鲁科版选修3 2.2共价键与分子的空间构型（第1课时） （ 27张 ）.ppt

共价键与分子的空间构型 第2章第2节 第一课时 共价键具有饱和性和方向性所以原子间以共价键形成的分子具有一定的空间构型 复习回顾 原子间通过共用电子形成的化学键叫共价键 一些典型分子的空间构型 hcl h2o 104 5 nh3 107 3 ch4109 5 1232 1234 问题出现了 hcl h2o nh3 ch4分子中原子的数量关系与分子空间构型能否简单地用共价键的饱和性和方向性解释呢 1 甲烷分子的空间构型 正四面体 键角 109 5 1 c原子应该有4个未成对电子 解决 2 c原子的4个未成对电子所在的轨道应该一模一样 且空间分布均匀 分别与h原子的1s轨道成 键 c的基态 激发态 原子之间若要形成共价键 它们的价电子中应当有未成对的电子 ch2 ch4 甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢 碳原子轨道的杂化过程 4个杂化轨道 杂化 sp3杂化 自旋方向相同 解决 一个2s轨道与3个2p轨道重新组合成4个一模一样的轨道 且空间分布均匀 解决 通常 有几个原子轨道参加杂化 杂化后生成的杂化轨道的数目就有几个 一 杂化轨道理论 鲍林提出 1 什么叫杂化 什么是杂化轨道 在外界条件影响下 原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程就叫做原子轨道的杂化 组合后形成的一组新的 能量相同的原子轨道 叫做杂化原子轨道 简称杂化轨道 2 注意几点 1 原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生 2 杂化轨道只能形成 键 不能形成 键 3 杂化的目的 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 sp3杂化轨道形成示意图 思考1 轨道杂化以后 有何优点 杂化轨道在角度分布上更集中 成键时重叠程度更大 形成的共价键更牢固 p轨道稍大于s轨道 但是在同一能级组中 能量接近 4个杂化轨道能量相同 能量处于s与p轨道之间 思考2 杂化前后轨道的比较 思考3 四个杂化轨道为什么采取正四面体构型 为了使轨道间的排斥最小 体系最稳定 四个杂化轨道在空间应尽可能远离 4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点 轨道间夹角为109 5 思考4 描述甲烷中共价键的形成过程 四个h原子分别以4个s轨道与c原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后 形成了四个性质 能量和键角都完全相同的s sp3的 键 从而使ch4分子具有正四面体构型 练习1 描述ch3cl分子中c原子的杂化方式 杂化轨道的空间构型 分子的空间构型 所以 杂化轨道空间构型与分子的空间构型不一定相同 正四面体 四面体 交流 研讨 课本p43 nh3分子的形成过程及空间构型 四个sp3杂化轨道在空间的分布呈正四面体 夹角为109 5 但是氨气分子的空间构型是三角锥形 键角为107 3 我们的结论与事实有矛盾 这是为什么 2s 2p 4个杂化轨道sp3 不参与成键 可以成键 分析1 氮原子的杂化过程 各个杂化轨道中电子的数目及各个键的形成过程 分析2 键角为107 3 而非109 5 的原因 价层中的 成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道 且相互排斥 其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强 故偏离109 5 变成为107 3 三角锥形 键角107 3 孤对电子 孤对电子 二 价电子对互斥理论p44知识支持 通过对ch4 nh3中心原子轨道杂化的分析 杂化轨道数与成键电子对数 孤电子对数有何关系 试分析h2o的中心原子o原子的轨道杂化情况 4 0 sp3 4 正四面体 正四面体 3 1 sp3 sp3 4 4 正四面体 正四面体 三角锥形 v形 2 2 归纳 2 杂化轨道可放孤电子对或成 键 1 中心原子spx杂化后有1 x个杂化轨道 3 中心原子spx杂化 键数 孤电子对数 1 x 4 中心原子杂化方式相同 分子构型 键角也不一定相同 具体分析 h2o分子中氧原子的杂化过程 提醒 水分子中的键角104 5 4个sp3杂化轨道 不参与成键 可以成键 h2o呈v形结构 水分子的键角本应109 5 但由于有2对孤对电子的斥力 该键角变小 成为104 5 小于nh3的键角107 3 104 5 becl2 bf3 探究 先用公式计算 中心原子spx杂化 键数 孤电子对数 1 x sp1杂化 sp2杂化 下列两种共价化合物中心原子的杂化方式 becl2 两个sp1杂化轨道 be cl cl 中心原子 杂化轨道为直线形 分子空间构型直线形 bf3 三个sp2杂化轨道 中心原子 f原子的2p轨道 杂化轨道为正三角形 分子空间构型正三角形 12 13 2 直线型 120 109 5 3 4 平面正三角形 正四面体 becl2 bf3bcl3 ch4ccl4 180 结论 杂化类型与杂化轨道空间构型及夹角相互对应但分子的空间构型就要看具体情况 四 常见的spx杂化类型 11 学以致用 描述乙烯分子碳原子的杂化过程 1 乙烯中碳原子的sp2杂化过程 注意 在形成共价键时 优先形成 头碰头 式的 键 在此基础上才能形成 肩并肩 式的 键 中心原子c杂化轨道只能成 键 不能成 键 乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型 注意 在形成共价键时 优先形成 头碰头 式的 键 在此基础上才能形成 肩并肩 式的 键 交流 研讨 请用杂化轨道理论分析c6