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第二节 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高考资源网【学习目标】w.w.w.zxxk.c.o.m1理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型2学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型过程与方法【重点难点】w.w.w.zxxk.c.o.m理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型【学法指导】w.w.w.zxxk.c.o.m采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行学习【学习内容】【旧知回顾】一、共价键的形成及本质1本质：2形成条件：（1）（2）（3）二、共价键的特征1饱和性：2方向性：三、共价键的分类12【新知学习】w.w.w.zxxk.c.o.m阅读教材p39n内容，写出下列分子的空间构型，并思考这些分子为什么具有不同的空间构型。甲烷分子呈 、氨分子呈 、苯环呈 【活动探究】你能身边的材料动手制作水分子、甲烷、氨气、氯气的球棍模型吗？【交流与讨论】美丽的鲜花、冰晶、蝴蝶与微观粒子的空间构型有关吗？一、一些典型分子的空间构型（一）甲烷分子的形成及立体构型研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个CH键的键角均为 ，从而形成非常规则的 构型。原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有 。碳原子的价电子排布为 ，若碳原子与氢原子结合，则应形成 ；即使碳原子的一个2s电子受外界条件影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个 ，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的 。【阅读教材40页】了解杂化原子轨道的定义及甲烷分子的正四面体构型的形成1杂化原子轨道 在 下，原子内部 的原子轨道 的过程叫做 ，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。2甲烷分子的轨道的形成过程形成甲烷分子时，中心原子的 和 四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条 轨道，这些 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，sp型杂化轨道除了 外，还有 和 ，一个s轨道与两个p轨道杂化形成的原子轨道称 ，由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的原子轨道称 【思考与交流】（1）原子轨道为什么可以进行杂化？（2）轨道杂化后在数目、形状、能量上是否发生变化？（3）轨道杂化的结果是什么？3常见的SP杂化过程 （1）sp3杂化（2）SP杂化：一个s轨道和一个P轨道杂化可形成两个sp杂化轨道，这种杂化称为sp1杂化直线型（BeCl2）【交流与讨论】w.w.w.zxxk.c.o.m用杂化轨道理论分析乙炔分子的成键情况（3）sp2杂化平面正三角形（BF3）【交流与讨论】用杂化轨道理论分析乙烯分子的成键情况【交流研讨】 氮原子的价电子排布为2s22p3，三个2p轨道中各有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的ls电子形成一个盯键。如果真是如此，那么三个2p轨道相互垂直，所形成的氨分子中NH键间的键角应约为90。但是，实验测得氨分子中NH键的键角为1073。试解释其中的原因，并与同学们进行交流。【总结评价】w.w.w.zxxk.c.o.m应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。化学式杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CH4C2H4BF3CH2OC2H2【课堂小结】一、一些典型分子的立体结构（一）甲烷分子的形成及立体构型1杂化原子轨道2常见的SP杂化过程（1）sp3杂化（2）SP杂化（3）sp2杂化【总结与反思】第2节 共价键与分子空间构型(第2课时)学习目标：1、 让学生了解几种常见分子的杂化方式以及形成。2、 让学生能用价电子对互斥理论判断分子的空间构型。重点与难点：苯的杂化方式及形成，价电子对互斥理论的应用。教学方法：采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学。复习：sp型杂化杂化方式参与杂化的轨道种类、数目杂化后形成的轨道数目空间构型轨道夹角代表物p1sp2sp3新课预习：1、CH2=CH2中CH之间的夹角 ，乙烯分子中碳原子用一个 轨道和两个 轨道进行sp2杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个键，每个碳原子的另外 分别与两个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。2、HCCH中CH之间的夹角 ，碳原子用一个 轨道和一个 轨道进行sp杂化，得到两个完全相同的杂化轨道。形成乙炔分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个键，每个碳原子的另外 分别与一个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的两个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。3、苯 使酸性KMnO4褪色，说明（是否） 含双键。碳碳键角 ，C采用 杂化。由此形成的三个 在同一平面内。三个 分别与两个碳原子、一个氢原子形成键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的 ，他们均有一个未成对电子。这些 轨道垂直于 ，相互平行，以 方式相互重叠，形成一个多电子的 键。4、材料确定分子空间构型的简易方法价电子对互斥理论的初步应用 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。例如，价电子对数目分别为2、3、4时，价电子对的几何分布分别呈直线型、平面三角形、正四面体构型。 对于ABm型的分子（A是中心原子，B是配位原子。在CH4中，C是中心原子，H是配位原子），分子的价电子对数可以用下式确定：n= 中心原子的价电子对数+每个配位原子提供的价电子对数m2其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。如果分子中存在孤电子对，由于孤电子对更靠近原子核，它对相邻成键电子对的排斥作用较大，因而使相应的键角变小。练习：用价电子对互斥理论分析BeCl2和BF3的空间构型和杂化方式。课堂探究我们上节课已经学习到，如果知道了原子的杂化方式就可以预测一些简单分子的空间构型，反过来，若我们知道了分子的空间构型，那么也可以推知原子的杂化方式。下面我们先来看问题组1：CH2=CH2中CH键之间的夹角是多少？推测C采用什么方式杂化？画出杂化前后C的价电子的轨道表示式。各个杂化轨道分别与哪些轨道重叠成键？形成了什么类型的键？未杂化的轨道中是否有单电子？形成了什么类型的键？总结：CH2=CH2中CH之间的夹角 ，乙烯分子中碳原子用一个 轨道和两个 轨道进行 杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子用 轨道上的单电子相互配对，形成一个 键，每个碳原子的另外 分别与两个氢原子的 轨道上的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的 轨道上的未成对电子相互配对形成一个 键。请同学们用相同的方法探究一下HCCH的形成及杂化方式。问题组2： HCCH中CH与CC键之间的夹角是多少？ 推测C采用什么方式杂化？ 各个杂化轨道分别与哪些轨道重叠成键？形成了什么类型的键？ 未杂化的轨道中是否有单电子？形成了什么类型的键？总结：请同学们再次思考2个问题： sp2杂化轨道是否在同一个平面？由此可推知C和与它成键的2个H是否在同一个平面上？ 两部分CH2是否可以以C=C为轴任意扭转？总结：在乙烯中6个原子在同一 上；在乙炔中4个原子在同一 上。苯的空间构型探究问题组3 在苯环当中碳碳键的键角是多少？C采用什么杂化方式？ 杂化的轨道形成了哪些键？6个C和6个H是否在同一平面上？ 6个C的未参与杂化的P轨道在空间上是什么关系？我们已经知道苯不能使酸性KmnO4褪色，说明是否含C=C？那么这6个P轨道中的单电子形成了什么键？总结：苯 使酸性KMnO4褪色，说明（是否） 含双键。碳碳键角 ，C采用 杂化。由此形成的三个 杂化轨道在同一平面内。三个 分别与两个碳原子、一个氢原子形成键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的 ，他们均有一个未成对电子。这些 轨道垂直于 ，相互平行，以 方式相互重叠，形成一个多电子的 键。苯的12个原子都在同一个 上。N的价电子排布为2S22P3,3个P轨道各有一个未成对电子，可分别与一个H成键，那么，由于3个2P轨道相互垂直，所形成的N-H键的夹角也应该是90。但是我们都知道真实的键角是107.3，这是为什么呢？为了解决这一个问题，我们需要引入一个新的理论价电子互斥理论（新课预习中材料4）问题组4：说明BeCl2、BF3、CCl4哪些是中心原子、哪些是配为原子？计算价电子对的公式是什么？要注意什么问题？当价电子对数分别是1、2、3时，所对应的价电子对的空间构型分别是什么？中心原子的杂化方式各是什么？价电子对数和中心原子的杂化方式有什么关系？计算BeCl2、BF3、CCl4的价电子对数、价电子对的空间构型、中心原子的杂化方式、分子的空间构型。对于这些分子价电子对的空间构型和分子的空间构型有什么关系？计算NH3、H2O的价电子对数、价电子对的空间构型、中心原子的杂化方式、分子的空间构型。价电子对的空间构型和分子的空间构型一定相同么？为什么这两种分子价电子对的空间构型和分子的空间构型产生了差异？判断分子空间构型的一般步骤是什么？总结：在形成氨分子时，氮原子的 和 原子轨道也发生了 杂化，生成四个 杂化轨道。在所生成的四个Sp3杂化轨道中，有三个轨道各含有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个 键，另一个sp3杂化轨道中已有两个电子(孤对电子)，不能再与氢原子形成键了。所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。由于孤电子对的斥力作用较强，所以使得NH3的键角为 ，小于CH4的109.5。判断分子空间构型的一般步骤是：本节小结：这节课你学习到了什么？课堂练习1、对SO2与CO2说法正确的是( ) A都是直线形结构 B中心原子都采取sp杂化轨道CS原子和C原子上都没有孤对电子D SO2为V形结构， CO2为直线形结构2、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型杂化，而CH4是sp3型杂化。BNH3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。CNH3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。3、在乙烯分子中有5个键、一个键，它们分别是 （ ）Asp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键CC-H之间是sp2形成的键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DC-C之间是sp2形成的键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的键4、苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是 （ ）A分子中不存在键 B分子中存在6电子大键，结构稳定C分子是平面结构 D分子中只存在键通过练习，你还有什么地方不太清楚？请写下来。第2节 共价键与分子空间构型 第3课时 分子的空间构型与分子性质【学习目标】1.使学生了解一些分子在对称性方面的特点。2.知道手性化学在现代化学领域医药的不对称合成领域中的重大意义【学习过程】一、分子的空间结构与分子性质1. 分子的对称性 依据_的旋转或借助_的反映能够复原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称为对称性。分子的许多性质如_、_及_等都与分子的对称性有关。 当四个不同的_或_连接在碳原子上时，这个碳原子是不对称原子，如同人的左手和右手。这种分子相似而不全同，不能重叠，我们称它们的表现为手性。具有手性的分子叫做_分子。2. 极性键和非极性键：（1）极性键：不同种原子，电负性 ，共用电子对必然偏向电负性 的原子一方，使该原子带部分负电荷（-），而另一原子带部分正电荷（+）。这样，两个原子在成键后电荷分布不均匀，形成有极性的共价键。存在范围：气态氢化物、非金属氧化物、酸根、氢氧要、有机化合物。（2）非极性共价键：同种元素的原子两原子电负性 ，共用电子对不偏向任何一方，成键的原子不显电性，这样的共价键叫非极性键。简称非极性键。3. 分子的极性(1)极性分子：定义： 如H2O特点：分子中有发生偏移的共用电子对，并且分子的形状不呈“空间对称” (2) 非极性分子(1) 定义： (2)特点：分子的形状呈“空间对称”其类型有： 没有共用电子对 如 有共用电子，但全部都不发生偏移。如： 有偏移的共用电子，但分子形状是呈“空间对称”的 。 如： 三棱锥 角形极性分子 A-B 型直线空间不对称 正四面体 BH3 物质举例非正四面体正三角形A-B-A 型直线非极性分子A-A 型直线空间对称形状对称性3. 常见分子的空间形状及对称性【典题解悟】例1. 经验规律（相似相溶原理）：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实中可以用相似相溶原理说明的是（ ）A. HCl易溶于水 B. I2可溶于水C. Cl2可溶于水 D. NH3易溶于水解析：HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂。答案：AD例2.下列说法正确的是（ ）。A.由极性键构成的分子全都是极性分子B.含有非极性键的分子不一定是非极性分子C.极性分子一定含有极性键，非极性键分子一定含有非极性键D.以极性键结合的双原子分子，一定是极性分子解析：以非极性键结合成的双原子分子都是非极性分子，以极性键结合成的双原子分子都是极性分子。以极性键结合成的多原子分子，可能是极性分子，也可能是非极性分子，这决定于分子中各键的空间排列。答案：B D【当堂检测】1.把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时，细流发生偏移的是（ ） ACCl4 B C2H5OH C CS2 D H2O2.下列元素原子与氢形成的分子中，共价键的极性最大的是（ ）A I B S C F D Cl3.下列说法中，正确的一组是（ ） 两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键 两种非金属元素原子间形成的化学键都是极性键 含有极性键的化合物分子一定不含非极性键 只要是离子化合物，其熔点就比共价化合物的熔点高 离子化合物中可能含有共价键 分子晶体中的分子不含有离子键 分子晶体中的分子内一定有共价键 原子晶体中一定有非极性共价键A. B. C. D. 4NH3、H2S等是极性分子，CO2、BF3、CCl4等是极性键构成的非极性分子。根据上述实例能推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是（ ）A分子中不能含有氢原子B在ABn型分子中A原子没有孤对电子C在ABn型分子中A的相对原子质量小于B的相对原子质量D分子中每个键的键长应相等5.下列化合物中，化学键的类型和分子的极性（极性或非极性）皆相同的是（ ）A.CO2和SO2 B.CH4和SiO2 C.BF3和NH3 D.HCl和HI6.使用微波炉加热，具有使受热物质均匀，表里一致、速度快、热效率高等优点。其工作原理是通电炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应，这是因为（ ）A.水分子具有极性共价键 B. 水分子中有共同电子对C.水由氢、氧两元素组成 D.水分子是极性分子7. O2、CH4、BF3都是非极性分子，HF、H2O、NH3都是极性分子，由此推测ABn型分子是非极性分子的经验规律正确的是（ ）A. 所有原子在同一平面 B. 分子中不含有氢原子C. 在ABn中A原子没有孤对电子 D. A的相对原子质量小于B8. 化学工作者已经合成了一个新的分子，经测定它只含有H、N、B，其中H、N、B的物质的量之比为2：1：1，它的相对分子质量为80.4，且它是非极性分子。（1）试求该分子的分子式。（2）此分子有两种可能构型：甲和乙，在甲分子中H原子分别连