苏教版选修3专题4第1单元分子构型与物质的性质学案.docx

第一单元分子构型与物质的性质第1课时分子的空间构型杂 化 轨 道 理 论 与 分 子 的 空 间 构 型基础初探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)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。(3)共价键的形成碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个h原子的1s轨道重叠形成4个相同的键。(4)ch4分子的空间构型ch4分子为空间正四面体结构，分子中ch键之间的夹角都是109.5。2.sp2杂化与bf3分子的空间构型(1)sp2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120。(3)共价键的形成硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的键。(4)bf3分子的空间构型bf3分子的空间构型为平面三角形，键角为120。3.sp杂化与becl2分子的空间构型(1)杂化轨道的形成be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。图示为：(2)sp杂化轨道的空间指向两个sp杂化轨道呈直线形，其夹角为180。(3)共价键的形成be原子的2个sp杂化轨道分别与2个cl原子的1个3p轨道重叠形成2个相同的键。 合作探究用杂化轨道理论分析探究烷烃、烯烃、炔烃的c的杂化方式和成键情况，(以c2h6、c2h4、c2h2为例)，请完成下表分子结构c原子杂化方式成键情况sp3杂化每个c原子的3个sp3轨道分别与3个h原子的1s轨道重叠形成3个键；两个c原子各以1个sp3轨道发生重叠形成键sp2杂化每个c原子的2个sp2轨道分别与2个h原子的1s轨道重叠形成2个键；两个c原子各以1个sp2轨道发生重叠形成键，各以1个未杂化的2p轨道发生重叠形成键1.abm型粒子的中心原子杂化与分子空间构型的关系(1)当杂化轨道全部用于形成键时杂化类型spsp2sp3轨道组成一个ns和一个np一个ns和两个np一个ns和三个np轨道夹角180120109.5杂化轨道示意图实例becl2bf3ch4分子结构示意图分子的空间构型直线形平面三角形正四面体型(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，而呈三角锥型。2.含键和键的分子构型和杂化类型物质结构式杂化轨道类型分子中共价键数键角分子的空间构型甲醛sp23个键1个键约120平面三角形乙烯5个键1个键120平面形氰化氢sp2个键2个键180直线形乙炔3个键2个键180直线形价 层 电 子 对 互 斥 模 型 与 等 电 子 原 理教材整理1价层电子对互斥模型1.含义分子中的价电子对(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。2.价层电子对数目与几何分布的关系价层电子对数目234价层电子对的几何分布构型直线形平面三角形正四面体型3.相关说明(1)具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。(2)如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，价电子对之间的斥力大小顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力孤电子对与成键电子对之间的斥力成键电子对与成键电子对之间的斥力，且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。教材整理2等电子原理1.原理具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。2.应用判断一些简单分子或离子的立体构型。利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。利用等电子原理针对某物质找等电子体。 合作探究abm型分子或离子的价层电子对的计算与空间构型的分析探究价层电子对数的一般计算方法：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。规定：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；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；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；计算价电子对数时，若剩余1个电子，亦当作1对电子处理。双键、三键等多重键作为1对电子看待。请完成下列表格：分子或离子价层电子对数价层电子对构型分子或离子空间构型(1)co2(2)bf3(3)ccl4(4)co(5)nh(6)nh3(7)h2o 核心突破1.abm型中心原子价层电子对，杂化类型和分子构型的关系杂化类型价电子对数成键电子对数孤电子对数分子空间构型实例sp220直线形becl2、co2sp2330平面三角形bf3、so321v形snbr2、pbcl2sp3440正四面体型ch4、ccl431三角锥型nh3、pcl322v形h2o2.价层电子对的另外一种分析方法(1)价层电子对的推算(2)离子的中心原子孤电子对的求算。离子的中心原子孤电子对的计算也可利用公式：中心原子孤电子对数(axb)，对于阳离子，a外围电子数离子电荷数；对于阴离子，a外围电子数|离子电荷数|(x为与中心原子结合的原子数，b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数)。第2课时分子的极性与手性分子分 子 的 极 性1.极性分子与非极性分子(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。2.非极性分子、极性分子的判断方法(1)双原子分子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性，以极性键结合的双原子分子是极性分子，以非极性键结合的双原子分子是非极性分子。(2)以极性键结合的多原子分子(abm型)分子的极性取决于分子的空间构型。若配位原子对称地分布在中心原子周围，整个分子的正、负电荷重心相重合，则分子为非极性分子。3.分子的极性对物质溶解性的影响相似相溶规则非极性分子构成的物质一般易溶于非极性溶剂，极性分子构成的物质一般易溶于极性溶剂。 合作探究分子极性的分析探究，请完成下列表格分子分子空间构型分子极性(1)h2(2)hbr(3)co2(4)h2s(5)bf3(6)ncl3(7)ccl4(8)chcl3 核心突破1.键的极性2.键的极性与分子极性之间的关系【温馨提醒】分子的极性是分子中化学键的极性向量和。只含有非极性键的分子一定是非极性分子；而含极性键的分子，如果分子的空间结构是对称的，则键的极性相互抵消，各个键的极性的向量和为零，整个分子就是非极性分子；反之，则是极性分子。手 性 分 子1.手性异构体和手性分子组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的一对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。2.手性碳原子当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同