2019年最新高二 化学分子的立体结构人教实验版知识精讲
人教版高中化学选修3 2.2分子的立体结构 课件精选课件
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直线形
CO2、 BeCl2
3 0 平面三角形 平面三角形 BF3、CH2O
3
2 1 平面三角形 V形
NO2
4
0
四面体形
四面体形
CH4、SO42-、 NH4+、P4
4
3
1
四面体形
三角锥形
H3O+、NH3、 SO32-
2 2 四面体形
V形
H20、H2S、 NH2-
向你的美好的希冀和追求撒开网吧,九百九十九次落空了,还有一千次呢人若软弱就是自己最大的敌人游手好闲会使人心智生锈。故天将降大任于斯人也,必先苦其心 乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,增益其所不能。让生活的句号圈住的人,是无法前时半步的。少一点预设的期待,那份对人的关怀会更自在。榕树因为扎根于 越长越茂盛。稗子享受着禾苗一样的待遇,结出的却不是谷穗。进取乾用汗水谱烈军属着奋斗和希望之歌。患难可以试验一个人的品格,非常的境遇方可以显出非常的 角度来看它。机会只对进取有为的人开放,庸人永远无法光顾。困苦能孕育灵魂和精神的力量骄傲,是断了引线的风筝,稍纵即逝;自卑,是剪了双翼的飞鸟,难上青 圆规的两只脚都动,永远也画不出一个圆。有困难是坏事也是好事,困难会逼着人想办法,困难环境能锻炼出人才来。只存在於蠢人的字典里。青,取之于蓝而青于蓝 然后知松柏之后凋也。积极的人在每一次忧患中都看到一个机会,而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。一个能从别人的观念来看事情,能了解别人心灵活动的人 志当存高远。绳锯木断,水滴石穿让我们将事前的忧虑,换为事前的思考和计划吧!锲而舍之,朽木不折;锲而不舍,金石可镂。没有天生的信心,只有不断培养的信 下而求索天行健,君子以自强不息。会当凌绝顶,一览众山小。丈夫志四海,万里犹比邻。也,而不可夺赤。信言不美,美言不信。善者不辩,辩者不善。知者不博, 和其光,同其尘,是谓“玄同”。故不可得而亲,不可得而疏;不可得而利,不可得而害;不可得而贵,不可得而贱。故为天下贵。天下之至柔,驰骋天下之至坚。无 益。知者不言,言者不知。更多老子名言敬请关注习古堂国学网的相关文章。柔弱胜刚强。鱼不可脱於渊,国之利器不可以示人。善为士者,不武;善战者,不怒;善 之下。是谓不争之德,是谓用人之力,是谓配天古之极是以圣人后其身而身先,外其身而身存无为而无不为。取天下常以无事,及其有事,不足以取天下。合抱之木, 土;千里之行,始於足下。多言数穷,不如守中。天下莫柔弱於水,而攻坚强者莫之能胜,以其无以易之。天长地久。天地所以能长且久者,以其不自生,故能长生。 身而身存。非以其无故能成其私。譬道之在天下,犹川谷之於江海。江海之所以能为百谷王者,以其善下之,故能为百谷王。是以圣人欲上民,必以言下之;欲先民, 民不重,处前而民不害。是以天下乐推而不厌。以其不争,故天下莫能与之争。是以圣人抱一为天下式。不自见,故明;不自是,故彰;不自伐,故有功;不自矜,故 之争。故道大,天大,地大,人亦大。域中有四大,而人居其一焉修之於身,其德乃真;修之於家,其德乃余;修之於乡,其德乃长;修之於邦,其德乃丰;修之於天 以家观家,以乡观乡,以邦观邦,以天下观天下。吾何以知天下然哉?以此。慈故能勇;俭故能广;不敢为天下先,故能成器长。今舍慈且勇;舍俭且广;舍後且先; 将救之,以慈卫之。道生一,一生二,二生三,三生万物。知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。知足者富。强行者有志。一个实现梦想的人,就是一个成功 完全投入于权力和仇恨中,你怎么能期望他还有梦梦想无论怎样模糊,总潜伏在我们心底,使我们的心境永远得不到宁静,直到这些梦想成为事实。落叶——树叶撒下 腰拾起;与其肩负苦涩的回忆,不如走向明天,淋浴春雨梦想绝不是梦,两者之间的差别通常都有一段非常值得人们深思的距离。一个人要实现自己的梦想,最重要的 和行动。一个人如果已经把自己完全投入于权力和仇恨中,你怎么能期望他还有梦?如果一个人不知道他要驶向哪个码头,那么任何风都不会是顺风。最初的梦想紧握 让一切都��
人教版高中化学选修三《分子的立体结构》经典课件
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2.用价层电子对互斥理论判断共价分子结构的实例
电子 对数
目
电子对 的立体
构型
成键电 子对数
孤电子 对数
电子对 的排列
方式
分子的 立体构 型名称
实例
HgCl2 、
2 直线形 2
0
直线形 BeCl2 、
②NH4+结构中具有4对成键电子,且都是完 全等同的N—H键,应向正四面体的四个顶点方向 伸展才能使相互间的斥力最小。VSEPR模型与 CH4类似,是正四面体形结构,VSEPR模型为:
③H3O+中含有孤电子对,结构与NH3相似,是三 角锥形结构,VSEPR模型为:
④BF3分子中硼原子的价电子为3,完全成键,没 有孤电子对,应为平面三角形分子。VSEPR模型为:
3
0
3 三角形
2
1
CO2 平面三 BF3、
角形 BCl3 SnBr2
V形 、
PbCl2
电子 对数 目
4
电子对 的立体
构型
四面 体形
成键电 子对数
孤电子 对数
电子对 的排列
方式
分子的 立体构 型名称
实例
4
0
3
1
正四面 体形
CH4 、CCl4NH3三角锥形 、
NF3
2
2
V形 H2O
电子 对数 目
电子对 的立体
(2)表示 配位键可以用A→B来表示,其中A是提供孤 电子对的原子,叫做 配位体 ;B是接受孤电子对 的原子,提供空轨道 ,叫做 中心原子。
(3)实验
实验 操作
新人教版高二化学选修3:2.2分子的立体结构(第3课时)教案 Word版
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第三课时教学目标1、配位键、配位化合物的概念2、配位键、配位化合物的表示方法3、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学4、培养学生分析、归纳、综合的能力教学重点配位键、配位化合物的概念教学难点配位键、配位化合物的概念教学过程[创设问题情景]什么是配位键?配位键如何表示?配位化合物的概念?学生阅读教材,然后讨论交流。
1、配位键⑴概念共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。
⑵表示A B电子对给予体电子对接受体⑶条件:其中一个原子必须提供孤对电子。
另一原子必须能接受孤对电子轨道。
[提问]举出含有配位键的离子或分子举例:H3O+NH4+[过渡]什么是配位化合物呢?[讲解]金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为配合物。
[过渡]配位化合物如何命名?[讲解] 硫酸四氨合铜[学生练习命名][Cu(NH3)4]Cl2K3[Fe(SCN)6]Na3[AlF6][小结]本节主要讲述了配位键和配位化合物。
[练习]1、铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类,应含有A、离子键和共价键B、离子键和配位键C、配位键和共价键D、离子键2、下列属于配合物的是A、NH4ClB、Na2CO3.10H2OC、CuSO4. 5H2OD、Co(NH3)6Cl33、下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是①H2O ②NH3③F—④CN—⑤COA、①②B、①②③C、①②④D、①②③④⑤4、配合物在许多方面有着广泛的应用。
下列叙述不正确的是A、以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用。
B、Fe2+的卟啉配合物是输送O2的血红素。
C、[Ag(NH3)2]+是化学镀银的有效成分。
D、向溶液中逐滴加入氨水,可除去硫酸锌溶液中的Cu2+。
5.下列微粒:①H3O+②NH4+③CH3COO-④ NH3⑤CH4中含有配位键的是A、①②B、①③C、④⑤D、②④6.亚硝酸根NO2-作为配体,有两种方式。
新人教版高二化学选修3:2.2分子的立体结构(第2课时)
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高考化学第二课时教学目标1、认识杂化轨道理论的要点2、进一步了解有机化合物中碳的成键特征3、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型4、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学5、培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力教学重点:杂化轨道理论的要点教学难点:分子的立体结构,杂化轨道理论教学过程:碳的价电子构型是什么样的?甲烷的分子模型表明是空间正四面体,分子中的C—H键是等同的,键角是109°28′。
说明什么?[结论]碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。
师:碳原子的价电子构型2s22p2,是由一个2s轨道和三个2p轨道组成的,为什么有这四个相同的轨道呢?为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。
板书:三、杂化轨道理论1、杂化的概念:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。
[思考与交流]甲烷分子的轨道是如何形成的呢?形成甲烷分子时,中心原子的2s和2p x,2p y,2p z等四条原子轨道发生杂化,形成一组新的轨道,即四条sp3杂化轨道,这些sp3杂化轨道不同于s轨道,也不同于p 轨道。
根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目,除了有sp3杂化轨道外,还有sp2杂化和sp杂化,sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的,sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。
[讨论交流]:[总结评价]:引导学生分析、归纳、总结多原子分子立体结构的判断规律,完成下[讨论]:怎样判断有几个轨道参与了杂化?(提示:原子个数)[结论]:中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子数之和,就是杂化轨道数。
[讨论总结]:三种杂化轨道的轨道形状,SP杂化夹角为180°的直线型杂化轨道,SP2杂化轨道为120°的平面三角形,SP3杂化轨道为109°28′的正四面体构型。
人教版高中化学选修三 2.2 分子的立体结构第2课时(课件2)
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例:
CH4分子形成
C: 2s22px12py13pz
2p 2s
杂化
激发
2p 2s
sp3
键合
H: 1s1 1s
sp3-s
❖ 能量相近:ns,np ns,np,ns (n-1)d,ns,np
杂化特征:
❖ 成键能力变大:轨道形状发生了变化
sp3 杂化
同一个原子的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行杂化组合 为 sp3 杂化轨道。sp3 杂化轨道间的夹角是 10928’,分子的几 何构型为正四面体形。
思维导图& 超级记忆法& 费曼学习法
1
外脑- 体系优化
知识体系& 笔记体系
内外脑高效学习模型
超级记忆法
超级记忆法-记忆 规律
记忆前
选择记忆的黄金时段
前摄抑制:可以理解为先进入大脑的信息抑制了后进 入大脑的信息
后摄抑制:可以理解为因为接受了新的内容,而把前 面看过的忘记了
超级记忆法-记忆 规律
TIP1:我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后! TIP2:可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识,由于不受后摄抑制的 影 响,更容易储存记忆信息,由短时记忆转变为长时记忆。
动手做实验: 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形
成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深 蓝色的透明溶液;若加入极性较小的溶剂(如乙醇), 将析出深蓝色的晶体。
Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu ( OH ) 2+4NH3·H2O=[Cu ( NH3 ) 4]2 + +2OH-+4H2O [Cu(NH3)4]2+深蓝色
人教版高二化学上册选修三分子的立体构型PPT课件
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S6
2
N 5-1=4 4
C 4+2=6 3
b 中心原子上 价层电 的孤电子对 子对
2
1
3
1
0
4
2
0
3
人教版 高二化学(上册)选修三 第二章 2.2分子的立体构型
人教版 高二化学(上册)选修三 第二章 2.2分子的立体构型
确定VSEPR构型
价层电子 对数目
2
3
4
价层电子 对构型
直 线
平面 三角型
四面体
培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力, 并提高用数学的思想解决化学问题的能力。 【重点难点】
利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构
形形色色的分子
P4
C60
分子世界如此形形色色,异彩纷呈,美不胜收, 常使人流连忘返。那么分子结构又是怎么测定的呢
?
复习导入 引入新课
人教版 高二化学(上册)选修三 第二章 2.2分子的立体构型
2、价层电子对互斥模型把分子分成两类: (1)含有孤对电子 (2)不含孤对电子
人教版 高二化学(上册)选修三 第二章 2.2分子的立体构型
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2、VSEPR模型:
电子对相互排斥,在空间达到平衡取向。
电子对数
目与立体 2
结构
3
4
电子对数
目与立体
人教版 高二化学(上册)选修三 第二章 2.2分子的立体构型
人教版 高二化学(上册)选修三 第二章 2.2分子的立体构型
二、价层电子对互斥理论(VSEPR) 1、要点:对ABn型的分子或离子,中心原子A价层 电子对(包括用于形成共价键的共用电子对和没有成 键的孤对电子)之间存在排斥力,将使分子中的原子 处于尽可能远的相对位置上,以使彼此之间斥力最小, 分子体系能量最低。
【人教版】高二化学(上册)选修三分子的立体构型
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38
杂化轨道理论简介
激发
例如: Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
2p C:2s22p2 2s
2p 2s
sp 3杂化
sp3
39
杂化轨道理论简介
其它杂化方式 dsp2杂化、sp3d杂化、sp3d2杂化、d2sp3杂化、 sp3d2杂化 例如:sp3d2杂化:SF6
3
平面三 3 角形
2
0
AB2
●●●
直线 形
CO2
●
平面
0 AB3
●
三角 BF3
● ●形
1 AB2
●
V形 SO2
●
●
(2)若中心原子上有孤对电子的分子,VSEPR模型和 分子立体构型不一致。
价层 价层电 成键 孤电 电子 子对排 电子 子对 对数 布 对数 数
分子 类型
电子对的 排布方式
分子 构型
实例
思考与交流
1、以S和P为例,说明如何根据主族元素在周期表的 位置确定它的价电子数。 答:中心原子的价电子数=主族序数=原子的最外层电子数
P是第五主族元素所以价电子数为5, S是第六主族元素所以价电子数为6
2、以N和Cl为例,说明如何根据主族元素在周期表的 位置确定它最多能接受的电子数。
答:与中心原子结合的原子最多能接受的电子数为 “8-该原子的电子数,如N原子最多能接受的电子数 为8-5=3,Cl为8-7=1。
练习:完成下表
微粒
价层电 子对数
VSEPR 模型
孤电子 对数
分子或离子立体构型
SO2 3
1
BF3 3
0
注意:在价层电子对构型的基础上,去掉孤电 子对,便可得到分子的立体构型。
人教版高中化学选修三第二章第二节分子的立体结构公开课优质课件
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杂 化
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。
sp3杂化轨道特点:四个sp3 轨道在空间均匀分布,轨 道间夹角109°28′
例题
例:有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是( )
A.两个碳原子采用sp杂化方式
B
B.两个碳原子采用sp2杂化方式
C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D.两个碳原子形成两个π键
返回
C 1.下列分子中心原子是sp2杂化的是 ( )
A.PBr3
B.CH4
C.BF3
sp
直线型
BeCl2
Sp2
平面三角形
BF3
Sp3
正四面体
CH4
(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时
由于孤电子对参与互相排斥,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 由孤电子对占据的,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个由孤电子对占据,氨 分子不呈正四面体构型,而呈三角锥形。
D.H2O
B 2.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3
D.C2H2与C2H4
3.ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-中Cl都是以sp3杂化轨道与 O原子成键的,试推测下列微粒的立体结构
直线形
V形 三角锥形 正四面体
(4)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤 电子对。
(5)未参与杂化的p轨道可用于形成π键。
二、杂化轨道类型:
1、sp3杂化 演示 2、 sp2杂化 演示 3、 sp杂化 演示
人教版高中化学选修三第二章第二节分子的立体结构 课件(共23张PPT)
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2019/12/13
15
杂化轨道理论简介
三、杂化理论简介
4.杂化类型判断: 对于ABn型分子或离子,其中心原子A的杂化轨道 数恰好与A的价电子对数相等。
A的价层电子对数
2
3
4
A的杂化轨道数
2
3
4
杂化类型 VSEPR构型
sp
sp2
sp3
直线形 平面三角形 正四面体
2019/12/13
16
课堂练习
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
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°
CH4
4
正四 109°28'
NH4+ H2O
sp3
2019/12/13
10
杂化轨道理论简介
sp2杂化轨道的形成过程
120°
z
z
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
sp2杂化:1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,
形成3个sp2 杂化轨道。
每个sp2杂化轨道的形状也为一头大,一头小,含有 1/3 s
轨道和 2/3 p 轨道的成分,每两个轨道间的夹角为120°,呈
20论简介
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化,两个 碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成 σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ 键,两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴 方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以 叁键相结合。
分子的空间结构(2)高二化学(人教版2019选择性必修2)
![分子的空间结构(2)高二化学(人教版2019选择性必修2)](https://img.taocdn.com/s3/m/614b1526f68a6529647d27284b73f242336c318c.png)
H2O
4
2
四面体形
SO2
3
1
平面三角形
分子的空间 结构及名称
三角锥形
V形
V形
知识梳理
价层电子对互斥模型
VSEPR模型的应用——预测分子空间结构
注意事项
由于孤电子对有较大斥力,含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模 型的预测值。
价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律: 孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。随着孤 电子对数目的增多,成键电子对与成键电子对之间的斥力减小,键角也减小。 价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
随堂演练
4.有X、Y两种活性反应中间体微粒,均含有1个碳原子和3个氢原子,其
球棍模型如图所示:
,
。下列说法错误的是( C )
A.X的组成为CH3+ C.X的价层电子对数为4
B.Y的组成为CH3D.Y中键角小于120°
随堂演练
5.美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力:只要给他物质的分子式,他就能大体 上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电 子所致,根据VSEPR模型,下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是( C )
• a表示中心原子的价电子数; 对主族元素:a= 最外层电子数 ; 对于阳离子:a= 价电子数-离子所带电荷数 对于阴离子:a= 价电子数+离子所带电荷数
• x表示与 中心原子结合的原子数。
例如:SO2的中心原子为Sห้องสมุดไป่ตู้S的价电子数为 6(即S的最外层电子数为6),则a=6;与中心 ; 原子S结合的O的个数为2,则x=2;与中心原 。 子结合的O最多能接受的电子数为2,则b=2。 所以,SO2 中的中心原子S上的孤电子对数为1
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高二化学分子的立体结构人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容:分子的立体结构 1. 价电子互斥理论 2. 杂化轨道理论 3. 配合物理论二. 重点、难点1. 认识共价分子的多样性和复杂性。
2. 初步认识价层电子对互斥模型,能用VSEPR 模型预测简单分子或离子的立体结构。
3. 认识杂化轨道理论的要点,能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。
4. 认识配位键、配位化合物的概念,掌握配位键、配位化合物的表示方法。
三. 教学过程(一)价电子互斥理论分子的立体结构决定了分子许多重要的性质,例如分子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大小、分子在晶体里的排列方式等等。
分子的立体结构通常是指其σ键的分子骨架在空间的排布。
1、价层电子对互斥模型(VSEPR 模型):价层电子对互斥模型(VSEPR 模型)是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型,总的原则是中心原子价电子层电子对(包括成键电子对和未成键的孤对电子对)的互相排斥作用,使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型,即分子尽可能采取对称的空间构型。
2、VSEPR 模型的内容:VSEPR 模型把分子分为两类:(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键,即中心原子无孤对电子的,根据键的条数或者说AB n 型分子中n 的个数,判断分子构型。
如CO 2、CH 2O 、CH 4等分子中的C 原子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测,概括如下:(2孤对电子的分子构型,然后去掉孤对电子后看分子新构型。
如H 2O 和NH 3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。
因而H 2O 分子呈V 型,NH 3分子呈三角锥型。
【拓展】AB m 型分子或离子中的价电子对数(孤对电子+形成共价键的电子对)的计算方法:(1)对于主族元素,中心原子价电子数=最外层电子数,配位原子按提供的价电子数计算,如:PCl 5 中52515=⨯+=n (2)O 、S 作为配位原子时按不提供价电子计算,作中心原子时价电子数为6;(3)离子的价电子对数计算 如:NH 4+ : 421415=-⨯+=n ; SO 42- :42206=++=n3、VSEPR 模型的应用:【验证】应用VSEPR 理论判断下表中分子或离子的构型。
(C 原子孤对电子数一般为0)【总结】(1)VSEPR 模型预测分子立体结构方法:首先确定中心原子的价层电子对数,然后确定中心原子有无孤对电子数,再结合实际例子分析。
(2)VSEPR 模型是模型化方法的具体体现,它把原子数相同、价电子数相同的一类化学粒子的结构加以概括,体现了等电子原理的思想,例如五原子八电子的CH 4、SiH 4、NH 4+,它们都是正四面体构型。
(二)杂化轨道理论价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形,却无法解释许多深层次的问题,如无法解释甲烷中四个 C ---H 的键长、键能相同及H -C -H 的键角为109 ︒ 28′。
因为按照我们已经学过的价键理论,甲烷的4个C - H 单键都应该是σ键,然而,碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s 轨道,用它们跟4个氢原子的1s 原子轨道重叠,不可能得到四面体构型的甲烷分子。
为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论。
1、杂化的概念:杂化是指原子在相互结合成键过程中,原来能量接近的原子轨道要重新混合,形成新的原子轨道。
这种轨道重新组合的过程叫做杂化。
所形成的新的轨道叫杂化轨道。
2、杂化轨道的类型:(1)sp 3 杂化:一个s 轨道与三个p 轨道杂化后,得四个sp 3杂化轨道,每个杂化轨道的s 成分为1/4,p 成分为3/4,它们的空间取向是四面体结构,相互的键角θ=109º28′。
CH 4、CCl 4、NH 4+、CH 3Cl 、NH 3、H 2O 等等都采取sp 3杂化。
(2)sp2杂化:一个s轨道与两个p轨道杂化,得三个sp2杂化轨道,每个杂化轨道的s成分为1/3,p成分为2/3,三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上,互成120º。
以sp2杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp2骨架的未参与杂化的p轨道,如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠,并填入电子,就会形成π键。
BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3、烯烃>C=C<结构中的中心原子等等都采取sp2杂化。
(3)sp杂化:一个s轨道与一个p轨道杂化后,得两个sp杂化轨道,每个杂化轨道的s成分为1/2,p成分为1/2,杂化轨道之间的夹角为180度。
当中心原子取sp杂化轨道形成直线形的s骨架时,中心原子上有一对垂直于分子sp骨架的未参与杂化的p轨道。
例如乙炔分子形成二个π键。
CO2中的碳原子、H-C≡N中的碳原子、BeCl2分子中的铍原子、炔烃中的-C≡C-的s-骨架等等都是由sp杂化轨道构建的。
【总结】sp型的三种杂化【小结】杂化轨道的特点(1)形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生,孤立的原子是不可能发生杂化的(3)杂化轨道的数目杂化前后轨道数目不变。
(4)杂化后轨道伸展方向,形状发生改变。
(5)只有能量相近的轨道才能杂化(nSnP)(6)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理,杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。
(7)杂化轨道的角度部分一头大,一头小,成键时利用大的一头,可以使轨道重叠程度更大,从而形成稳定的化学键。
即杂化轨道增强了成键能力。
(8)杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。
3、杂化轨道的应用范围:杂化轨道只应用于形成σ键或者用来容纳未参加成键的孤对电子。
4、判断分子或离子中,中心原子的杂化轨道类型的一般方法:(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。
(2)没有填充电子的空轨道一般不参与杂化,1对孤对电子占据1个杂化轨道。
(三)配合物理论1、配位键⑴配位键的概念:配位键属于共价键,它是由一方提供孤对电子,另一方提供空轨道所形成的共价键。
⑵配位键的表示:A(电子对给予体)→B(电子对接受体)⑶配位键的形成条件:其中一个原子必须提供孤对电子,另一原子必须能接受孤对电子轨道。
①如NH4+的形成:在NH4+中,虽然有一个N-H键形成过程与其它3个N-H键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。
②再如H3O+的形成:2、配位化合物:(1)配位化合物的定义:简称配合物,通常是由中心离子(或原子)与配位体(某些分子或阴离子)以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。
如:Cu(H2O)42+ 、Cu(NH3)42+、Ag(NH3)2+、Fe(SCN)63-。
①Cu(NH3)42+的制备:②Fe(SCN)2+的制备:利用Fe(SCN)2+的颜色可鉴定Fe3+,由于该离子的颜色极似血液,常被用于电影特技和魔术表演。
(2)配位化合物的组成:①中心离子或原子(也称形成体):有空轨道。
主要是一些过渡金属,如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金属元素的离子;或是具有高氧化数的非金属元素,硼,硅、磷等,如Na[BF4]中的B(Ⅲ)、K2[SiF6]中的Si(Ⅳ)和NH4[PF6]中的P(Ⅴ);或是不带电荷的中性原子,如[Ni(CO)4], [Fe(CO)5]中的Ni,Fe都是中性原子。
②配位体和配位原子:有孤对电子③配位数:与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。
④配离子的电荷:配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和。
【典型例题】例1. 用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型:BeCl2SCl2SO32-PF3分析:用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间构型关键是计算中心原子的价层电子对数、成键电子对数和孤对电子对数,价层电子对数决定其可能的空间结构,而成键电子对数和孤对电子对数的相互影响决定分子或离子的空间结构。
例2. BF3和NF3都是四个原子的分子,BF3的中心原子是,NF3的中心原子是;BF3分子的立体构型是平面三角形,而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是。
分析:BF3分子中B原子的价层电子数为(3+3)/2=3,B原子采用sp2杂化,3个价电子都与F原子形成共价键,而NF3分子中N原子的价层电子数为(5+3)/2=4,N原子采用sp3杂化,3个价电子与F原子形成共价键,还有一对为成键的电子对,占据了N原子周围的空间,参与相互排斥,形成三角锥形。
例3. 氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为()A. 两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同,NH3为sp2杂化,而CH4是sp3杂化B. NH3分子中N原子形成三个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C. NH3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强D. 氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子分析:NH3分子中中心原子N原子的价层电子数为(5+3)/2=4,CH4分子中中心原子C原子的价层电子数为(4+4)/2=4,N原子和C原子均采用sp3杂化,但由于NH3分子中N原子有一对孤对电子,而CH4分子中C原子孤对电子为0,所以氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形。
答案:C例4. 下列分子中心原子是sp2杂化的是()A. PBr3B. CH4C. BF3D. H2O分析:A中P原子的价层电子数为(5+3)/2=4,B原子采用sp3杂化,B 中C原子的价层电子数为(4+4)/2=4,C原子均采用sp3杂化,C中B原子的价层电子数为(3+3)/2=3,B原子采用sp2杂化,D中O原子的价层电子数为(6+2)/2=4,O原子采用sp3杂化,答案:C例5. (1)CNS-、NO2+具有相同的通式:AX2,它们的价电子总数都是16,因此它们的结构与由第二周期两元素组成的分子的结构相同,微粒呈形,中心原子都取杂化。
(2)CO32-、NO3-等微粒具有相同的通式:,它们的价电子总数都是,因此它们与由第六主族两元素组成的分子的结构相同,呈___________形,中心原子都取杂化。
分析:互为等电子体应该满足的条件:在微粒的组成上,微粒所含原子数目相同;在微粒的构成上,微粒所含电子数目相同;在微粒的结构上,微粒中原子的空间排列方式相同。
(1)中CNS-、NO2+的原子个数都为3,N-、S 的价电子数均与O原子相同,为6,N+与C原子的价电子数均为4,两者的价电子总数与CO2相同,都是16,所以CNS-、NO2+与CO2为等电子体。
由于CO2中C原子采用sp杂化,形成直线形分子,所以CNS-、NO2+中心原子都取sp杂化。