山东省临清三中高中化学 第2章第2节 分子的立体构型课件 新人教版选修3.ppt

第二节分子的立体构型 学习目标1 了解共价键分子结构的多样性和复杂性 2 认识价层电子对互斥理论 杂化轨道理论和配合物理论 3 能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型 4 会判断简单配合物的成键情况 了解简单配合物的命名方法 5 简单了解分子立体结构的测定办法 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 第二节分子的立体构型 课前自主学案 一 形形色色的分子分子的立体构型 两个以上原子构成的分子中的原子的空间关系问题 1 三原子分子的立体构型有直线形和v形两种 如 180 105 直线形 v形 2 四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型 如 120 107 平面三角形 三角锥形 3 五原子分子的可能立体构型更多 最常见的是正四面体形 如 109 28 109 28 正四面体形 正四面体形 思考感悟1 五原子分子都是正四面体结构吗 提示 不是 如ch3cl ch2cl2 chcl3等 虽为四面体结构 但由于碳原子所连的四个原子不相同 四个原子电子间的排斥力不同 使四个键的键角不再相等 所以并不是正四面体结构 二 价层电子对互斥理论1 价层电子对互斥理论 vsepr 分子中的价层电子对 包括 和 由于 作用 而趋向尽可能彼此远离以减小 分子尽可能采取 的立体构型 电子对之间的夹角越大 排斥力 键电子对 中心原子上的孤电子对 相互排斥 斥力 对称 越小 2 价层电子对的确定方法 思考感悟 3 vsepr模型的用途预测分子或离子的 1 中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子的立体构型 立体构型 2 直线形 平面三角形 正四面体形 3 4 2 中心原子上有孤电子对的分子的立体构型对于中心原子上有孤电子对 未用于形成共价键的电子对 的分子 中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间 并互相排斥使分子呈现不同的立体构型 见下表 v形 三角锥形 直线形 三角锥形 v形 三 杂化轨道理论简介1 杂化与杂化轨道 1 概念 轨道的杂化原子内部 的原子轨道重新组合生成与原轨道数 的一组新轨道的过程 杂化轨道杂化后形成的新的 的一组原子轨道 能量相近 相等 能量相同 2 类型 2 3 4 2 杂化轨道类型与分子空间构型的关系 180 120 109 28 直线形 平面三角形 正四面体形 思考感悟3 用杂化轨道理论分析nh3呈三角锥形的原因 提示 nh3分子中的n原子价电子排布图为 1个2s轨道与3个2p轨道杂化后 形成4个sp3杂化轨道 其中3个杂化轨道中是单电子 分别与3个h原子形成 键 一个杂化轨道中是成对电子 不形成共价键 sp3杂化轨道应为正四面体构型 但由于孤电子对不形成化学键 故nh3分子为三角锥形 四 配合物理论简介1 配位键 1 概念 由一个原子 提供而另一个原子提供空轨道而形成的共价键 即 电子对给予 接受键 是一类特殊的 2 表示配位键可以用a b来表示 其中a是 孤电子对的原子 叫做给予体 b是 电子对的原子 叫做接受体 孤电子对 单方面 共价键 提供 接受 2 配位化合物 1 概念 与某些分子或离子 称为 以 结合形成的化合物 简称配合物 金属离子 或原子 配体 配位键 2 配合物的形成举例 蓝色沉淀 溶解 深蓝色晶体 变红 思考感悟4 配制银氨溶液时 向agno3溶液中滴加氨水 先生成白色沉淀 后沉淀逐渐溶解 为什么 课堂互动讲练 用价层电子对互斥理论确定分子或离子立体构型的方法 2 确定价层电子对的立体构型由于价层电子对之间的相互排斥作用 它们趋向于尽可能的相互远离 于是价层电子对的立体构型与价层电子对数目的关系如下表 这样已知价层电子对的数目 就可以确定它们的立体构型 3 分子立体构型的确定价层电子对有成键电子对和孤电子对之分 价层电子对的总数减去成键电子对数 得孤电子对数 根据成键电子对数和孤电子对数 可以确定相应的较稳定的分子立体构型 如下表所示 特别提醒 利用上表判断分子立体构型时注意 1 如果在价层电子对中出现孤电子对时 价层电子对立体构型还与下列斥力顺序有关 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 因此价层电子对立体构型为三角形和四面体形时 孤电子对的存在会改变成键电子对的分布空间 所以h2o分子的键角应小于109 28 2 对于分子中有双键 三键等多重键时 使用价层电子对理论判断其分子构型时 双键的两对电子和三键的三对电子只能作为一对电子来处理 或者说在确定中心原子的价层电子对总数时不包括 电子 思路点拨 解答本题需注意以下两点 1 确定每个结构中成键电子及孤电子对 2 根据vsepr模型判断分子或离子的立体构型 解析 根据各分子的电子式和结构式 分析中心原子的孤电子对数 依据中心原子连接的原子数和孤电子对数 确定vsepr模型和分子的立体构型 答案 直线形v形平面三角形三角锥形正四面体形三角锥形 误区警示 使用价层电子对互斥理论判断分子立体构型时需注意 价层电子对互斥构型是价层电子对的立体构型 而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型 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 变式训练1若abn分子的中心原子a上没有未用于形成共价键的孤电子对 根据价层电子对互斥理论 下列说法正确的是 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 解析 选c 若中心原子a上没有未成键的孤电子对 则根据斥力最小的原则 当n 2时 分子的立体构型为直线形 n 3时 分子的立体构型为平面三角形 当n 4时 分子的立体构型为正四面体形 分子立体构型和杂化轨道类型的关系 1 杂化类型的判断因为杂化轨道只能用于形成 键或者用来容纳孤电子对 而两个原子之间只能形成一个 键 故有下列关系 杂化轨道数 中心原子孤电子对数 中心原子结合的原子数 再由杂化轨道数判断杂化类型 例如 2 共价键全部为 键的分子构型与杂化类型 3 含 键和 键的分子构型和杂化类型 特别提醒 1 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同 中心原子杂化类型相同时孤电子对越多 键角越小 例如 nh3中的氮原子与ch4中的碳原子均为sp3杂化 但键角分别为107 和109 28 2 杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同 但能量不同 3 杂化轨道也符合价层电子对互斥模型 应尽量占据整个空间 使它们之间的排斥力最小 元素x和y属于同一主族 负二价的元素x和氢的化合物在通常状况下是一种液体 其中x的质量分数为88 9 元素x和元素y可以形成两种化合物 在这两种化合物中 x的质量分数分别为50 和60 1 确定x y两种元素在周期表中的位置 2 在元素x和元素y两种元素形成的化合物中 写出x质量分数为50 的化合物的化学式 该分子的中心原子以 杂化 分子构型为 3 写出x的质量分数为60 的化合物的化学式 该分子的中心原子以 杂化 分子构型为 4 由元素氢 x y三种元素形成的化合物常见的有两种 其水溶液均呈酸性 试分别写出其分子式 并比较酸性强弱 两种酸的阴离子分别为 和 立体构型分别为 和 5 由氢元素与x元素形成的化合物中 含有非极性键的是 写分子式 分子构型为v形的是 写分子式 依据成键电子对和孤电子对数目判断分子构型 答案 1 x 第二周期 a族 y 第三周期 a族 2 so2sp2v形 3 so3sp2平面三角形 4 h2so3h2so4h2so4 h2so3soso三角锥形正四面体形 5 h2o2h2o 规律方法 判断分子的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判断 若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形 则分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形 则分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道在空间的分布呈直线形 则分子的中心原子发生sp杂化 2 根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为109 28 则分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道之间的夹角为120 则分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道之间的夹角为180 则分子的中心原子发生sp杂化 变式训练2 2011年秦皇岛高二检测 氨气分子的立体构型是三角锥形 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b nh3分子中n原子形成3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电子对 它对成键电子的排斥作用较强d 氨气分子是4原子化合物 甲烷为5原子化合物解析 选c nh3和ch4都是sp3杂化 故a b错误 跟分子中原子个数无关 故d错误 配位键与配位化合物 1 配位键与非极性键 极性键的区别与联系 特别提醒 1 不是所有的配合物都具有颜色 如 ag nh3 2 oh溶液无色 而fe scn 3溶液呈红色 2 过渡金属原子或离子都有接受孤电子对的空轨道 对多种配体具有较强的结合力 因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多 2 配合物的组成 一般中心原子 或离子 的配位数为2 4 6 3 形成配合物的条件 1 配体有孤电子对 2 中心原子有空轨道 4 配合物的稳定性配合物具有一定的稳定性 配合物中的配位键越强 配合物越稳定 当作为中心原子的金属离子相同时 配合物的稳定性与配体的性质有关 5 配合物形成时的性质改变 1 颜色的改变 如fe scn 3的形成 2 溶解度的改变 如agcl ag nh3 2 气态氯化铝 al2cl6 是具有配位键的化合物 分子中原子间成键关系如图所示 请将图中你认为是配位键的斜线加上箭头 解析 解答本题要善于挖掘 提炼题目所给的有用信息 弄清配位键的概念及形成条件 cl原子最外层有7个电子 al原子最外层有3个电子 上图中每个键代表1对共用电子对 据此可判断氯化铝 al2cl6 中与两个铝形成共价键的氯原子中 有一个键是配位键 氯原子提供电子对 铝原子提供空轨道 配位键的箭头指向提供空轨道的一方 答案 规律方法 要想准确解答此类题目 需要掌握好配位键的形成条件 一种原子有空轨道 另一种原子有孤电子对 因此正确分析原子的最外层电子排布和成键情况是解答该类题目的关键 变式训练3下列现象与形成配合物无关的是 a 向fecl3中滴入kscn溶液 溶液呈红色b