什么是分子的空间结构
化学键与分子的空间构型
化学键与分子的空间构型化学键是化学中的一个重要概念，它是描述原子之间结合的力。
在化学键的形成中，电子在原子之间转移、共享或重排，从而形成化学键。
通过化学键，原子可以组合成分子，并且这些分子的三维空间构型对它们在化学反应中的性质和活性起着至关重要的影响。
分子的空间构型是指分子中原子的空间排列方式。
原子之间的化学键的性质决定了分子的空间构型。
例如，共价键是由共享电子形成的一种连接形式。
共价键的键长和键角对分子的结构起着重要作用。
不同键长和键角会导致分子的不同构型。
例如，氨分子（NH3）和水分子（H2O）中的键角不同，从而使得氨分子呈现三角锥形构型，而水分子呈现微弯的构型。
除了共价键，离子键也是分子空间构型的一个重要因素。
离子键是由原子之间的电荷吸引力形成的。
正离子和负离子通过电荷吸引力相互结合形成离子键。
离子键的键能较高，使得离子在晶体中排列有序。
这种有序排列决定了离子晶体的空间构型。
例如，氯化钠晶体中，钠离子和氯离子以菱形密堆积的方式排列，形成立方晶系的构型。
另一种常见的化学键类型是金属键。
在金属中，金属原子之间通过顺滑的电子云相互结合形成金属键。
由于金属键的性质，金属具有良好的导电性和导热性。
金属键的强度和金属原子之间的排列方式决定了金属的物理性质和力学性质。
例如，钢中的铁原子通过金属键排列有序，形成具有高强度和韧性的晶格结构。
还有一种特殊的化学键类型是氢键。
氢键是由氢原子与较电负的原子（如氮、氧、氟）之间的电荷吸引力形成的键。
氢键通常较强，但比共价键和离子键弱。
氢键在生物体系中起着重要的作用。
例如，DNA分子的螺旋结构就是由氢键稳定的，这使得DNA能够保存遗传信息。
化学键的性质和分子的空间构型是相互关联的。
化学键的类型和强度决定了分子的整体结构。
分子的空间构型会影响分子的性质和反应性质。
例如，如果一个分子具有线性构型，那么它的极性可能较强，从而影响溶解度和反应性。
此外，分子的空间构型还与分子之间的相互作用有关，从而影响化学反应的速率和选择性。
化学空间结构
化学空间结构
化学空间结构是指分子或化合物在三维空间中的排列方式。
化学空间结构的研究对于理解分子的性质和反应机理具有重要意义。
分子的空间结构可以通过实验方法和计算方法来确定。
实验方法包括X射线衍射、核磁共振、红外光谱等。
计算方法包括分子力学、量子化学等。
分子的空间结构可以分为线性、平面、立体三种类型。
线性分子的原子排列在一条直线上，如氢气分子。
平面分子的原子排列在同一平面上，如苯分子。
立体分子的原子排列在三维空间中，如甲烷分子。
分子的空间结构对于分子的性质和反应机理有着重要的影响。
例如，分子的极性和立体构型会影响分子的化学反应性质。
分子的空间结构还可以影响分子的物理性质，如沸点、熔点等。
在有机化学中，分子的空间结构对于手性化合物的合成和分离具有重要意义。
手性化合物是指分子存在非对称碳原子，具有左右对称性不同的两种异构体。
手性化合物的合成和分离需要考虑分子的空间结构。
化学空间结构是化学研究中的重要概念，对于理解分子的性质和反应机理具有重要意义。
《分子的空间结构》 说课稿
《分子的空间结构》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《分子的空间结构》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“分子的空间结构”是高中化学选修三《物质结构与性质》模块中的重要内容。
在此之前，学生已经学习了原子结构、共价键等知识，为本节内容的学习奠定了基础。
这部分内容不仅是对前面知识的深化和拓展，也为后续学习晶体结构等知识做好铺垫。
本节课主要介绍了分子的空间结构的相关概念，包括价层电子对互斥理论、杂化轨道理论等，通过这些理论来解释和预测分子的空间构型，帮助学生从微观角度理解物质的结构和性质之间的关系。
二、学情分析学生在之前的学习中已经具备了一定的原子结构和化学键的知识，但对于分子的空间结构的认识还比较模糊。
高二的学生思维活跃，具有较强的好奇心和求知欲，但抽象思维能力和空间想象力还有待提高。
因此，在教学中需要通过形象直观的方式引导学生理解抽象的概念，激发学生的学习兴趣，培养学生的思维能力。
1、知识与技能目标（1）了解价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的基本内容。
（2）能够运用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论解释和预测简单分子的空间构型。
2、过程与方法目标（1）通过对分子空间构型的探究，培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。
（2）通过模型构建和小组讨论，培养学生的合作学习能力和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生感受化学世界的奇妙，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的基本内容。
（2）运用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论解释和预测分子的空间构型。
（1）杂化轨道理论的理解和应用。
（2）准确判断分子的中心原子的价层电子对数。
五、教学方法为了突出重点，突破难点，实现教学目标，我将采用以下教学方法：1、讲授法：讲解价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的基本概念和原理，使学生对新知识有初步的了解。
分子的空间构型(课件PPT)
为平面正三角形。
BF3分子形成
2s
2p
激发 2s
2p
正三角形
B的基态
激发态
F
B
120°
F
F
sp2 杂化态
碳的sp2杂化轨道
sp2 杂 化 ： 三 个 夹 角 为 120° 的 平 面 三 角 形 杂 化轨道。
等性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。
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基
BeCl2分子形成
2p 2s
2p 2s
激发
直线形 杂化
Be基态
Cl
180
Be Cl
激发态
键合
sp杂化态 直线形
化合态
碳的sp杂化轨道
sp 杂 化 ： 夹 角 为 180° 的直线形杂化轨道。
易错点04 分子结构与性质-备战2022年高考化学考试易错题(解析版)
易错点04 分子结构与性质易错题【01】VSEPR 模型和空间构型①VSEPR 模型反映中心原子的价层电子对的空间结构，而分子（或离子）的空间结构是指σ键电子对的空间构型，不包括孤电子对。
②VSEPR 模型和分子的空间构型不一定相同，还要看中心原子是否有孤电子对，若不含孤电子对，二者空间构型相同，否则，不相同。
③根据VSEPR 模型判断分子（或离子）的空间结构时，要略去孤电子对。
易错题【02】判断中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型：①直线形—sp ，②平面三角形—sp 2，③四面体形—sp 3。
(2)根据杂化轨道间的夹角：①109.28°—sp 3，②120°—sp 2，③180°—sp 。
(3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子)：2对—sp 杂化，3对—sp 2杂化，4对—sp 3杂化。
(4)根据σ键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)：①含C 有机物：2个σ—sp,3个σ—sp 2,4个σ—sp 3。
②含N 化合物：2个σ—sp 2,3个σ—sp 3。
③含O(S)化合物：2个σ—sp 3。
(5)根据等电子原理：如CO 2是直线形分子，CNS －、N －3与CO 2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp 杂化。
易错题【03】共价键的极性与分子极性的关系易错题【04】共价键和分子间作用力的比较分子间作用力 共价键分类范德华力氢键(包括分子内氢键、分子间氢键) 极性共价键、非极性共价键 作用粒子 分子或原子(稀有气体)氢原子与氧原子、氮原子或氟原子 原子特征 无方向性、饱和性 有方向性、饱和性有方向性、饱和性强度比较共价键>氢键>范德华力影响其强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点和溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质熔、沸点升高，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越强易错题【05】手性碳原子的判断：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子叫做手性碳原子。
分子结构的空间构型和性质
分子结构的空间构型和性质分子结构的空间构型是指分子中各个原子之间的排列方式和相对位置。
这种空间构型决定了分子的性质。
对于有机化合物和生物分子等大分子化合物，它们的空间构型尤为重要。
例如，蛋白质的结构决定了它的功能，而类固醇分子的空间构型也极大地影响了它的生物活性。
因此，对于化学家来说，深入了解分子结构的空间构型和性质是非常必要的。
分子的空间构型通常可以用分子模型来表示，分子模型可以是立体模型、分子球棍模型或者电子云模型。
其中，立体模型最能反映分子的三维结构，即原子之间的空间关系，而分子球棍模型主要用于直观地表示分子中各个原子的种类、数量和化学键。
电子云模型则通常用于描述分子中电子云的密度分布和化学键的性质。
当我们了解了分子的空间构型后，就可以进一步探讨分子的性质。
分子的性质包括化学性质和物理性质。
化学性质指的是分子在不同环境下的化学反应，而物理性质则包括分子的热力学性质和物理学性质等。
分子的空间构型决定了化学反应的发生方式和速度。
例如，不对称的分子更容易参与立体选择性反应，因为反应的发生取决于反应物之间的空间安排。
另外，分子的空间构型也会影响分子的手性。
手性指的是分子的镜面对称性，对称的手性分子和非对称的手性分子可能会具有完全不同的性质。
例如，抗生素“红霉素”和“克拉霉素”的化学结构几乎相同，但它们的空间构型不同，因此它们的手性也不同。
这意味着它们的生物活性、吸收性和代谢方式等都会有所不同。
此外，分子的空间构型也可以影响分子的热力学性质。
分子的热力学性质是指分子在不同温度和压力下的物理状态和热学性质。
例如，分子的空间构型可以影响分子的熔点和沸点，因为它们决定了分子中的各个原子的相对位置和分子之间的相互作用力。
分子的空间构型还可以影响分子的光学旋光度、溶解度、稳定性以及有机溶剂和水的亲疏性等性质。
总之，分子的空间构型和性质之间存在密切的关系。
了解分子的空间构型可以帮助我们深入了解分子的物理和化学性质，从而实现对分子结构和性质的精确设计和控制。
分子的空间结构_课件
求分子的立体构型
然后，略去孤电子对，便可得到分子的立体构型 。比如，H2O和NH3的中心原子各有_2__对和_1__对孤电子对，价 层电子对都是_4__对，这些价层电子对形成的是_四__面__体____形的 VSEPR模型。
求分子的立体构型
略去孤电子对，便得到H2O的立体构型为_V__形____，NH3的立体 构型为__三__角__锥__形___。如下所示：
常见分子的立体结构
下列分子根据其分子立体构型连线
。
分子
A：H2O
B：CO2C
：NH3
D：CH2O
E：CH4
分子的立体构型 ①直线形 ②V形 ③平面三角形 ④三角锥形 ⑤正四面体形
答案 A—② B—① C—④ D—③ E— ⑤
VSEPR理论的含义
CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2呈直线形而H2O 呈V形？CH2O和NH3都是四原子分子，为什么CH2O呈 平面三角形而NH3呈三角锥形？
为了探究其原因，发展了许多结构理论。这节课我们来学 习其中一种较简单的理论——价层电子对互斥理论 (VSEPR theory) 。
VSEPR：Valence Shell Electron Pair Repulsion的缩写 。
VSEPR理论的含义
价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是_价__层__电__子___对___相 互排斥的结果。
求分子的立体构型 应用VSEPR理论对几种分子或离子立体构型的推测 ：
0
2
ห้องสมุดไป่ตู้
0
3
1
3
直线形 平面三角形
V形
求分子的立体构型
0
4
1
4
化学中的分子结构和空间构型
化学中的分子结构和空间构型分子结构和空间构型是化学中的重要概念，它们对于理解分子性质和反应机制具有重要意义。
在化学中，分子结构指的是分子中原子的相对位置和连接方式，而空间构型则描述了分子在三维空间中的排列方式。
本文将从分子结构和空间构型的基本概念、分子结构的表示方法和空间构型的分类等方面进行阐述。
首先，分子结构是指分子中原子之间的连接方式和排列。
原子之间的连接通过共价键或离子键实现，而原子之间的排列、相对位置则决定了分子的性质和反应行为。
分子结构的表示通常使用结构式、线角式、空间填充式等形式。
其中，结构式是一种常用的表示方法，它通过线段和点的连接来表达分子中的原子和它们之间的键。
线角式则通过将原子用线段表示，连接处的角度表示键的方向。
空间填充式则是以实心球来表示原子，通过球的大小来表示原子的大小，以及原子之间的空间关系。
这些表示方法可以有效地帮助我们理解分子结构和进行分子的模拟研究。
其次，空间构型描述了分子在三维空间中的排列方式。
分子的空间构型与原子的相对位置和取向有关，因此空间构型也影响着分子的性质和反应机制。
常见的空间构型包括线性构型、平面构型、三角锥构型、四面体构型等。
线性构型指的是分子中原子的排列呈直线状，如氨分子等。
平面构型指的是分子中原子排列在同一平面上，如苯分子等。
三角锥构型指的是分子中一个原子为顶点，其余原子排列在底面的三角形上，如三氯化硼分子等。
四面体构型指的是分子中一个原子为中心，三个原子排列在其周围的三个顶点上，如甲烷分子等。
空间构型的不同将导致分子具有不同的对称性和性质，进而影响分子的化学反应。
另外，化学中的分子结构和空间构型还涉及到立体化学的研究。
立体化学是研究分子空间构型和立体异构体的学科，它对于理解分子的构建和反应机理非常重要。
在研究立体化学时，我们常常使用斜角投影法和虚化键线法等技术来表示分子的三维构型。
斜角投影法是一种常用的表示方法，它使用斜线和角度表示分子中的原子和键，可以清晰地展示分子的空间构型。
分子空间结构模型
分子空间结构模型一、引言分子空间结构模型是描述分子在空间中的排列和相互作用的模型。
它是研究分子结构和性质的重要工具。
本文将从分子空间结构模型的基本概念、构建方法和应用领域等方面进行介绍。
二、基本概念1. 分子空间结构分子空间结构是指分子中原子之间的相对位置关系。
它包括原子之间的距离、角度和扭曲等几何参数。
2. 分子构象分子构象是指分子在空间中的不同排列方式。
分子的构象可以由原子的坐标表示，也可以用键角、二面角等几何参数描述。
三、构建方法1. 实验方法实验方法包括X射线衍射、中子衍射、核磁共振等。
这些方法可以通过测量分子的散射模式或谱图来确定分子的空间结构。
2. 计算方法计算方法包括量子力学计算、分子力场计算等。
量子力学计算可用于预测分子的几何构型和能量。
而分子力场计算则通过经验公式来模拟分子的相互作用。
四、应用领域1. 药物设计分子空间结构模型在药物设计中起着重要作用。
通过研究药物分子的空间结构，可以预测其与靶标蛋白的相互作用方式，进而设计出具有高活性和选择性的药物分子。
2. 材料科学分子空间结构模型在材料科学中也有广泛应用。
研究材料分子的空间结构可以帮助理解材料的性能和功能，并指导材料的设计和合成。
3. 生物学在生物学研究中，分子空间结构模型被广泛应用于研究蛋白质的结构和功能。
通过分析蛋白质的空间结构，可以揭示其生物活性位点和相互作用机制，为药物研发和疾病治疗提供理论基础。
4. 环境科学分子空间结构模型在环境科学中也有重要应用。
研究分子在环境中的空间排列可以帮助理解分子的迁移和转化过程，为环境污染控制和修复提供科学依据。
五、总结分子空间结构模型是研究分子结构和性质的重要工具。
通过实验和计算方法构建分子空间结构模型，可以揭示分子的几何构型、相互作用方式和性质。
分子空间结构模型在药物设计、材料科学、生物学和环境科学等领域都有广泛应用。
未来随着技术的不断发展，分子空间结构模型的研究将进一步深入，为科学研究和应用创新提供更强大的支持。
分子的对称性和空间构型
分子的对称性和空间构型在化学中，分子的对称性和空间构型是两个重要的概念。
对称性是指分子在一些操作下保持不变的性质，而空间构型则是描述分子中原子的相对位置和排列方式。
这两个概念在研究分子性质和反应机理中起着至关重要的作用。
首先，让我们来探讨分子的对称性。
对称性是指分子在一些操作下保持不变的性质，比如旋转、反射、转动等。
分子的对称性可以通过对称元素来描述，包括轴对称元素和面对称元素。
轴对称元素是指分子中存在一个轴，沿着这个轴旋转分子一定角度后，分子与原来的位置完全重合。
常见的轴对称元素有Cn轴（n为整数）和S2n轴（n为整数）。
面对称元素是指分子中存在一个面，将分子沿着这个面反射后，分子与原来的位置完全重合。
常见的面对称元素有σ面。
对称性对于分子的性质和反应机理的研究非常重要。
对称性可以决定分子的光谱性质、化学反应的速率和选择性等。
例如，分子的对称性可以决定分子的振动光谱中是否存在红外活性峰。
在化学反应中，对称性可以决定反应的速率和反应产物的选择性。
因此，通过对分子的对称性进行研究，可以更好地理解分子的性质和反应机理。
接下来，我们来讨论分子的空间构型。
空间构型是描述分子中原子的相对位置和排列方式的概念。
分子的空间构型可以通过分子的立体结构来描述。
分子的立体结构可以通过实验技术如X射线衍射、核磁共振等确定。
在分子的立体结构中，原子的相对位置和排列方式对于分子的性质和反应机理有着重要的影响。
例如，分子的立体结构可以决定分子的手性性质。
手性分子是指与其镜像不可重叠的分子，具有手性的分子在光学活性、药物作用等方面表现出独特的特性。
此外，分子的立体结构还可以决定分子之间的相互作用，如分子间的氢键、范德华力等。
分子的对称性和空间构型在化学中的应用非常广泛。
在有机化学中，对称性和空间构型的研究可以帮助我们理解有机分子的合成和反应机理。
在无机化学中，对称性和空间构型的研究可以帮助我们理解无机化合物的性质和反应机理。
高一化学空间结构知识点
高一化学空间结构知识点空间结构是化学中一个重要的概念。
它涉及到分子的三维排列和几何形状。
通过了解分子的空间结构，我们可以更好地理解分子之间的相互作用和化学反应。
本文将从基本概念开始，逐步介绍高一化学中的空间结构知识点。
1.原子和分子的空间结构原子是构成分子的基本单位。
每个原子都有一定的空间结构，由原子核和电子云组成。
原子核位于中心，电子云则围绕着原子核。
原子的空间结构可以通过电子云的分布来描述。
2.共价键和空间结构共价键是两个原子间的一种化学键。
当两个原子共用一对电子时，它们之间就形成了共价键。
共价键的形成对于分子的空间结构有重要影响。
根据共价键的性质和电子云的分布，可以将分子分为线性、三角形平面、四面体和其他几何形状。
3.分子的简单几何形状在化学中，我们经常遇到一些简单的分子几何形状。
例如，当分子中的原子在空间中排列成一条直线时，我们称之为线性分子。
当分子中的原子在空间中排列成一个三角形平面时，我们称之为三角形平面分子。
这些简单的分子几何形状是理解复杂分子空间结构的基础。
4.分子的多中心键和空间结构有些分子中存在多个原子之间的共价键。
这些多中心键的存在会导致分子的空间结构更加复杂。
例如，二氧化硫（SO2）分子中的硫原子和两个氧原子之间形成两个共价键，使得分子的空间结构呈V 形。
5.构象异构体和空间结构构象异构体是指分子在空间中存在不同的排列方式。
这些不同的排列方式不仅会导致分子的空间结构不同，还可能影响分子的性质和反应。
例如，正丁烷（C4H10）可以存在两种构象异构体：直链构象和支链构象。
6.分子的手性和空间结构手性是指分子的镜像对称性。
手性分子有左右两种镜像体，它们在空间中无法重合。
手性分子的空间结构对于其化学性质和生物活性有重要影响。
例如，赛氨酸是一种手性氨基酸，其两种手性异构体具有不同的生物活性。
总结起来，空间结构是化学中一个重要的概念，涉及到分子的三维排列和几何形状。
通过了解分子的空间结构，我们可以更好地理解分子之间的相互作用和化学反应。
化合物的结构与分子的空间构型
化合物的结构与分子的空间构型化合物的结构和分子的空间构型是化学领域中重要的概念。
化合物的结构决定了其性质和行为，而分子的空间构型则描述了分子中原子的排列方式和空间取向。
通过研究化合物的结构和分子的空间构型，我们可以深入了解化学反应机理、材料特性以及生物活性等方面。
一、化合物的结构化合物的结构是指其组成元素之间的连接方式及原子之间的相对位置。
根据化学键的特性，化合物的结构可以分为离子化合物和共价化合物两类。
离子化合物通常由正负电荷吸引形成晶体结构，其中正负离子以离子键相连。
离子化合物的结构可由离子晶体结构描述，如氯化钠晶体中，钠离子与氯离子通过离子键相连。
共价化合物则由共用电子对形成共价键而连接原子。
共价化合物的结构可用共价键的方式来表示，例如水分子（H2O）中，氢原子与氧原子通过共价键连接。
除了离子晶体和共价键之外，还存在其他形式的化合物结构，如金属结构、配位化合物等。
这些不同的结构形式决定了化合物的性质和用途。
二、分子的空间构型分子的空间构型描述了分子中各原子的三维空间排列方式。
分子的空间构型能够影响分子的性质和反应活性。
分子的空间构型受到原子之间的键角、双键与单键之间的取向、空间位阻等因素的影响。
通过分子的空间构型，我们可以预测分子的形状和化学性质。
在描述分子的空间构型时，常常使用VSEPR理论（分子维氏知觉范式理论）。
VSEPR理论基于原子间的排斥，预测了分子的形状。
例如，在水分子中，氧原子的两对孤电子和两个氢原子形成了一个偏心分子，呈现出角度为104.5°的V形构型。
此外，分子的空间构型还与立体异构有关。
在立体异构中，分子的分子式不变，但原子在空间中的排列方式不同，导致产生不同的化学和生物活性。
例如，丙烯与环丁烯是同分异构体，分子式相同，但空间构型不同。
三、应用和意义化合物的结构和分子的空间构型的研究对于理解化学性质、反应机制以及预测材料性能具有重要意义。
在有机合成中，研究和确定化合物的结构和分子的空间构型有助于合成具有特定立体中心的化合物，并可以引导有机合成的路径及选择反应副路线。
分子的空间构型
SP3杂化
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。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离,使轨道间的排 斥最小,四个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体 的四个顶点.
种轨道称之为sp2杂化轨道。
sp2杂化轨道的形成和空间取向示意图
sp2杂化轨道的形成和特点：
由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2 杂化轨
道的过程称为sp2 杂化。每个sp2 杂化轨道中含有1/3 的s轨道成分和2/3的p轨道成分。
为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈正 三角形分布，夹角为1200。当3个sp2杂化轨道分别与 其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就会形成平面 三角形构型的分子。
SP 2 2 180° 直线形 BeCl2 CO2 HgCl2 [Ag(NH3)2]+
SP2 3 3 120° 平面三 角形 BF3 COCl2 NO3— CO32—
SP3 4 4 109.5° 四面体 CH4 CCl4 CHCl3 PO43— 三角 双锥 PCl5 八面体 SF6
价电子 对数目 杂化类 型 理想几 何构型
注：在化合物中以等电子观点看：O－ 和F、Cl、NH2相当，O和CH2、NH相当。 则：
NO2 NOCl NO3 NO2 Cl
1个O 换 成 1个Cl
-
1个O 换 成1个Cl
-
CO3 COCl2
CH 3CH 2 CH 3 CH 3OCH 3
第一单元
分子构型与物质的性质
一 分子的空间构型
分子的空间构型 三原子分子的空间构型有直线型和V型两种.如 CO2分子为直线型,而水的空间构型为V型,键角为 104.5°
第6章 分子的结构与性质
键长和键角是描述分子几何结构的两个要素。
分子或晶体中相邻原子（或离子）间强烈的相互 吸引作用称为化学键。
共价键—Ch6 离子键—Ch7 金属键—Ch7 配位键—Ch8
6.2 价键理论
6.2.1 共价键
2. 化学键：分子或晶体内部，原子（或离子）之间存 在着较强烈的相互作用力。化学上把分子或晶体中相 邻原子（或离子）间强烈的相互吸引作用称为化学键。
§6.1 化学键参数 §6.2 价键理论 §6.3 分子的几何构型 杂化轨道理论 *价层电子对互斥理论 §6.4 分子轨道理论 §6.5 分子间力和氢键
6.1键参数 凡能表征化学键性质的物理量统称为键参数。
化学键的强度： 键级 (B.O.) 键能 (E)
分子的空间构型： 键长 键角
化学键的极性： 键距 (键的偶极距 u = q l )
6.1.1 键能 E°
在标准条件下将1摩尔的气态AB分子中的化学键断 开，使每个AB分子离解成两个中性气态原子A + B时 所需的能量或者所释放的能量。
当两个自旋方向相反的电子相互靠近时，两个1s原 子轨道发生重叠(波函数相加)，核间形成一个电子概 率密度较大的区域， 两个H原于核都被电子概率密 度大的电子云吸引，系统能量降低，当核间距达到 平衡距离R0(74pm)时，系统能量达到最低点----基态。 如果两个H原子核再接近，原子核间斥力增大．使 系统的能量迅速升高，排斥作用又将H原子推回平 衡位置。
ns-np杂化，ns-np-nd杂化，(n-1)d-ns-np杂化 ② 杂化轨道成键能力大于未杂化轨道。
+
+–
分子的空间结构
BF3 (3+3)/2=3
CCl4 (4+4)/2=4;
O=CCl2 (4+2)/2=3
PCl5、 (5+5)/2=5
NH3 (5+3)/2=4
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。
Zn(NH3)42+
顺反异构
叶绿素结 构示意图
碳铂的结构模型
配合物的形成与结构
1。通过实验分析认识配合物的形成与应 用—CuSO4与过量氨水作用不生成沉淀， 难检验出NH3与Cu2+，可检验出SO42- ， 用硝酸溶解后，恢复蓝色，可用碱检验出 NH3，说明NH3与Cu2+的结合。
2。通过NH3形成NH4+的分析，认识配为 位键的形成，应用于分析NH3与Cu2+结的 结合，认识Cu(NH3)42+的结构，配位键 形成的条件。
CH≡CH sp
直线型
C6H6 sp2 平面结构
分子空间构型的教学
从化学2 已学实例出发: HCl、H2S、CH4 ,讨论: 1. 分子的组成决定与什么？成键原子的化合价、形成共 用电子对的数目。 2. 分子的空间结构决定于什么？---杂化轨道理论
3. 分子空间结构的预测、解释与判断的一些理论----价电 子对互斥理论、等电子原理。
编写 思路
揭示分子构型与物质性质的关系
结构模拟
认识杂化 轨道
理解分 子构型
说明物 质性质
什么是分子的空间结构
分子一般是由多个原子构成的，而原子之间不是简单的堆积成分子，而是有一定的顺序，具有空间结构。
如甲烷分子（CH4），它呈现一个空间正四面体的结构，四个氢分布在四个角上，碳原子位于四面体的中心。
对于每个甲烷分子，都是这样相同的结构。
这就是分子的空间结构。
价层电子互斥理论价层电子对互斥理论最初是由英国化学家Sidgwick等人于1940年提出分子几何构型与价电子对互斥作用有关的假设，五十年代后期经加拿大化学家Gielespie等人的补充和发展形成系统理论，成为无机立体化学理论的重要组成部分。
价层电子对互斥理论是继杂化轨道理论之后，用来解释分子空间构型的重要方法。
它的特点是简单易懂，不需应用原子轨道概念，而判断、预言分子结构的准确性不比杂化轨道理论逊色。
(1) 价层电子对互斥理论要点该理论认为，ABn型多原子共价分子（或原子团）的几何构型主要由A原子价层电子对的相互排斥作用所决定，当价层电子对数目一定时，这些电子对排布在彼此相距尽可能远的空间位置上，以使价电子对之间的互斥作用尽可能最小，而使分子趋于稳定，因此，分子采取尽可能对称的结构。
价层电子对数目及其在球壳表面的理想排列情况如图：[G]价层电子对数目的确定方法为：当氧族元素O、S等作为配位原子时，可认为它们从中心原子接受两个电子成键，自身不提供电子。
例如SO2分子中，S原子的价层电子数可认为是6。
对于多原子构成的离子计算价层电子数时，应加上或减去与离子相应的电子数。
例如, PO43-离子中，P的价层电子数应加三个电子；离子的N价层电子数应减去一个电子。
如果价电子层中含有孤对电子，则每个孤电子对可占据相当于一个单键电子对的位置。
但由于孤对电子的电子云较为膨松，在中心原子周围占据较大空间，对邻近电子对有较大排斥作用，往往使价电子对的理想排布发生变形，键角变小。
价电子层中不同类型电子对之间排斥作用的顺序为：孤对电子-孤对电子>孤对电子-成键电子对>成键电子对-成键电子对。
高中化学人教版 选修第二册公开课教案分子的空间结构
第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构2.2.1 分子结构的测定与多样性价层电子对互斥模型本节从分子结构的测定、三原子、四原子、五原子分子的立体构型为例，介绍典型分子立体构型；然后从价层电子对互斥理论和杂化轨道理论解释分子结构的多样性和复杂性，并根据上述理论判断简单分子和离子的构型。
教学难点：价层电子对互斥理论多媒体调试、讲义分发【创设情境】➢肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的结构的呢？➢早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测。
➢科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。
下面先介绍红外光谱，下一章还将介绍晶体X射线衍射。
【讲解】分子结构的测定➢红外光谱工作原理原理：分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。
红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。
通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。
红外光谱仪原理示意图【案例探析1】观察未知物A的红外光谱，可以初步推测该未知物中含有羟基。
【案例探析2】），简称荷质比，化学家纵坐标表示相对丰度，横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比（mz通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。
【过渡】大多数分子是由两个以上原子构成的，于是分子就有了原子的几何关系和形状，这就是分子的空间结构。
【学生活动1】多样的分子空间结构观察下表，总结分子类型及其常见分子的空间结构➢三原子分子以CO2和H2O为例，CO2呈直线形，键角为180°，而H2O呈V形，键角为105°。
➢四原子分子以CH2O和NH3为例，CH2O呈平面三角形，键角为120°，NH3呈三角锥形，键角为107°。
➢五原子分子以CH4和CCl4为例，CH4呈正四面体形，CCl4呈正四面体形，键角均为109°28′。
分子的空间构型 PPT
BeCl2分子形成
2p 2s
2p
2s 激发
杂化 直线形
Be基态
180
Cl Be
激发态
Cl
键合
sp杂化态 直线形
化合态
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？
sp3
C－C
sp2
C＝C
sp
C≡C
2、判断中心原子的杂化类型一般方法
（1）看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1 个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，形成 的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，形成 的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。
思考:CH4、H2O、NH3分子中的中心原 子均采用SP3杂化，但为何键角存在差异？
等电子体原理
具有相同的通式——ABm，而且价电子总数相等的分子 或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。 这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括 化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180或90 等特定的角度。
2s
2p
激发 2s
2p
杂化 正四面体形
C的基态
H
C
H
H
H
激发态
109°28’
sp3 杂化态
sp3 杂化
原子形成分子时，同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。
SP2
思考题：为了满足生成BF3和BeCl2的 要求，B和Be原子的价电子排布应如何改 变？用轨道式表示B和Be原子的价电子结 构的改变。
CO2 和 N2O 。
Li Be B C N O F Ne
分子构象和空间结构的分析方法研究
环境监测：通过分析环境中分子的构象和空间结构，了解环境变化和污染情况
环境治理：利用分子构象和空间结构分析，设计有效的治理方案和材料
环境风险评估：分析环境中潜在污染物的分子构象和空间结构，评估其风险和危害
在生物大分子结构研究中的应用
蛋白质结构分析：通过分子构象和空间结构分析，了解蛋白质的三维结构和功能
技术限制：现有的技术和设备可能无法满足分析需求
理论方法：理论模型和假设可能与实际情况不符
计算方法：计算复杂度高，需要高性能的计算设备
新技术和新方法的探索
计算化学方法：利用计算机模拟分子结构和性质
核磁共振技术：通过核磁共振谱分析分子结构和动力学
晶体学方法：通过X射线晶体学研究分子结构和功能
质谱技术：通过质谱分析分子质量和结构信息
THANK YOU
汇报人：XX
空间结构可以通过X射线晶体学、核磁共振等实验手段来确定
空间结构是研究分子构象和空间结构的基础，对于理解分子功能和相互作用具有重要意义
分子构象和空间结构的关系
分子构象和空间结构是描述分子结构的两个重要方面，它们之间存在密切关系
分子构象的变化会影响分子的空间结构，反之亦然
分子构象是指分子中原子或基团的空间排列方式
局限性：需要专业的设备和技术人员
分子构象和空间结构分析的应用
PART 05
在药物设计中的应用
添加标题
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添加标题
添加标题
通过分析药物分子的构象和空间结构，可以优化药物分子的活性和选择性
分子构象和空间结构的分析方法可以帮助药物设计师更好地理解药物与靶标蛋白的相互作用
分子构象和空间结构的分析方法还可以帮助药物设计师预测药物可能的副作用和毒性
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分子一般是由多个原子构成的，而原子之间不是简单的堆积成分子，而是有一定的顺序，具有空间结构。
如甲烷分子（CH4），它呈现一个空间正四面体的结构，四个氢分布在四个角上，碳原子位于四面体的中心。
对于每个甲烷分子，都是这样相同的结构。
这就是分子的空间结构。
价层电子互斥理论
价层电子对互斥理论最初是由英国化学家Sidgwick等人于1940年提出分子几何构型与价电子对互斥作用有关的假设，五十年代后期经加拿大化学家Gielespie等人的补充和发展形成系统理论，成为无机立体化学理论的重要组成部分。
价层电子对互斥理论是继杂化轨道理论之后，用来解释分子空间构型的重要方法。
它的特点是简单易懂，不需应用原子轨道概念，而判断、预言分子结构的准确性不比杂化轨道理论逊色。
(1) 价层电子对互斥理论要点
该理论认为，ABn型多原子共价分子（或原子团）的几何构型主要由A原子价层电子对的相互排斥作用所决定，当价层电子对数目一定时，这些电子对排布在彼此相距尽可能远的空间位置上，以使价电子对之间的互斥作用尽可能最小，而使分子趋于稳定，因此，分子采取尽可能对称的结构。
价层电子对数目及其在球壳表面的理想排列情况如图：[G]
价层电子对数目的确定方法为：
当氧族元素O、S等作为配位原子时，可认为它们从中心原子接受两个电子成键，自身不提供电子。
例如SO2分子中，S原子的价层电子数可认为是6。
对于多原子构成的离子计算价层电子数时，应加上或减去与离子相应的电子数。
例如, PO43-离子中，P的价层电子数应加三个电子；
离子的N价层电子数应减去一个电子。
如果价电子层中含有孤对电子，则每个孤电子对可占据相当于一个单键电子对的位置。
但由于孤对电子的电子云较为膨松，在中心原子周
围占据较大空间，对邻近电子对有较大排斥作用，往往使价电子对的理想排布发生变形，键角变小。
价电子层中不同类型电子对之间排斥作用的顺序为：
孤对电子-孤对电子>孤对电子-成键电子对>成键电子对-成键电子对。
对于ABn型分子，如果中心原子A相同，由于成键电子对之间的斥力随着配位原子电负性的增加而减小，因而键角也减小；如果配位原
子B相同，成键电子对间的斥力随着中心原子电负性的增大而增加，因而键角也增大。
在推测ABn分子的构型时，若遇双键或叁键，可当作单键来处理。
(2)价层电子对互斥理论应用实例(例5_5)
VSEPR理论主要适用于讨论中心原子A为主族元素的AB n型分子或原子团，副族元素含有d轨道，情况较为复杂，且只能对分子构型作定性描述。
价层电子对互斥理论应用实例
各种分子的构型
价层电子对数目电
子
对
的
排
列
方
式
分
子
类
型
孤
电
子
对
数
目
分子构
型
实例
2直线形AB20直线形BeH
2、BeCl2、Hg(CH3)2、Ag(NH3)
+
2、CO2、CS2
3正三角形AB3
AB2
1
正三角
形
角形(V
形)
BF3 B(CH3)3、SO3、CO2-3
SnCl2
4正四AB40
1
正四面
体形
CH4 CCl4 SiH4
面体AB3
AB2
2三角锥
形
角形（V
形）
PCl4、NH4－、SO42-
NH3、NF3
H2O H2S
5三角双锥AB5
AB4
AB3
AB2
1
2
3
三角双
锥
变形四
面体
T形
直线形
PF5、PCl5 S b Cl5
SbCl5 NbCl5
SF4
ClF3
XeF2
6正八面体AB6
AB5
AB4
1
2
正八面
体形
四方锥
平面四
方形
SF6、MoF6 [AlF6]3-
IF5
XeF4。