式
以葡萄糖为例展示其结构简式
O CH2 CH CH CH CH C H OH OH OH OH OH
HO
葡萄糖的键线式
OH OH H
OH OH O
使用键线式表示较复杂有机化合物较为清晰简便。
3
• 3.一般形成4个单键 的碳原子为饱和碳 原子,否则为不饱和 碳原子,而有C-H键 的易发生取代反应, 有 C = C与 C 三 C键 的易发生加成反应。
01
乙烯分子的碳碳双键中的一个键较另一 个键容易断裂；类似地，乙炔分子的碳 碳三键中有两个键较另一个键容易断裂 。所以乙烯、乙炔均能发生加成反应， 这也是含有不饱和碳原子的有机物常见 的性质。
非极性键
非极性键
σ键
极性键
化学性质 取代反应 — — 加成反应 — — 加成反应 — — 取代反应 取代反应、 与钠反应
02 有机化合物结构的表示方法
种类 球棍模型
特点
小球表示原子，短棍代表 共价键
空间填充模型
用不同体积大小的小球表 示不同原子
实例
课堂练习
1 下列物质的结构简式中,书写正确的是( C )
乙烯分子构型
乙烯分子构型乙烯是一种非常重要的有机化合物，也是最简单的烯烃之一。
它由两个碳原子和四个氢原子组成，化学式为C2H4。
乙烯分子的构型非常特殊，具有一定的空间结构，这使得它在许多化学反应中表现出独特的性质和活性。
乙烯分子的构型可以用空间模型来描述。
在空间模型中，乙烯分子呈平面构型，两个碳原子位于同一平面上，而氢原子则位于碳原子的周围。
乙烯分子的平面构型使得它具有了一些特殊的性质。
乙烯分子的平面构型使得它具有了π键的存在。
π键是由两个p轨道上的电子相互叠加形成的，它比σ键更容易被攻击和断裂。
这使得乙烯分子在许多有机反应中具有较高的反应活性，可以发生加成、取代、聚合等多种反应。
乙烯分子的平面构型还使得它具有了共轭体系的特性。
共轭体系是指多个连续的π键在一个平面上相互作用形成的一种特殊结构。
乙烯分子由于具有两个相邻的π键，因此可以形成一个共轭体系。
共轭体系具有一系列特殊的性质，如共轭体系中的π电子可以自由移动，使得乙烯分子具有良好的导电性和光学性质。
乙烯分子的平面构型还使得它具有了空间取向性。
由于乙烯分子的平面构型，碳原子上的两个π电子云形成了一个平面，而氢原子则位于这个平面的两侧。
这种空间取向性使得乙烯分子在一些化学反应中具有特殊的立体选择性，可以选择性地发生一些特定的反应。
乙烯分子的构型不仅在化学反应中起到了重要的作用，也对乙烯分子的性质和用途产生了很大影响。
例如，由于乙烯分子的构型，它具有较高的反应活性和导电性，因此被广泛应用于化学合成、材料科学、能源领域等。
乙烯分子还可以通过聚合反应形成聚乙烯，聚乙烯是一种重要的塑料材料，广泛应用于包装、建筑、电子等领域。
乙烯分子的构型是其独特性质和活性的基础。
乙烯分子的平面构型使得它具有了较高的反应活性、良好的导电性和光学性质，可以发生多种化学反应和应用于多个领域。
乙烯分子的构型对于理解和应用乙烯具有重要意义，对于有机化学和材料科学的发展也具有重要影响。
高二化学人教版(2019)选择性必修三第第二章烃类知识点记忆背诵内容
烃类知识点背诵记忆内容一、烷烃1.甲烷的电子式与结构式：【答案】；2.甲烷燃烧的化学方程式及现象：【答案】CH4 + 2O2点燃→CO2+2H2O；火焰明亮呈蓝色3.烷烃的物理性质通性：【答案】烷烃均为分子晶体，其物理性质随着分子中碳原子数的递增呈规律性变化：熔沸点：随着碳原子数的增多，相对分子质量递增，熔沸点逐渐升高。
（支链越多，熔沸点越低）密度：相对密度均小于1溶解性：难溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂状态：常温下的存在状态由气态逐渐过渡到液态、固态C≤4为气态（新戊烷也为气态）；5-16为液态；≥17为固态4.链状烷烃的通式与结构：【答案】C n H2n+2；锯齿形而非直线形5.烷烃的化学性质（有通式写出通式）【答案】（1）氧化反应：烷烃能够燃烧生成CO2和H2O，但不能与强酸、强碱、强氧化剂【KMnO4(aq)】反应。
（2）取代反应（3）分解反应：烷烃在高温条件下能够发生裂化或裂解。
6.烷烃取代反应的特点：【答案】①在光照条件下②与纯卤素反应②1mol卤素单质只能取代1molH②连锁反应，有多种产物（卤代烃和卤化氢气体）7.习惯命名法中十个碳原子以下的名称为：【答案】甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸8.丙烷失去一个氢原子后的烃基有几种，写出结构简式？【答案】2种，正丙基(—CH2CH2CH3)和异丙基[—CH(CH3)2]9.丁烷丁烷失去一个氢原子后的烃基有几种，写出结构简式？【答案】4种，正丁基(—CH2CH2CH2CH3)、仲丁基[—CH(CH3)CH2CH3]、异丁基[—CH2CH(CH3)2]、叔丁基[—C(CH3)3]10.系统命名法的步骤及原则：【答案】（1）选主链：碳链最长、支链最多；（2）编序号：“近”、“简”、“小”—①近：从离支链最近的一端开始编号；②“简”：支链同近时，从较简单的一端编号；②“小”：同近同简时，考虑支链编号之和最小（3）写名称：先简后繁，相同合并，位号指明二、烯烃1.乙烯的电子式、结构式与结构简式：【答案】；；CH2=CH22.乙烯的物理性质：【答案】无色、稍有气味的气体、密度略小于空气，难溶于水，易溶于CCl4等有机溶剂。
高二化学《物质结构与性质》精品课件8：2.2.1一些典型分子的空间构型
4．sp 型杂化轨道分类
杂化类型
sp1
sp2
sp3
参与杂化的原子 1 个 s 和 1 1 个 s 和 2 1 个 s 和 3
轨道及数目 个 p 轨道 个 p 轨道 个 p 轨道
杂化轨道的数目 _2___
_3___
4
杂化轨道间的夹
_1_8__0_°_ _1_2__0_°__ _1_0_9__.5_°_
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。
例如：
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型
CO2
12(4＋0)＝2
sp1
CH2O 12(4＋2＋0)＝3
sp2
CH4
12(4＋4)＝4
sp3
SO2
12(6＋0)＝3
sp2
NH3
12(5＋3)＝4
sp3
典例 (高考组合题)(1)(2012·山东高考节选)甲醛(H2C O) 在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内 C 原 子的杂化方式为________，甲醇分子内的 O—C—H 键角 ________( 填 “ 大 于 ”“ 等 于 ” 或 “ 小 于 ”) 甲 醛 分 子 内 的 O—C—H 键角。
氰化 H—C≡N
氢 sp1
乙炔 H—C≡C—H
2个σ键 2个π键 3个σ键 2个π键
180° 直线形 180° 直线形
4.当杂化轨道中有未参与成键的孤对电子时
由于孤对电子对成键电子对的排斥作用，会使分子的 构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3 杂化轨道有2个是由孤对电子占据的，其分子不呈正四面体 构型，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤 对电子占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。
甲烷的立体结构
甲烷的立体结构甲烷，化学式CH4，是一种无色、无臭的气体，也是天然气的主要成分之一。
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，其立体结构对于理解甲烷的性质和反应至关重要。
甲烷的立体结构可以用VSEPR理论（分子的价电子对排斥理论）来解释。
根据这个理论，甲烷的碳原子周围有四个价电子对，它们排列成一个正四面体的形状。
碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子均位于四个顶点上。
这种立体结构使得甲烷分子呈现出非极性的特性。
由于四个氢原子均相同，且位于甲烷分子的四个角上，甲烷分子的电负性分布均匀，没有电荷偏移，因此甲烷是一个非极性分子。
甲烷的非极性使其具有一些特殊的性质。
首先，它是一种很稳定的化合物，不容易与其他物质发生反应。
这是因为甲烷分子中的碳-氢键非常强大，需要大量能量才能打破这些键。
此外，由于甲烷是非极性的，它在溶解性和挥发性方面与极性分子有所不同。
甲烷在自然界中广泛存在，特别是在沉积岩层中。
它是一种主要的温室气体，对地球的气候变化有重要影响。
然而，甲烷也是一种重要的能源资源，被广泛用于燃料和化工工业。
甲烷的立体结构对于理解其反应机理也至关重要。
由于甲烷的碳-氢键强度很高，它在常温下不容易发生反应。
但在高温和高压条件下，甲烷可以与氧气反应生成二氧化碳和水，释放出大量的能量。
这是燃烧过程中常见的反应，也是甲烷作为能源的重要特性之一。
甲烷还可以通过一系列的化学反应转化为其他化合物。
例如，它可以与氯气反应生成氯代甲烷，也可以与溴反应生成溴代甲烷。
这些反应都涉及到碳-氢键的断裂和新键的形成，进而改变甲烷分子的立体结构。
甲烷的立体结构对于理解其性质和反应机理至关重要。
通过VSEPR 理论，我们可以知道甲烷分子呈现出正四面体的形状，使其成为一个非极性分子。
这种立体结构决定了甲烷的稳定性、溶解性、挥发性以及与其他物质的反应性。
深入理解甲烷的立体结构，有助于我们更好地应用和探索这一重要的化合物。
4.1.1 杂化轨道理论与分子的空间构型-高二化学下学期教学同步辅导(苏教版 物质结构与性质)
专题4 分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质4.1.1 杂化轨道理论与分子的空间构型（1）【学习目标】1.了解杂化轨道理论的基本内容。
2.了解3种杂化轨道类型与分子空间构型的关系。
2.了解碳原子的杂化轨道。
【核心知识点】1.杂化轨道理论。
2.常见分子的杂化轨道类型。
【基础知识梳理】一、杂化轨道理论1.杂化轨道理论的来由为了解释_______等分子的空间构型，美国化学家________于1931年提出的。
2.杂化与杂化轨道在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干________的原子轨道重新组合，形成一组_______相等、______相同的新轨道，这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
3.杂化轨道理论的要点（1）在形成分子时，某些不同类型、能量________的原子轨道重新组合成一组新的轨道。
（2）杂化轨道是不同于原来的轨道的一组新的轨道，新的轨道_______相等、______相同，且有一定的______取向。
（3）杂化轨道与其他原子轨道的形成_______键。
二、用杂化轨道理论3种典型分子的空间构型1.CH4分子的空间构型（1）杂化轨道的形成碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，____个2s轨道和_____个2p轨道“混合”，形成____________、____________的4个sp3杂化轨道。
基态原子轨道激发态原子轨道杂化轨道sp3杂化轨道的空间构型4个sp3杂化轨道在空间呈___________，轨道之间的夹角为_________。
（2）共价键的形成与CH4分子的空间构型碳原子的4个_______轨道分别与4个氢原子的_____轨道重叠，形成4个相同的_____键。
CH4分子为空间构型为_________，分子中C—H键之间的夹角为__________。
2.BF3分子的空间构型（1）杂化轨道的形成B原子的2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，____个2s轨道和_____个2p轨道“混合”，形成____________、____________的3个sp2杂化轨道。
高二化学分子的空间结构
SF6 (6+6)/2=6
孤对电子、重键电子对斥力较大，会影响分子几何构型。 如 NH3 4原子成三角锥形键角107.3; H2O 3原子成三角形键角104.5; O=CCl2 4原子成三角形,键角124.3、111.4。
了解极性有无的含义与判断方法、对物质性质的影响
分 子 的 极 性
极性有无决定于 ：正负电荷中心是否重合（电偶极矩 为0）
备课参考 ABm型分子价电子对数n的计算：(O与S配位原子以不提 供计价电子计) n=（中心原子的价电子数+各个配位原子提供的价电 子数）/2 HgCl2 (2+2)/2=2 BF3 (3+3)/2=3 O=CCl2 (4+2)/2=3 NH3 (5+3)/2=4
H2O (6+2)/2=4
CCl4 PCl5、 (4+4)/2=4; (5+5)/2=5
编写 思路
结构模拟
揭示分子构型与物质性质的关系
认识杂化 轨道
Байду номын сангаас
理解分 子构型
图4-8
NH3、H2O分子结构示意图
说明物 质性质
极性、旋光性、溶解性
杂化轨道
在成键时，能量相近的原子轨道形成杂化轨道。
NH4+
有机分子 碳原子轨 道 杂化方式 分子形状 特点
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
C 6 H6
4. 为什么有对映异构？手性碳原子的存在形成具有对映 异构体的手性分子。
关于分子空间结构的推测
1。运用杂化轨道概念---如甲烷、乙烯、二氧化碳分子 的空间构型 CO2 C原子以SP杂化轨道与两个O原子的 一个 P电子形成σ键，C原子的两个P电子分 别和两个 O原子的另一个P电子和孤对电子形成两个三电子 键。 2。价层电子子对互斥理论（VSEPR）---分子中的价电 子对（成键电子对和孤对电子）由于相互排斥，尽可能趋 于彼此远离，形成单键的价电子对，在空间尽可能取对称 结构，使电子对斥力最小。 价电子对数目n=2、3、4，电子对几何分布呈直线、三 角形、正四面体。以此，可以确定分子构型。
共价键与分子的空间结构+教学设计高二化学人教版(2019)选择性必修2
第2节共价键与分子的空间构型（第一课时）【教学目标】1、通过分析甲烷、乙烯、乙炔、苯、氨分子的空间结构，了解杂化轨道理论和价电子对互斥理论，建立分子空间结构模型的推导方法，发展证据推理与模型认知化学学科核心素养；2、通过阅读教材，了解分子的对称性、分子的极性及分子极性与分子空间结构、分子性质的联系，了解手性分子在生命科学等方面的应用，形成理论联系实际的观念。
【教学重难点】重点：杂化轨道理论、价电子对互斥理论难点：分子的空间结构【教学用具】学案、PPT【教学过程】【新课引入】早期用于减轻妇女妊娠反应的药物沙利度胺，曾导致许多胎儿畸形。
科学家们对沙利度胺进行了深入的研究，发现沙利度胺有两种对映异构体，其中右旋异构体没有副作用，而左旋异构体则与致畸有关。
那么什么样的分子存在对映异构体呢?【课中讲解】一.分子空间结构的理论分析1.杂化轨道理论（1）杂化轨道的定义在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫作原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道叫作杂化原子轨道，简称杂化轨道。
特点：同一组杂化轨道的能量、形状、成分完全。
（2）杂化轨道理论的要点相同，杂化轨道的空间取向一定能量相近原子在成键时，同一原子内能量相近的原子轨道重新组合形成新的、能量相同的原子轨道数目不变参与杂化的原子轨道数等于形成的杂化轨道数成键能力增强杂化改变了原有原子轨道的能量、形状和空间取向，使原子的成键能力增强排斥力最小杂化轨道的能量相同，为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道空间取向不同，夹角也不同2. 用杂化轨道理论解释分子的空间结构（1）sp³杂化与甲烷(CH₄)分子的空间结构sp³杂化轨道1个ns轨道与3 个np轨道的杂化称为sp³ 杂化，所形成的四个杂化轨道称为sp³杂化轨道。
四个sp³杂化轨道在空间中均匀分布，轨道间夹角为109°2 8'，其空间结构为正四面体形CH₄中碳原子的杂化过程示意图与成键过程CH ₄中的碳原子的四个杂化轨道分别与四个氢原子的1s 轨道重叠形成四个共价键。
甲烷、乙烯、乙炔知识点最全课件
一.甲烷的实验室制法
1. 原理：
CaO CH3COONa + NaOH Δ → CH4 + Na2CO3
2. 机理(历程)：
H O H O H-C-C-ONa + NaO-H → H-C- H + NaO-C-ONa H H
3. 装置：
发生
反应类型
连接
状态
收集
回收
溶解度密度 毒挥燃 CaO CH3COONa + NaOH Δ → CH4 + Na2CO3
固· 固· 加热型
气/不溶/可燃
回顾：实验室制O2、CI2、CO2、的实验装置
讨论：
1. 实验室制甲烷，反应物选用溶液是否可 以？为什么？ NO ! 在溶液中，盐和碱都将发生电离， 无法实现机理中的断键方式。
2. 为什么用碱石灰而不直接使用NaOH？ (1)该反应需保证在无水环境下(干燥剂) (2)NaOH与SiO2在加热条件下反应 (减小NaOH与玻璃的接触面)
硫化钙、砷化钙、磷化钙 等杂质，跟水作 用生成了H2S、ASH3、PH3等气体有特殊的 气味所致。除去杂质常用的试剂 为 CuSO4 溶液。
4. CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都是 相似的碳化物，请通过对CaC2制C2H2的反 应进行思考，从中得到必要的启示，写出 下列反应的产物
练习：写出丙烯分别与Br2、H2O、HCl发生加 成反应的化学方程式。 CH3CH=CH2+Br2→CH3－CH－CH2
Br CH3CH=CH2+H2O→ OH
Br
CH3－CH－CH3(主产物 ) CH3－CH2－CH2－ OH
CH3－CH－CH3(主产物)
CH3CH=CH2+HCl→ Cl CH3－CH2－CH2－Cl
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
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甲烷
乙烯
乙炔
一、甲烷
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• 分子式为：CH4 • ∠HCH的键角：109°28′ • C—H键的键能：413kJ/mol • 甲烷分子为正四面体型结构
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二、乙烯
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注：叁键的的键能是812kJ/mol，比三个单键的键能之和要小得多。
乙炔分子的空间构型是一直线型。
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Hale Waihona Puke • 分子式：C2H4 • 键角：120° • 双键的键能：615kJ/mol。 • 注：乙烷分子C—C单键的键能是
348kJ/mol。碳碳双键的键能并
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三、乙炔
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分子式：C2H2 C≡C跟C—H键间的夹角：180°
叁键键能：812kJ/mol