鲁科版选修3 第2章第2节 共价键与分子的空间构型（第1课时） 学案.doc

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学习目标定位1.了解常见分子的空间构型。2.理解杂化轨道理论的主要内容，并能用杂化轨道理论解释或预测某些分子或离子的空间构型。一、杂化轨道及其理论要点1c原子与h原子结合形成的分子为什么是ch4，而不是ch2或ch3？ch4为什么具有正四面体的空间构型？2由以上分析可知：(1)在外界条件影响下，原子内部能量_的原子轨道_的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做_，简称_。(2)轨道杂化的过程：_。杂化轨道理论四要点(1)能量相近原子在成键时，同一原子中_的原子轨道可重新组合成杂化轨道。(2)数目不变形成的杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数_。(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。(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。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电子2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()ac原子的4个杂化轨道的能量一样bc原子的sp3杂化轨道之间夹角一样cc原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道dc原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据二、杂化轨道类型和分子的空间构型1sp1杂化becl2分子的形成(1)becl2分子的形成杂化后的2个sp1杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个键，构成直线形的becl2分子。(2)sp1杂化：sp1杂化轨道是由_轨道和_轨道杂化而得，sp1杂化轨道间的夹角为_，呈_形。(3)sp1杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成键，如乙炔分子中的cc键的形成。2sp2杂化bf3分子的形成(1)bf3分子的形成(2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由_轨道和_轨道杂化而得，sp2杂化轨道间的夹角为_，呈_形。(3)sp2杂化后，未参与杂化的1个np轨道可以用于形成键，如乙烯分子中的c=c键的形成。3sp3杂化nh3、h2o与ch4分子的形成(1)ch4分子的空间构型(2)sp3杂化：sp3杂化轨道是由_轨道和_轨道杂化而得，sp3杂化轨道的夹角为_，呈_构型。(3)nh3、h2o分子中n原子和o原子的杂化类型分别为_、_杂化。由于n原子和o原子分别有_对和_对孤对电子，孤对电子对成键电子对的_作用较强，且孤对电子数越多，_作用越强，使键角依次变_。归纳总结(1)根据杂化轨道数判断对于abm型分子，中心原子的杂化轨道数(中心原子价电子数配位原子提供的价电子数)，其中配位原子中：卤素原子、氮、氢原子提供1个价电子，硫和氧原子按不提供价电子计算。(2)根据共价键的类型判断中心原子形成1个叁键，为sp1杂化，如chch、hcn等；中心原子形成2个双键，为sp1杂化，如o=c=o、s=c=s等；中心原子形成1个双键，为sp2杂化，如等；中心原子形成4个单键，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。2杂化轨道类型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sp1sp2sp3参与杂化的原子轨道及数目ns111np杂化轨道数目杂化轨道间的夹角杂化轨道示意图空间构型实例becl2、co2、cs2bcl3、bf3、bbr3cf4、sicl4、sih4(2)当杂化轨道中有未参与成键的孤对电子时，由于孤对电子的排斥作用，会使分子的空间构型与杂化轨道的形状不同，如h2o和nh3，o与n的杂化类型为sp3杂化，孤电子对数为2、1，分子空间构型为v形、三角锥形。3nh3分子空间构型是三角锥形，而ch4是正四面体形，这是因为 ()a两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，nh3为sp2杂化，而ch4是sp3杂化bnh3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dnh3分子中有3个键，而ch4分子中有4个键4下列有关ncl3分子的叙述正确的是()ancl3分子中的n原子采取sp2杂化bncl3分子为平面三角形cncl3分子中clncl键角小于109.5dncl3分子中含有非极性键三、苯分子的空间构型与大键1根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子中一个_轨道和两个_轨道都发生了_杂化(如2s、2px、2py杂化)，由此形成的_个_杂化轨道在同一平面内，还有一个未参与杂化的_轨道(如_)垂直于这个平面。2每个碳原子的两个_杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的_杂化轨道上的电子配对形成_键，于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另一个_杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成_键。36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。5下列有关苯分子中的化学键描述正确的是()a每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大键b每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大键c碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个键d碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他原子形成键杂化轨道类型典型分子空间构型sp1co2直线形sp2so2v形sp3h2ov形sp2so3平面三角形sp3nh3三角锥形sp3ch4正四面体形1ns轨道和np轨道杂化的类型不可能有()asp1杂化 bsp2杂化csp3杂化 dsp4杂化2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bsp3、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3下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是()bf3ch2=ch2chchnh3ch4a bc d4下列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bch4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csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道重新组合而形成的一组能量相同的新轨道d凡ab3型的共价化合物，其中心原子a均采用sp3杂化成键5下列对于nh3和co2的说法中正确的是()a都是直线形结构b中心原子都采取sp1杂化cnh3为三角锥形结构，co2为直线形结构dn原子和c原子上都没有孤对电子6请完成下列各小题。(1)醛基中碳原子的轨道杂化类型是_，cs2中碳原子的杂化轨道类型是_。(2)no的空间构型是_，n原子的杂化类型是_。(3)在so2分子中，s原子采取_杂化，so2的键角_(填“大于”“等于”或“小于”)120，so3分子中s原子采取_杂化，so3分子的空间构型为_。(4)o、s、se原子的第一电离能由大到小的顺序为_；s单质的常见形式为s8，其环状结构如图所示，s原子采用的轨道杂化方式是_，气态seo3分子的空间构型为_。(5)so、so的空间构型分别为_、_，s原子的杂化轨道类型分别为_、_。(6)of2中氧原子的杂化方式为_，of2分子的空间构型为_。答案精析新知导学一、1在形成ch4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个h原子的1s轨道重叠成键形成ch4分子，所以四个ch是等同的。可表示为2(1)相近重新组合杂化原子轨道杂化轨道(2)激发杂化轨道重叠归纳总结(1)能量相近(2)相等(3)牢固(4)不同活学活用1a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项不正确，b项正确；杂化轨道重叠程度更大，形成牢固的化学键，故c项正确；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项正确。2d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。二、1(2)1个ns1个np180直线2(2)1个ns2个np120平面三角3(2)1个ns3个np109.5正四面体(3)sp3sp312排斥排斥小归纳总结2(1)(从左到右，从上到下)1232341801201095直线形平面三角形正四面体形活学活用3cnh3和ch4的中心原子均是sp3杂化，但nh3分子中有一对孤对电子，ch4分子中没有孤对电子，由于孤对电子与成键电子对之间的排斥作用成键电子对与成键电子对之间的排斥作用，nh3分子进一步被“压缩”成三角锥形，甲烷则呈正四面体形。4cncl3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对孤电子对，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。三、12s2psp2三sp22p2pz2sp2sp2sp23肩并肩66归纳总结sp2活学活用5b苯分子中每个碳原子的三个sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道，它们均有一个未成对电子，这些2p轨道相互平行，以“肩并肩”方式相互重叠，形成一个多电子的大键。达标检测1dp能级只有3个轨道，不可能有sp4杂化。2d杂化轨道用于形成键和容纳孤电子对。3asp2杂化轨道形成夹角为120的平面三角形，bf3为平面三角形且bf键夹角为120；c2h4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成键；同相似；乙炔