2011高考分子的立体结构

1、第二章 分子结构与性质课时2 分子的立体结构1知识梳理一、杂化轨道理论1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干_相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫_轨道。1个s轨道和1个p轨道杂化形成_个sp轨道；1个s轨道和2个p轨道杂化形成_个sp2轨道；1个s轨道和3个p轨道杂化形成_个sp3轨道。2. 杂化轨道数=_数 + _数3. 杂化轨道的形状2个sp杂化轨道呈_型，3个sp2杂化轨道呈_，4个sp3杂化轨道呈_型，5个sp3d杂化轨道呈三棱双锥型，6个sp3d2杂化轨道呈正八面体型。二、价层电子互斥理论1. 理论：未成键的孤对电子对

2、已成键的共用电子对有一定的排斥作用。如CH4中的C原子4个sp3杂化轨道呈正四面体型，与4个H原子的s轨道形成4个键，没有孤对电子，所以分子构型也为正四面体型；NH3中的N原子4个sp3杂化轨道呈正四面体型，与3个H原子的s轨道形成3个键，还有1对孤对电子，根据价层电子互斥理论，对3个键产生影响，使三个键角不是10928，而是10718，分子的形状是三角锥型；H2O中的O原子4个sp3杂化轨道呈正四面体型，与2个H原子的s轨道形成2个键，还有2对孤对电子，根据价层电子互斥理论，对2个键产生影响更大，使三个键角不是10928，而是10430，分子的形状是V型。2. 引出价层电子对互斥模型（VSE

3、PR models）标注键合原子、孤对电子，并用球棍分别表示中心原子、键合原子、孤对电子成键情况的模型叫VSEPR模型。3. 路易斯结构式：标注孤对电子的结构式三、配合物理论1. 配位键：一种原子提供孤对电子，另一种原子提供空轨道而形成的共价键。是共价键的一种。2. 配合物：配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子） 与配位体(某些分子或阴离子) 以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。内界(配离子)中心原子配位原子配位体配位数外界离子Cu ( NH3 )42+ SO4 2-要求：(1)中心离子或原子，必须有空轨道。主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金属元素的离子；或是

4、达到该元素高化合价的非金属元素，如NaBF4 中的B()、K2SiF6中的Si()和NH4PF6中的P()；或是不带电荷的中性原子，如Ni(CO)4、 Fe(CO)5中的Ni、Fe都是中性原子，(2)配位体和配位原子，配位原子必须有孤对电子。Cu(NH3)4SO4中，NH3是配位体，N为配位原子，有一对孤对电子。(3)单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子)含氮配位体 NH3 、NCS-；含硫配位体SCN- ；含卤素配位体 F-、Cl-、Br-、I-； 含碳配位体CN-,CO；含氧配位体H2O、OH-，羧酸，醇，醚等。(4)多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子) 乙二胺 NH2一CH2一C

5、H2一NH2 简写为en，乙二胺四乙酸根（EDTA）等。(5)配位数：与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。如AlF63- 配位数6 、 Cu(NH3)4SO4 配位数4 ， Co(NH3)2(en)2(NO3)3 配位数6 (6)中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有利于形成配位数较高的配合物；中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，配位数越大。(7)形成配合物时性质的改变a.颜色的改变，如Fe3+ + nSCN- = Fe(SCN)n(n-3)-b.溶解度的改变，如：AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl-Au + HNO3 + 4HCl HAuCl4 + NO +

6、 2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl 3H2PtCl6 + 4NO + 8H2O 四、根据杂化轨道理论、价层电子互斥理论、配位理论，分析下列分子：分子或离子中心原子键合原子数中心原子孤对电子数杂化方式杂化轨道形状分子构型键角HClCO2H2SH2ONH3NH2-BF3SiF4CH4C2H4C2H2C6H6SO2SO3HCHOSO42-直击高考这部分内容主要要求我们认识分子结构多样性和复杂性，了解杂化轨道理论、价层电子互斥理论和配合物理论，并根据有关理论判断简单分子或离子的空间构型；理解配位键的形成和表示方式，了解配合物的概念，能说明简单配合物的成键情况。典例诠释例1 有关甲醛分子

7、中的化学键描述不正确的是 ( )AC采用sp杂化方式 BC采用sp2杂化方式CC有两个未杂化的2p轨道形成键 DC形成两个sp2-s 键 分析 HCHO的中心原子C的轨道杂化数=3+0=3，所以杂化方式是sp2，轨道形状为平面三角形；分别与H的s轨道和O的一个p轨道形成三个键，同时又与O的一个p轨道形成一个键，形成的分子仍为平面三角形。全解 AC解后思 重点要知道 “轨道杂化数=键合原子数 + 孤对电子数”。例2 ClO、ClO2、ClO3、ClO4中氯原子都是以sp3杂化轨道与氧成键的，则这些离子的立体结构分别是：ClO是_形，ClO2是_形，ClO3是_形，ClO4是_形。分析 四种离子都

8、可以考虑是以Cl为中心的离子(第一个以O为中心也对)，Cl和O之间的共用电子对都是由Cl提供，此时Cl都达到4对电子对。所以四种离子中Cl的杂化轨道数 = 键合原子数 + 孤对电子数 = 4，杂化方式都是sp3，轨道形状都是正四面体型；但由于健合原子的数目不同，粒子的构型各不相同。全解 直线型 V型(或平面三角形) 三角锥型 正四面体型 解后思 对于SO2、SO3、NO3、SO42、PO43等粒子中，中心原子与氧所形成的共用电子对都可以考虑是由中心原子提供，考虑离子得失电子和共用电子对后的所有电子都必须成对，再根据“轨道杂化数=键合原子数 + 孤对电子数”，分析轨道杂化情况，来分析分子的结构。

9、实战训练1. 在Cu(NH3)42+ 配离子中，NH3与中心离子Cu2+ 结合的化学键是 ( )A离子键 B非极性键 C极性键 D配位键2. 与人体血液中血红蛋白以配位键结合的一种有毒气体是 ( )A氯气 B氮气 C一氧化碳 D甲烷3. 下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( )ANH3、H2O BNH4+ 、H3O+ CN2、HClO DCu(NH3)42+ 、PCl34. 下列对sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是 （ ） A. sp杂化轨道的夹角最大 B. sp2杂化轨道的夹角最大 C. sp3杂化轨道的夹角最大 D. sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角相等

10、5. 下列分子中，各原子均处于同一平面上的是 （ ）A. NH3 B. CCl4 C. H2O D. CH2O6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两分子的中心原子杂化轨道类型不同，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D氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子7. 下列各种说法中错误的是 （ ）A. 形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子 B. 配位键是一种特殊的共价键 C. 配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子

11、D. 共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 8. 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是 ( )A反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变 B沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu（NH3）4 2+ C向反应后的溶液加入乙醇，溶液将会没有发生变化，因为Cu（NH3）4 2+不会与乙醇发生反应 D在Cu（NH3）4 2+离子中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道 9. 为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型价层电子对互斥

12、模型。这种模型把分子分成两类：一类是_；另一类是_。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是_，NF3的中心原子是_；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是_ 。10. Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物 ，已知两种配合物的分子式分别为Co(NH3)5BrSO4和Co(SO4)(NH3)5Br， 在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时， 产生_现象 ；如果在第二种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，出现_现象，若加入 AgNO3溶液时，产生_现象。11. (1) 根据杂化轨道理论，请预测下列粒子的几何构型：Cl2O_， CO32_，

13、NH4+_， NF3_。(2) 由A族元素A和A族元素B组成的阴离子结构如下图： 其所带的电荷数X、Y、Z依次为：X=_，Y=_，Z=_。12.(1)相等浓度的下列四种配合物的水溶液，分别向其中加入过量的AgNO3溶液，生成沉淀的质量最大的是_；不能生成沉淀的是_配离子；（内界）的电荷数最高的是_。A. Co(NH3)4Cl2Cl B. Co(NH3)3Cl3C. Co(NH3)6Cl3 D. Co(NH3)5ClCl2(2)将一定量的CoCl2溶解于水后加氨水，直到先生成的Co(OH)2沉淀又溶解后，再加氨水，使之生成Co(NH3) 62+。此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种配合物，其

14、组成可用CoCl3 5NH3表示。把分离出的2mol CoCl3 5NH3溶于水后，立即加足量的AgNO3溶液，则析出4mol AgCl沉淀。试通过计算，确定此配合物的化学式为_。备用题1.下列属于配合物的是 （ ）A. NH4Cl B. Na2CO310H2O C. CuSO45H2O D. Co（NH3）6Cl32. 下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是 （ ）A. CO2 B. H2S C. PCl3 D. SiCl43. 下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是 （ ）A. H2O B. CO2 C. C2H2 D. P44. 三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，不正确的是 （）APCl3分子中三个共价键的键长，键角都相等BPCl3分子中的P-Cl键属于极性共价键CPCl3分子中三个共价键键能，键角均相等DPCl3是非极性分子课时2 分子的立体结构1. D 2. C 3. B 4. A 5. D 6. C 7. D(提示：通过配位键的形成分析) 8. B 9. 中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有