2018_2019学年高中化学第2章第2节第1课时一些典型分子的空间构型课件鲁科版选修3.pptx

第2章第2节共价键与分子的空间构型,第1课时一些典型分子的空间构型,1.了解一些常见简单分子的空间构型(如BeCl2、BF3、NH3、CH4、C2H4、C2H2、C6H6等分子)。2.了解杂化轨道理论的主要内容，并能用杂化轨道知识理论解释简单分子中共价键的形成和空间构型。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,一、甲烷分子的空间构型,基础知识导学,答案,1.轨道杂化和杂化轨道,相近,相同,2.甲烷分子中碳原子的杂化类型,2s,2p,sp3,sp3,答案,3.杂化轨道的类型与分子构型的关系,1,2,3,2,3,4,180,120,109.5,答案,直线形,平面三角形,正四面体形,答案,议一议1.2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道？,答案不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与3p不在同一能级组，能量相差较大。,2.原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？,答案杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同，ns轨道与np轨道的能量不同，杂化后，形成的一组杂化轨道能量相同。,答案,3.用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间构型？,答案NH3分子中N原子的价电子排布式为2s22p3。1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另1个杂化轨道中是成对电子，不与H原子形成共价键，sp3杂化轨道为正四面体形，但由于孤对电子的排斥作用，使3个NH键的键角变小，使NH3成为三角锥形的空间构型。H2O分子中O原子的价电子排布式为2s22p4。1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中2个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另2个杂化轨道是成对电子，不与H原子形成共价键，sp3杂化轨道为正四面体形，但由于2对孤对电子的排斥作用，使2个OH键的键角变得更小，成为V形的空间构型。,答案,4.CH4、NH3、H2O中心原子的杂化类型都为sp3，它们的键角为什么依次减小？从杂化轨道理论的角度思考，比较键角大小时有什么方法？,答案CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3杂化，中心原子的孤对电子数依次为0对、1对、2对。由于孤对电子对共用电子对的排斥作用使键角变小，孤对电子数越多排斥作用越大，键角越小。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sp1、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。,二、苯分子的空间构型与大键,答案,1.苯的空间构型,sp2,共面,答案,2.苯分子中的大键苯分子中的大键：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“”的方式形成含有个电子、属于个C原子的大键。,肩并肩,6,6,相关视频,答案,议一议1.苯分子中的键和键位置关系有何特点？,答案苯分子中未参与杂化的2p轨道与3个sp2杂化轨道所在平面垂直，故形成的键和键垂直。,答案,2.根据甲烷、乙烯、乙炔、苯分子中碳原子杂化类型进行思考：在中，中间碳原子和两边碳原子分别采用什么杂化类型？,答案sp2、sp3。根据C2H4、C2H2和C6H6中C原子杂化方式可总结出如下规律：规律一：有机物中，C原子杂化轨道形成键，未杂化轨道形成键。可根据原子形成的键数目判断杂化类型。解答：CH3中C原子形成4个键，C原子采取sp3杂化，中C原子形成3个键，C原子采取sp2杂化。规律二：由碳原子的饱和程度判断：饱和碳原子采取sp3杂化；双键上的碳原子或苯环上的碳原子采取sp2杂化；叁键上的碳原子采取sp1杂化。,答案,解答：CH3中C为饱和碳原子，sp3杂化；双键上的碳原子采取sp2杂化。,返回,答案,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？,答案在苯分子中，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成大键，使原子轨道的重叠程度比乙烯分子中大，所以比乙烯分子中键的键能大，性质稳定。,一、原子轨道杂化理解要点,重点难点探究,1.能量相近只有能量相近的原子轨道才能杂化(如ns与np)。2.数目不变杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相等。3.成键能力增强杂化改变原有轨道的形状和伸展方向，使原子形成的共价键更牢固。4.排斥力最小杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。,(1)杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与成键的孤对电子。(2)未参与杂化的p轨道，可用于形成键。,关键提醒,解析答案,例1下列关于杂化轨道的说法错误的是()A.所有原子轨道都参与杂化B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C.杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D.杂化轨道中不一定有1个电子,解析只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，故A不正确，B正确；杂化轨道重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C正确；并不是所有的杂化轨道中都有电子，可以是空轨道，也可以有1对孤对电子(如NH3、H2O的形成)，故D正确。,A,变式训练1下列关于杂化轨道的叙述正确的是()A.杂化轨道可用于形成键，也可用于形成键B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤对电子C.NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的D.在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个CH键,解析答案,解析杂化轨道用于形成键或用来容纳未参与成键的孤对电子，不能用来形成键，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CH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CC键，D不正确。,答案B,二、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(中心原子的价电子数配位原子的成键电子数电荷数)。注意如下规定：当电荷数为正值时，公式中取“”；当电荷数为负值时，公式中取“”。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；当配位原子为卤素原子或氢原子时，配位原子的电子数为1。,(2)根据杂化轨道数判断杂化类型,2.分子的空间构型与杂化类型的关系,关键提醒,杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。(1)当杂化轨道全部用于形成键时，分子或离子的空间构型与杂化轨道的空间构型相同。(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤对电子时：孤对电子对成键电子对的排斥作用，会使分子或离子的构型与杂化轨道的形状有所不同。,相关视频,例2下列分子中中心原子杂化轨道的类型相同的是()A.BeCl2与BF3B.CO2与SO2C.CCl4与NH3D.C2H2和C2H4,解析答案,解析杂化轨道数n(中心原子的价电子数配位原子的成键电子数),解析答案,C2H2和C2H4中每个碳原子连接的原子个数分别为2、3，每个C原子分别形成2个键、2个键和3个键、1个键，根据参与杂化的原子轨道形成键，未参与杂化的原子轨道形成键，所以C原子杂化类型分别为sp1、sp2。,答案C,解题反思,判断中心原子杂化类型的其他方法(1)根据价电子对数判断杂化轨道数中心原子孤电子对数中心原子键数价电子对数。(2)根据共价键的类型判断中心原子形成1个叁键，则为sp1杂化，如CHCH，CHN；中心原子形成2个双键，则为sp1杂化，如O=C=O，S=C=S；中心原子形成1个双键，则为sp2杂化，如；中心原子形成4个单键，则为sp3杂化，如CH4、SiF4等。,(3)根据分子(或离子)的空间构型判断正四面体形中心原子为sp3杂化；三角锥形中心原子为sp3杂化；平面三角形中心原子为sp2杂化；直线形中心原子为sp1杂化；V形中心原子可能为sp3杂化，也可能为sp2杂化。,变式训练2下列有关NCl3分子的叙述正确的是()A.NCl3分子中的N原子采取sp2杂化B.NCl3分子为平面三角形C.NCl3分子中ClNCl键角小于109.5D.NCl3分子中含有非极性键,解析答案,解析NCl3分子中心原子N原子的杂化轨道数为n(53)4，N原子的杂化类型为sp3，其中1个杂化轨道含有1对孤对电子，对成键电子对具有排斥作用，使键角小于109.5，NCl3分子为三角锥形，分子中NCl键为极性键。,C,返回,比较键角大小方法(1)中心原子杂化类型不同时，键角按sp1、sp2、sp3顺序减小。(2)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小。,解题反思,1.有关杂化轨道的说法不正确的是()A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变B.sp3、sp2、sp1杂化轨道的夹角分别为109.5、120、180C.四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释D.杂化轨道全部参与形成化学键,D,随堂达标检测,1,2,3,解析答案,4,5,解析杂化轨道用于形成键和容纳孤对电子。,6,2.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是()BF3CH2=CH2CHCHPH3CH4A.B.C.D.,A,解析答案,解析BF3、PH3、CH4中心原子的杂化轨道数分别为(33)3、(53)4、(44)4，所以B、P、C的杂化类型分别为sp2、sp3、sp3杂化。双键C原子采取sp2杂化、叁键C原子采取sp1杂化，C2H4中C原子以sp2杂化，C2H2中C原子为sp1杂化。C6H6中的每个C原子形成3个键，所以C原子采取sp2杂化。,1,2,3,4,5,6,3.用鲍林的杂化轨道理论解释CH4分子的正四面体结构，下列说法不正确的是()A.C原子的4个杂化轨道的能量一样B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据,D,解析答案,解析甲烷中C原子采取sp3杂化，每个杂化轨道上1个电子分别与1个H原子上的电子结合形成共价键，这四条共价键完全相同，轨道间的夹角为109.5，形成正四面体形的分子。,1,2,3,4,5,6,4.关于原子轨道的说法正确的是()A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其空间构型都是正四面体形B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道D.AB3、AB2型的共价化合物，其中心原子A均分别采用sp2、sp1杂化轨道成键,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，中心原子孤电子对数分别为0、1、2时，其空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形，A不正确。CH4分子中的sp3杂化轨道是由中心原子的能量相近的1个2s和3个2p轨道杂化形成的，B不正确。AB3型的共价化合物，有2种杂化方式，如BF3为sp2杂化，中心原子没有孤对电子；NH3为sp3杂化，中心原子有1对孤对电子。AB2型的共价化合物，中心原子有3种杂化方式，如CO2为sp1杂化，中心原子没有孤对电子；SO2为sp2杂化，中心原子有1对孤对电子，OF2为sp3杂化，中心原子有2对孤对电子。,1,2,3,4,5,6,答案C,5.下列分子中的碳原子采用sp2杂化的是()A.C2H2B.CS2C.HCHOD.C3H8,C,解析饱和C原子采取sp3杂化，双键C原子采取sp2杂化，叁键C原子采取sp1杂化，所以C2H2中的C原子采取sp1杂化，HCHO分子中含有碳氧双键，C原子采取sp2杂化，C3H8中的C原子采取sp3杂化。CS2中C原子的杂化轨道数为(40)2，所以C采取sp1杂化。,解析答案,1,2,3,4,5,6,6.请完成下列各小题。(1)醛基中碳原子的轨道杂化类型是_。,解析答案,解析中，碳原子形成3个键，1个键，碳原子采取sp2杂化。,1,2,3,4,5,6,sp2,(2)NO离子的立体构型是_，N原子的杂化类型是_。,解析N的杂化轨道数为(51)3，N原子含有1对孤电子对，故NO的空间构型为V形。,sp2,V形,(3)SO2分子中S原子价层电子对数是_对，S原子采取_杂化，SO2分子的空间构型为_，SO2的键角_(填“大于”、“等于”或“小于”)120。SO3分子中S原子的杂化轨道类型为_，空间构型为_。,解析答案,解析SO2分子中，S原子的杂化轨道数为3，S采取sp2杂化，但有1对孤电子对，所以键角小于120。SO2分子的空间构型为V形。SO3分子中，S原子杂化轨道数为3，S采取sp2杂化，但S原子没有孤对电子，故SO3分子的空间构型为平面三角形。,1,2,3,4,5,6,2,sp2,V形,小于,sp2,平面三角形,(4)的空间构型分别是_、_，S原子的杂化轨道类型分别是_、_。,解析答案,1,2,3,4,5,6,正四面体形,三角锥形,sp3,sp3,(