苏教版化学选修3《分子的空间结构》ppt课件
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高中化学苏教版选修三 4.1 分子构型与物质的性质 (2)(共30张PPT)
n)
二、推断分子或离子的杂化类型
方法2:根据分子的结构式进行推断 价电子对数(n)=成键电子对数(m)+孤电子对数
n=2+0=2
sp杂化
n=3+0=3 n=4+0=4
sp2杂化 sp3杂化
n=3+0=3
sp2杂化
二、推断分子或离子的杂化类型
方法3:根据分子空间构型推断杂化方式
分
正四面体形 sp3杂化 CH4 金刚石
子
空
间 构
平面三角形 sp2杂化 SO3 BF3 HCHO
型
直线形 sp杂化
HCN BeCl2
综合练习:
硫的含氧酸根中,中心原子采用sp3杂化,且有一对孤
电子对的离子化学式:
SO32-
巩固练习三
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列 反应可以得到BF3和BN,如下图所示: (1)在BF3分子中,F-B-F的键角是________, B原子的杂化轨道类型为________,BF3和过量 NaF作用可生成NaBF4, B原子的杂化轨道类型 为 ________;BF4-的立体构型为________;
电
子
对 数
n=3 3个杂化轨道 sp2杂化
(
n)
n=2 2个杂化轨道 sp杂化
题型二:根据分子的空间构型推断杂化方式
3.根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构 型和中心原子的杂化方式分别为 ( )
A.直线形、sp杂化
B.三角形、sp2杂化
C.三角锥型、sp2杂化
D.三角锥型、sp3杂化
第一步:确定中心原子上的价层电子对数( ABm型分子)
高中化学 4.1《分子的空间结构》课件 苏教选修3
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5,6,分子构型为直线形、三角形、正四 面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6 。
分子中价电子对数目n=(中心原子价电子数+所有配位原子提供的价电子数)/2 如,CO2 n=(4 + 0)/2=2 价电子对按直线分布,两C=O 键夹角为1800; H2O n=(6 + 2)/2=4 价电子对按四面体分布,两对孤对电子的斥力使两O-H键夹角 变为104.50; NH3 n=(5 + 3)/2=4 价电子对按四面体分布,一对孤对电子的斥力使三个N-H键 夹角变为106.45/ 。
NH4+
有机分子
碳原子轨道 杂化方式
分子形状特 点
CH4 sp3 正四面体
CH2=CH2 sp2
平面结构
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。
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
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
初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子的空间结构
具有相同价电子数(或电子数)和相同原 子数的分子或离子具有相同的结构特征,它们 的某些物理性质也很相似。这些物质互称为 等电子体。
高中化学苏教版选修三 4.1.2 分子构型与物质的性质 分子立体构型课件(共28张PPT)
课本37页科学视野
Page ▪ 11
二、价层电子对互斥理论(VSEPR)
1.价层电子对(分子中中心原子上的电子对)
代表物 电子式
与中心原子结 σ键电子 中心原子上 价层电 合的原子数 对数 孤电子对数 子对数
: :: :
H2O H : O: H
2
2
2
4
NH3
H : N:H H
3
H
CH4 H : C: H
Page ▪ 22
一、形形色色的分子:
二、价层电子对互斥理论:
1.价层电子对(分子中中心原子上的电子对) 2.中心原子上的孤电子对数计算 3.价层电子对互斥理论内容 4.价层电子对互斥模型即VSEPR模型 5.VSEPR模型的应用:推测分子的立体构型
Page ▪ 23
1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤电子对,运用价层电子对互斥
一、形形色色的分子
3、五原子分子立体构型
Page ▪ 6
CH4
正四面体
资料卡片: 形形色色的分子(课本36页)
Page ▪ 7
资料卡片:形形色色的分子
C60
C70
Page ▪ 8
C20
C40
Page ▪ 9
分子结构又是怎么测定的呢
测分子的立体构型:红外光谱仪→吸收峰→分析。
Page ▪ 10
BF3
0
3
平面三角形 平面三角形
NH4+
0
4
Page ▪ 21
正四面体 正四面体
规律: 常见ABx型分子的立体构型
中心原子
代表物
中心原子 结合的原子数
分子类 型
分子立体构型
苏教版高中化学选修三课件4.1.1第1单元分子构型与物质的性质
杂化轨道理论与分子空间构型
1.sp3 杂化与 CH4 分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成
1个 2s 碳原子 2s 轨道上的 1 个电子进入 2p 空轨道,_____ 3个 能量相等、成分相同 轨道和 ____2p 轨道“混合”,形成 ____________________
的 4 个 sp3 杂化轨道。
1.确定中心原子价电子对数的方法 对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子 的价电子对数可以通过下式确定:即n= 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m 。 2 规定:①作为配体,卤素原子和氢原子提供1个电子,氧族 元素的原子不提供电子;②作为中心原子,卤素原子按提 供7个电子计算,氧族元素的原子按提供6个电子计算,即 中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数;③对 于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上阴离子的电 荷数或减去阳离子的电荷数;④计算价电子对数时,若剩 余1个电子,亦当作1对电子处理。⑤双键、叁键等多重键 作为1对电子看待。
【解析】
碳原子的杂化轨道数为2,采用sp杂化。
C2H2分子中,每个碳原子通过1个2s轨道和1个2p轨道杂化 形成2个sp杂化轨道,呈直线形,2个sp杂化轨道分别与H原 子1s轨道、另一碳原子的1个sp杂化轨道形成2个σ键;每个 碳原子上剩余的2个2p轨道与另一个碳原子上剩余的2个2p 轨道形成2个π键。
2 3个 ________sp 杂化轨道。
图
示
为
:
(2)sp2 杂化轨道的空间指向
平面三角形的三个顶点 硼原子的 3 个 sp2 杂化轨道指向 ____________________, 120° 3 个 sp2 杂化轨道间的夹角为____________ 。
高中化学选修三(苏教版) 4.1.1分子空间构型 第二课时课件 (共15张PPT)
方法2:
杂化轨道数 实例 CO2 CH2O CH4 NH3 H2O 中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数 Nhomakorabea杂化轨道数
杂化类型
0+2=2
0+3=3 0+4=4 1+3=4 2+2=4
SP
SP2 SP3 SP3 SP3
方法3 :对于ABm型分子或离子
价层电子对数=(中心原子A的价电子数+ 配位原子B提供的电子数xm±离子电荷数 )/2
直线 2 形 2 0
直线形
平面正 三角形
CO2、BeCl2
平面 3 0 3 正三 角形 2
AB3
BF3
1 AB2
V形
SO2、PbCl2
价 层 电 子 对 数
价层 电子 对理 想构 型
成键 电子 对数
孤对 电子 对数
分 子 类 型
电子对的排布 方式
分子构型 实 例
4 4 正四 面体
0
AB4
正四面体
CH4
中心原子A的价电子数=主族序数 例如:B:3,C:4,N:5,O:6,X:7 配位原子B提供的电子数:H与卤素为1,O与S为0,N为-1 计算结果为小数时,四舍五入取整数 实例 价层电子对数 (6+1x2)/2=4 (4+0)/2=2 (5+0)/2=2.5(3) (6+0+2)/2=4 杂化类型 SP3 SP SP2 SP3
④NO3正三角形
⑤SO3
正三角形
⑥H3O+
三角锥
三、等电子原理: 具有相同价电子数(指全部电子总数或价 电子总数)和相同原子数的分子或者离子 具有相同的结构特征。 已知构型的分子 未知构型的分子 或者离子构型 或者离子构型
(苏教版高中化学精品系列)选修三专题四 分子的立体构型 课件(三课时)
直线形
直线形
CO3 SO2
2-
O
3
O
Hale Waihona Puke 平面三角形平面三角形
O
C
O
S
3
平面三角形
V形O
二、价层互斥理论
4.价电子对的空间构型即VSEPR模型应用
分子或 离子 价层电子对数 VSEPR模型及名 分子的立体构 称 型及名称
H
CH4
NH3
4
正四面体
H
C
H
H 正四面体
4 H2O
N
正四面体
H H
三角锥形
O H
H
2
2
AB2
知识拓展二:
三.等电子原理
具有相同价电子数(价电子总数)和相同 原子数的分子或离子具有相同的结构特征, 这一原理称为“等电子原理”。
1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥模 型,下列说法正确的(C ) A.若n=2,则分子的立体构型为V形 B.若n=3,则分子的立体构型为三角锥形 C.若n=4,则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确 D 2.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 __ _ A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面 三角形
分子的空间构型
第二课时——杂化理论
写出碳原子的核外电子排布图,思考:
C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4,而 不是CH2或CH3?
C原子轨道排布图
2p2 2s2
1s2
H原子轨道排布图
1s1
C
C
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
直线形
CO3 SO2
2-
O
3
O
Hale Waihona Puke 平面三角形平面三角形
O
C
O
S
3
平面三角形
V形O
二、价层互斥理论
4.价电子对的空间构型即VSEPR模型应用
分子或 离子 价层电子对数 VSEPR模型及名 分子的立体构 称 型及名称
H
CH4
NH3
4
正四面体
H
C
H
H 正四面体
4 H2O
N
正四面体
H H
三角锥形
O H
H
2
2
AB2
知识拓展二:
三.等电子原理
具有相同价电子数(价电子总数)和相同 原子数的分子或离子具有相同的结构特征, 这一原理称为“等电子原理”。
1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥模 型,下列说法正确的(C ) A.若n=2,则分子的立体构型为V形 B.若n=3,则分子的立体构型为三角锥形 C.若n=4,则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确 D 2.用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 __ _ A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面 三角形
分子的空间构型
第二课时——杂化理论
写出碳原子的核外电子排布图,思考:
C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4,而 不是CH2或CH3?
C原子轨道排布图
2p2 2s2
1s2
H原子轨道排布图
1s1
C
C
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
高二化学苏教版课件:分子的空间结构(第2课时)
对于ABm型分子(A是中心原子,B是配位原子),分子的价电子对数 可以通过下式确定:
中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
n= 2
对于主族元素,等于原子的最外层电子数,如:C为4个,N为5个; 对于阳离子,等于价电子数-离子电荷数,如:NH4+为5-1=4个; 对于阴离子,等于价电子数+|离子电荷数|,如:PO43-为5+3=8 个。
三 等电子原理
1、等电子体
具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子
2、等电子体原理 具有相同的结构特征,性质相近
CO NN 1个σ键和2个π键
决定
结构
性质
反映
原子 总数
CO 2
N2 2
价电 子数
10
10
空间结构 键能 KJ/mol
直线形 1071.1 直线形 946
熔点℃
-205 -210
沸点℃
-191 -195
2p
2s2s
spp33杂杂化化
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个
N-H σ键,其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
孤电子对
孤电子对:未用于形成共价键的电子对
H2O 空间结构:V形
2p 2s
sspp33杂 杂化化
孤电子对
键角为:104°30′
109°28′
109°28′
因此CH4、NH3和H2O分子中键角依次减小。
分子或 孤电子 价电子对 VSEPR理想 VSEPR理想 分子或离子的 分子或离子的空
离子 对数
数
模型
模型名称
空间结构
间结构名称
CO2
0
中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m
n= 2
对于主族元素,等于原子的最外层电子数,如:C为4个,N为5个; 对于阳离子,等于价电子数-离子电荷数,如:NH4+为5-1=4个; 对于阴离子,等于价电子数+|离子电荷数|,如:PO43-为5+3=8 个。
三 等电子原理
1、等电子体
具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子
2、等电子体原理 具有相同的结构特征,性质相近
CO NN 1个σ键和2个π键
决定
结构
性质
反映
原子 总数
CO 2
N2 2
价电 子数
10
10
空间结构 键能 KJ/mol
直线形 1071.1 直线形 946
熔点℃
-205 -210
沸点℃
-191 -195
2p
2s2s
spp33杂杂化化
氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个
N-H σ键,其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。
孤电子对
孤电子对:未用于形成共价键的电子对
H2O 空间结构:V形
2p 2s
sspp33杂 杂化化
孤电子对
键角为:104°30′
109°28′
109°28′
因此CH4、NH3和H2O分子中键角依次减小。
分子或 孤电子 价电子对 VSEPR理想 VSEPR理想 分子或离子的 分子或离子的空
离子 对数
数
模型
模型名称
空间结构
间结构名称
CO2
0
【新素养】苏教版化学选修三课件:专题4 分子空间结构与物质性质 第一单元 第2课时
01
一、 价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型的基本内容 分子中的 价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互 排斥 作用,而趋向于尽 可能彼此远离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间构型。 (1)当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价电子 斥力最小 ,就要求尽可能采 取 对称 结构。 (2)当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子对与成键电子对之 间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力 不同 ,从而影响分子的空间构型。 (3)电子对之间的夹角越大,相互之间的斥力 越小 。
示例 CO2、BeCl2 CH2O、BF3 CH4、CCl4
2.中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的几何构 型:中心原子上的 孤电子对占据中心原子周围的空间,与 成键电子 互相排斥,
使分子的几何构型发生变化,如:H2O、NH3等。 ①H2O为AB2型分子,氧原子上有 两对孤电子对 参与互相排斥,所以H2O分子 的空间构型为V形而不是四面体型。 ②NH3分子中氮原子上有 一对孤电子对 参与互相排斥,故NH3的空间构型是三角 锥型。
D项,磷原子有一对未成键的价电子对。
二、价层电子对互斥模型的应用——预测分子的几何构型
1.中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的几何构型如下表所示(由中心 原子周围的原子数m来预测):
ABm m=2 m=3 m=4
几何构型 _直__线__形__ _平__面__三__角__形__ _正__四__面__体___
注意 (1)价层电子对互斥模型是价电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是 成键电子对的空间构型,不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无 孤电子对(未用于形成共价键的电子对),当中心原子上无孤电子对时,两者的构 型一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的构型不一致。 (2)常见的分子空间构型:直线形、V形、平面三角形、三角锥型、四面体型等。
苏教版高中化学选修三课件分子构型与物质的性质第1课时.pptx
分子构型与物质的性质
CH4分子中C原子的杂化和成键情况 CH4分子中的C原子是sp3杂化,4个sp3杂 化轨道指向正四面体的4个顶点,与4个H 原子的1s轨道形成4个相同的σ键。
CH4分子具有正四面体的空间构型
分子构型与质的性质
关于杂化轨道的注意点
(1)只有能量相近的轨道才能相互杂化。 (2)形成的杂化轨道数目等于参加杂化的 原子轨道数目。 (3)杂化轨道成键能力大于原来的原子轨 道。因为杂化轨道的形状变成一头大一头小 了,用大的一头与其他原子的轨道重叠,重 叠部分显然会增大。
杂化轨道 空间取向
直线
平面 三角形
正四面体
实例
BeCl2 BF3
CH4
分子构型与物质的性质
思考题:观察书本P62图,回答乙烯 与乙炔分子的成键情况。 乙烯 sp2杂化 5个σ键,1个π键 乙炔 sp杂化 3个σ键,2个π键
分子构型与物质的性质
挑战自我:NH3、H2O分子分别是三角锥 形分子、V形分子,如何用杂化轨道的知 识解释。
分子构型与物质的性质
请完成下列各题:
甲烷分子的空间构型是什么?
思考:甲烷分子中的C原子的电子排布 式是1s22s22p2,只能形成两个共价键, 且键角应该是大约900,而现在形成四个 共价键,且键角是109.50,怎么解释?
分子构型与物质的性质
杂化轨道
原子在形成分子时,为了增强成键能 力,使分子的稳定性增加,趋向于将不同 类型的原子轨道重新组合成能量、形状和 方向与原来不同的新原子轨道。这种重新 组合称为杂化;杂化后的原子轨道称为杂 化轨道。
分子构型与物质的性质
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。
苏教版高中化学选修3 专题4 分子空间结构和物质性质复习(共18张PPT)
练习3 下列叙述正确的是( ) A.NH3 是极性分子,N 原子处在 3 个 H 原子所组成的三角形的中心 l4 是非极性分子,C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的正方形的中心 C.H2O 是极性分子,O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线的中央 D.CO2 是非极性分子,C 原子不处在 2 个 O 原子所连成的直线的中央
化学方程式可以表示为__F_e_C__l3_+___5_K__S_C__N__=_=_=__K_2_[_F_e_(_S__C_N__)_5_]。+3KCl
配合物的化学式最可能为( )
A.[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O C.[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl·2NH3
B.[Co(NH3)5(H2O)]Cl3
D.[CoC√l(NH3)5]Cl2·H2O
练习4 Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线 电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。 (1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。若不考虑空间构型,
Ⅱ.经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合, 还可以其他个数比配合。请按要求填空:
(1)若所得的Fe3+和SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合
所得离子显红色。该离子的离子符号是__[_F_e_(_S__C_N__)_]。2+
(2)若Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的
(3)按要求写出第2周期非金属元素构成的中性分子的化学式:
平面三角形分子:____B__F_3____,三角锥型分子: ____N__F_3____, 四面体型分子: _____C_F__4____。
高中化学苏教版选修3课件 专题4第一单元 分子构型与物质的性质 课件
三、手性分子
1.手性异构现象:具有完全相同的组成和原子排列的分子, 如左手和右手一样互为_____镜__像______,在三维空间里 __不__能__重__叠_____的现象。 2.手性分子:具有___手__性__异__构__体__的分子。
3.手性碳原子:在有机物分子中,连接 ____四__个__不__同__的__原__子__或__基__团___________的碳原子。
一、分子的空间构型
1.杂化轨道理论
(1)轨道的杂化 原子内部___能__量__相__近____的原子轨道重新组合生成与原轨道 数___相__等________的一组新轨道的过程。
(2)杂化轨道 杂化后形成的新的__能__量__相__同__、__成__分__相__同__的一组原子轨道。
(3)杂化类型
解析:苯分子中的碳原子采取 sp2 杂化,六个碳碳键完全相 同,呈平面正六边形结构,键角皆为 120°;在苯分子中有一 个六电子的大 π 键,因此苯分子中的碳碳键并不是单、双键 交替结构,也就不能使溴水和酸性 KMnO4 溶液因发生化学 反应而褪色。
2.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是
3.手性碳原子有什么特点?
提示:连接四个不同的原子或基团的碳原子称 为手性碳原子。具有手性的有机物,是因为其 含有手性碳原子造成的。如右图中碳原子称为 手性碳原子,用*C 表示,R1、R2、R3、R4 是互 不相同的原子或基团。所以,判断一种有机物 是否具有手性异构体,就看其含有的碳原子是否连有四个不 同的原子或基团。
合而成的,每个 sp2 杂化轨道都含有13s 和23p 轨道的成分,杂化轨道 间的夹角为____1_2_0_°______,呈_平__面__三__角__形____。
高中化学 专题4 分子空间结构与物质性质 第1单元 分子构型与物质的性质 第1课时 分子的空间构型
解析:C2H2 分子中,两个碳原子均采用 sp 杂化,每个 C 原子的 1 个 sp 轨道分别与 1 个 H 原子的 1s 轨道重叠形成 C—H σ 键,两个 C 原子各以 1 个 sp 轨道重叠形成 C—C σ 键,各以两个未杂化的 2p 轨道重叠形成 2 个 π 键,故 B 错。
答案:B
2.下列分子中,所有原子不可能处于同一平面的是
示为:
(2)共价键的形成:碳原子的 4 个____s_p_3____轨道分别与 4 个氢原子的____1_s_____轨道形成 4 个相同的___σ_键______。
(3)甲烷的分子构型:甲烷分子为_正__四__面__体___结构,4 个 C—H 键是等同的,键角__1_0_9_._5_°___。
4.分子的空间构型与物质的性质 具有相似分子空间构型的物质,在性质方面通常表现出 一定的__相__似__性____。
基础过关对点练
1.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.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
_1_个__s_轨_____ _道__与__2__个___ ___1_2__0_°___
_平__面__三__角__形_ BF3 、
p轨道 化 _________
CH2===CH2
sp _1_个__s_轨___道__ 杂 _与__1_个___p_轨__
道 化 _________
__1_8_0_°_ ___直__线__形___
价电子对数目与价电子对构型关系
价电子对数目 2
3
4
5
6
平面三 四面 三角双 八面 价电子对构型 直线形
高中化学苏教版选修3课件:4.1 分子构型与物质的性质
1 2
第一单元 质的性质
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分子构型与物
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KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TA是由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道杂化而成,每 个 sp3 杂化轨道含 s 和 p 的成分,sp3 杂化轨道间的夹角为 109.5° ,空间构 型是正四面体。正四面体结构的分子或离子的中心原子一般采用 sp3
②共价键的形成:碳原子的 4 个 sp3 轨道分别与 4 个 H 原子的 1s 轨 道重叠形成 4 个相同的 σ 键。
第一单元 质的性质
目标导航
分子构型与物
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
预习导引
③CH4 分子的空间构型:CH4 分子为空间正四面体结构,分子中 C—H 键之间的夹角都是 109.5° 。如图:
学习 要点
第一单元 质的性质
目标导航
分子构型与物
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
预习导引
一、分子的空间构型 由分子聚集成的物质的性质主要是由分子的空间构型和分子的组 成决定的。分子的结构可以通过 X 射线衍射、电子衍射等实验手段进 行测定,也可以根据相关理论进行解释或预测。分子结构对物质的极性、 磁性、旋光性、溶解性、化学反应活泼性等都有很大的影响。 1.杂化轨道理论 (1)杂化轨道: 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,形成的一组能量相等、成分相同的新轨道。杂化的目的就 是为了形成 σ 键和容纳孤电子对。
第一单元 质的性质
第一单元 质的性质
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分子构型与物
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课堂合作探究
KETANG HEZUO TA是由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道杂化而成,每 个 sp3 杂化轨道含 s 和 p 的成分,sp3 杂化轨道间的夹角为 109.5° ,空间构 型是正四面体。正四面体结构的分子或离子的中心原子一般采用 sp3
②共价键的形成:碳原子的 4 个 sp3 轨道分别与 4 个 H 原子的 1s 轨 道重叠形成 4 个相同的 σ 键。
第一单元 质的性质
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分子构型与物
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预习导引
③CH4 分子的空间构型:CH4 分子为空间正四面体结构,分子中 C—H 键之间的夹角都是 109.5° 。如图:
学习 要点
第一单元 质的性质
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分子构型与物
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预习导引
一、分子的空间构型 由分子聚集成的物质的性质主要是由分子的空间构型和分子的组 成决定的。分子的结构可以通过 X 射线衍射、电子衍射等实验手段进 行测定,也可以根据相关理论进行解释或预测。分子结构对物质的极性、 磁性、旋光性、溶解性、化学反应活泼性等都有很大的影响。 1.杂化轨道理论 (1)杂化轨道: 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,形成的一组能量相等、成分相同的新轨道。杂化的目的就 是为了形成 σ 键和容纳孤电子对。
第一单元 质的性质
2019-2020学年苏教版选修3:4.1 分子构型与物质的性质课件(118张) (共118张PPT)
SiF4、CCl4、 BF4 、SO24 、PO34
【思考·讨论】
(1)HCHO分子中碳原子的杂化轨道类型是什么?
提示:sp2。HCHO分子中中心碳原子提供4个价电子,氧 原子提供0个单电子,2个氢原子提供2个单电子,价层
电子对数n= 4 0 21 =3,所以杂化轨道类型是sp2。
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
一、杂化轨道理论与分子的空间构型 1.sp3杂化与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,_1_个__2s轨道 和_3_个__2p轨道“混合”,形成能量相等、成分相同的 _4_个__sp3杂化轨道。
2.sp2杂化与BF3分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成。 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和_2_ 个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的_3_个sp2 杂化轨道。
图示为
(2)sp2杂化轨道的空间指向。 硼原子的3个sp2杂化轨道指向_平__面__三__角__形__的__三__个__顶__点__, 3个sp2杂化轨道间的夹角为_1_2_0_°__。 (3)共价键的形成。 硼原子的3个_s_p_2杂__化__轨道分别与3个氟原子的2p轨道 _重__叠__,形成3个相同的σ键。
(2)SO2分子的中心原子S提供6个价电子,每个氧原子提
供0个单电子,所以硫原子的价层电子对数为n= 6 0 =3,
2
所以杂化轨道类型是sp2,SO2的结构式为
,含有
σ键和π键。(3) SO24中 硫原子的价层电子对数为n=
6 0 2 =4,则S为sp3杂化。(4)根据价层电子对互斥理
图示为
(2)sp3杂化轨道的空间指向。 碳原子的4个sp3杂化轨道指向_正__四__面__体__的__4_个__顶__点__,每 个轨道上都有一个未成对电子。
高中化学专题4分子空间结构与物质性质4.1.1分子空间构型课件苏教选修3.ppt
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形 成σ键
C.C-H之间形成的是S-Pσ键,C-C之间有P -Pσ键,
D.C-C之间形成的全是σ键,C-H之间是未参 加杂化的2p轨道形成的π键
典型例题
交流讨论
问题 : N2O O3 CO它们的 立体构型是如何确定呢?
例题7:“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗
H
H
H
109°28’
知识回顾 一. 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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成的一组新轨 道
杂化轨道类型:sp、sp2、sp3
未杂化杂化轨道: 保持原来形状垂直与杂化轨道
活学活用
杂化理论
分子的立体结构
例题1:蛋白质由多肽链组成,其基本单元如下图
科学史话
鲍林 Linus Pouling 美国化学家。
系统地研究了化学物质的 组成.结构.性质三者的关 系,于1931年提出了杂化 轨道理论. 1954年获得诺 贝尔化学奖.
情景再现
一.杂化轨道理论
碳原子:
情景再现
例:
CH4分子形成
2p 2s
2s 2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C
找出它的等电子体 SO2
那么O3分子有 5 对孤对电子
杂化轨道理论 价层电子互斥模型 等电子体原理
信息 分子的立体结构
性质
考题预测
1.随着石油资源的日趋紧张,天然气资源的开 发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成 分CH4)为原料经合成气(主要成分CO、H2)制 化学品,是目前天然气转化利用的主要技术路线。 而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气,常因含 羰基铁[Fe(CO)5]等而导致以合成气为原料合 成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。
C.C-H之间形成的是S-Pσ键,C-C之间有P -Pσ键,
D.C-C之间形成的全是σ键,C-H之间是未参 加杂化的2p轨道形成的π键
典型例题
交流讨论
问题 : N2O O3 CO它们的 立体构型是如何确定呢?
例题7:“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗
H
H
H
109°28’
知识回顾 一. 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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成的一组新轨 道
杂化轨道类型:sp、sp2、sp3
未杂化杂化轨道: 保持原来形状垂直与杂化轨道
活学活用
杂化理论
分子的立体结构
例题1:蛋白质由多肽链组成,其基本单元如下图
科学史话
鲍林 Linus Pouling 美国化学家。
系统地研究了化学物质的 组成.结构.性质三者的关 系,于1931年提出了杂化 轨道理论. 1954年获得诺 贝尔化学奖.
情景再现
一.杂化轨道理论
碳原子:
情景再现
例:
CH4分子形成
2p 2s
2s 2p
正四面体形
C的基态
激发态
sp3 杂化态
H
C
找出它的等电子体 SO2
那么O3分子有 5 对孤对电子
杂化轨道理论 价层电子互斥模型 等电子体原理
信息 分子的立体结构
性质
考题预测
1.随着石油资源的日趋紧张,天然气资源的开 发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成 分CH4)为原料经合成气(主要成分CO、H2)制 化学品,是目前天然气转化利用的主要技术路线。 而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气,常因含 羰基铁[Fe(CO)5]等而导致以合成气为原料合 成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。
高中化学苏教版选修三 4.1.2 分子构型与物质的性质 分子构型课件(共21张PPT)
知识点1、了解杂化轨道理论
第8 页
1、基本要点: ⑴只有能量相近的原子轨道才能发生杂化。 ⑵轨道杂化时,通常有激发、杂化、轨道重叠等过程; ⑶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(一头大一头小,最大重 叠原理)。 ⑷组合得到的杂化轨道与其他原子形成σ键或排布孤对电子,而不会以空轨 道的形式存在。
共价键能否完全相同?这与CH4分子的实际情况是否吻合?
史话导学
现有价键理论与实验事实相悖?
为了解决这一矛盾,更好地解释
鲍林根据量子力学的观 点多原提子出分子:的在实同际空一间个构型原和子性质中,, 能193量1年相鲍林近提的出不了杂同化类轨道型理的论,几丰 个富和原发子展了轨现道代在价键成理键论。时,可以
激发
杂化
2p
2s 基态
2p
2s 激发态
讨论3:为了四个杂化轨道在规定空间尽可能远离,使轨道间的排 斥最小,4个杂化轨道的伸展方向如何?
sp3杂化轨道的形成和空间取向示意图
第7 页
四个H原子分别以1s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。
呈平面形
中心A原子呈sp2杂化
四面体型
中心A原子呈sp3杂化
2、由碳原子的饱和程度判断
饱和碳原子:
sp3杂化
双键碳原子: 三键碳原子:
sp2杂化 sp杂化
课堂巩固
导学案练1-⑴⑵⑶
待续……
说白了,最初原子轨道的杂化概念完全是人造的。是 为了解释 CH4四面体这类的现象。后来分子轨道理论出现, 原子轨道的杂化就自然而然的被解释了。只不过是一种同 原子的原子轨道的重新线性组合。首先没有实验基础是杂 化轨道理论的局限性之一,另外运用杂化轨道理论解释的 时候只有先已知分子的几何构型,才能确定中心原子的杂 化类型这也是其一局限性,另外在配体较多、空间结构复 杂的情况下,杂化轨道的可选择的轨道较多,需要考虑各 种组合方式,使其解释能力较弱……
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sp3sp2来自spsp2正四面体
平面结构
直线型
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
结构模拟
揭示分子构型与物质性质的关系
认识杂化 轨道
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
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)
中心内容:分子结构怎样影响物质性质的关系
通过具体实例了解分子的空间构型的含义、 能运用原子轨道、杂化轨道理论说明简单分子的空间 构型; 了解如何运用结构原理分析、判断分子的空间构型 (运用价电子对互斥理论确定分子的空间构型,运用等电 子原理判断简单分子或离子的空间构型); 认识分子的极性并能简单说明分子极性的缘由、对物 质某些物理性质的影响; 认识手性分子的特点; 能通过实例说明分子立体结构对物质性质(极性、稳 定性、手性、物理性质的相似性等)的影响; 能运用分子结构的原理说明生产生活中的一些相关问题。
H2O n=(6 + 2)/2=4 价电子对按四面体分布, 两对孤对电子的斥力使两O-H键夹角变为104.50; NH3 n=(5 + 3)/2=4 价电子对按四面体分布, 一对孤对电子的斥力使三个N-H键夹角变为106.45/ 。
3。用等电子原理判断:具有相同原子数(或重原子数) 的分子或离子,如果有相同的电子数(或价电子数),则具有 相同的结构特点。 如 CO、N2、C22-、C2H2 (10 个价电子、2个原子), 直线型; CO2、N2O、C3H4 (16 个价电子、3个原子),直线型; O3、SO2、NO2- (18个价电子、3个原子),角形; NO3-、CO32-、BO33-、SO3(24个价电子、4个原子)三角 形 固体等电子体:金刚石、AlP、Si、AgI(8个价电子、2个 原子) 4。从分子的偶极矩判断— 备课参考 5。从是否形成离域键π或多中心键判断
编写 思路 实验 观察铜氨离 子的形成
几种配合物 的空间构型 Cu(NH3)42
初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子 的空间结构
具有相同价电子数(或电子数) 和相同原子数的分子或离子具有相同 的结构特征,它们的某些物理性质也 很相似。这些物质互称为等电子体。 如,CO与N2(2原子10电子,键型物性 相似), Si与Ge、AlP、GaAs(2原子8电子, 半导体), SiCl4与SiO44-、SO42- (5原子32 电子,正四面体构型)。 NH4+与CH4 、BH4- (5原子8电子, 正四面体构型)。 1919年Langmuir 提出等电子原理: 原子数相同、 电子总数相同的分 子,互称为等电子 体。等电子体的结 构相似、物理性质 相近。 理论发展:具 有相同价电子数和 相同原子数(H除 外)的分子或离子 可能具有相似的结 构特征。 备课参考
理解认识对映异构体性质差异的重要性。
认识配合物
学习目标:能说明简单配合物的成键情况。 1.人类对配合物结构的认识(配合物的成键情 况) 问题解决:通过实例讨论配合物的形成条件、成键 情况 2.配合物的结构与性质 交流讨论:配合物的顺反异构 3.配合物的应用
活动与探究—拓展视野:通过实验与资料阅读,了解 配合物的的应用
正负电荷中心是否重合决定于:键的极性与分子构型
分子构型主要考察:配位原子是否对称分布(怎么理解 对称?)在中心原子周围使键的极性抵消。
(为什么NH3、H2O中H原子不认为是对称分布在中心原子周围?)
手性 分子 和手 性碳 原子
初步了解对映异够构体及其形成原因与学习的意义 从物体与镜像、海螺壳旋向、攀缘缠绕植物的茎蔓 旋向引入手性,认识手性现象的普遍性; 理解镜像、叠合与重合的含义。
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。
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5,6,分子构型为直线 形、三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、BF3、 CCl4、PCl5、SF6 。
分子中价电子对数目n=(中心原子价电子数+所有配 位原子提供的价电子数)/2 如,CO2 n=(4 + 0)/2=2 两C=O 键夹角为1800; 价电子对按直线分布,
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
平面结构
直线型
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
结构模拟
揭示分子构型与物质性质的关系
认识杂化 轨道
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
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)
中心内容:分子结构怎样影响物质性质的关系
通过具体实例了解分子的空间构型的含义、 能运用原子轨道、杂化轨道理论说明简单分子的空间 构型; 了解如何运用结构原理分析、判断分子的空间构型 (运用价电子对互斥理论确定分子的空间构型,运用等电 子原理判断简单分子或离子的空间构型); 认识分子的极性并能简单说明分子极性的缘由、对物 质某些物理性质的影响; 认识手性分子的特点; 能通过实例说明分子立体结构对物质性质(极性、稳 定性、手性、物理性质的相似性等)的影响; 能运用分子结构的原理说明生产生活中的一些相关问题。
H2O n=(6 + 2)/2=4 价电子对按四面体分布, 两对孤对电子的斥力使两O-H键夹角变为104.50; NH3 n=(5 + 3)/2=4 价电子对按四面体分布, 一对孤对电子的斥力使三个N-H键夹角变为106.45/ 。
3。用等电子原理判断:具有相同原子数(或重原子数) 的分子或离子,如果有相同的电子数(或价电子数),则具有 相同的结构特点。 如 CO、N2、C22-、C2H2 (10 个价电子、2个原子), 直线型; CO2、N2O、C3H4 (16 个价电子、3个原子),直线型; O3、SO2、NO2- (18个价电子、3个原子),角形; NO3-、CO32-、BO33-、SO3(24个价电子、4个原子)三角 形 固体等电子体:金刚石、AlP、Si、AgI(8个价电子、2个 原子) 4。从分子的偶极矩判断— 备课参考 5。从是否形成离域键π或多中心键判断
编写 思路 实验 观察铜氨离 子的形成
几种配合物 的空间构型 Cu(NH3)42
初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子 的空间结构
具有相同价电子数(或电子数) 和相同原子数的分子或离子具有相同 的结构特征,它们的某些物理性质也 很相似。这些物质互称为等电子体。 如,CO与N2(2原子10电子,键型物性 相似), Si与Ge、AlP、GaAs(2原子8电子, 半导体), SiCl4与SiO44-、SO42- (5原子32 电子,正四面体构型)。 NH4+与CH4 、BH4- (5原子8电子, 正四面体构型)。 1919年Langmuir 提出等电子原理: 原子数相同、 电子总数相同的分 子,互称为等电子 体。等电子体的结 构相似、物理性质 相近。 理论发展:具 有相同价电子数和 相同原子数(H除 外)的分子或离子 可能具有相似的结 构特征。 备课参考
理解认识对映异构体性质差异的重要性。
认识配合物
学习目标:能说明简单配合物的成键情况。 1.人类对配合物结构的认识(配合物的成键情 况) 问题解决:通过实例讨论配合物的形成条件、成键 情况 2.配合物的结构与性质 交流讨论:配合物的顺反异构 3.配合物的应用
活动与探究—拓展视野:通过实验与资料阅读,了解 配合物的的应用
正负电荷中心是否重合决定于:键的极性与分子构型
分子构型主要考察:配位原子是否对称分布(怎么理解 对称?)在中心原子周围使键的极性抵消。
(为什么NH3、H2O中H原子不认为是对称分布在中心原子周围?)
手性 分子 和手 性碳 原子
初步了解对映异够构体及其形成原因与学习的意义 从物体与镜像、海螺壳旋向、攀缘缠绕植物的茎蔓 旋向引入手性,认识手性现象的普遍性; 理解镜像、叠合与重合的含义。
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。
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5,6,分子构型为直线 形、三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、BF3、 CCl4、PCl5、SF6 。
分子中价电子对数目n=(中心原子价电子数+所有配 位原子提供的价电子数)/2 如,CO2 n=(4 + 0)/2=2 两C=O 键夹角为1800; 价电子对按直线分布,
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