高中化学选修3(第二章第二节)

1、 第二节 分子的立体构型共价键共价键键键键键键参数键参数键能键能键长键长键角键角衡量化学键的稳定性衡量化学键的稳定性描述描述分子的立体结构分子的立体结构的重要的重要因素因素成键方式成键方式 “ “头碰头头碰头”, ,呈轴对称呈轴对称成键方式成键方式 “ “肩并肩肩并肩”, ,呈镜像对呈镜像对称称分子的立体结构分子的立体结构活动：活动：1、利用几何知识分析一下，空间分布的、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点是否一定在同一直线？两个点是否一定在同一直线？迁移迁移:两个原子构成的分子，将这两个原子构成的分子，将这2个原子个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几看成两个点，则它们在空间上可能构成

2、几种形状？分别是什么？种形状？分别是什么？O2HCl活动：活动：2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一定在同一直线上？是否一定在同一直线上？迁移：三个原子构成的分子，将这迁移：三个原子构成的分子，将这3个原子看成个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？别是什么？在多原子构成的分子中，由于原子间排列的空间顺序不一样，使得分子有不同的结构，这就是所谓的分子的立体构型。一.形形色色的分子H2OCO21 1、三原子分子立体结构、三原子分子立体结构（有（有直线形直线形和和V形）形）直线形直线

3、形180180V V形形105105 2 2、四原子分子立体结构、四原子分子立体结构（常见的是平（常见的是平面三角形、三角锥形）面三角形、三角锥形）HCHONH3平面三角形平面三角形120120三角锥形三角锥形1071073 3、五原子分子立体结构（、五原子分子立体结构（最常见的是最常见的是正正四面体四面体）CH4正四面体正四面体4 4、其它、其它P4正四面体正四面体6060C2H2直线形直线形180180C60C20C40C70资料卡片：资料卡片：形形色色的分子形形色色的分子 同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结分子的空间结构却不同，什么原因？构却不同，什么原因

4、？ 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的分子的的空间结构也不同，什么原因？空间结构也不同，什么原因？二价层互斥理论（VSEPR）1.内容对对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价价层电子对层电子对（包括成键（包括成键键键电子对和未成电子对和未成键的键的孤对电子对孤对电子对）之间由于存在排斥力，）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，互排斥最小的那种构型，以使彼此之间以使彼此之间斥力最小，斥力最小，分子体系分子体系能量最低能量最低,最稳定。最稳定。键键电子对和电子对和孤对电子对孤

5、对电子对排斥力最小排斥力最小2.价层电子对（键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤对电子对孤对电子对）代表代表物物电子式电子式中心原子结合中心原子结合原子数原子数键电子键电子对对孤对电孤对电子对子对价层电价层电子对数子对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O: : :2342224314404202中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数 =（a-xb)键电子对数键电子对数 =键个数键个数+中心原子上的中心原子上的孤对电子对个数孤对电子对个数价层电子对数价层电子对数= 与与中心原子结合中心原子结合的原子数的原子数a: 对于原子：为中心原子的最外层

6、电子数对于原子：为中心原子的最外层电子数(对于阳离子：对于阳离子：a为中心原子的最外层电子数为中心原子的最外层电子数减去离子的电荷数；对于阴离子：减去离子的电荷数；对于阴离子： a为中心为中心原子的最外层电子数加上离子的电荷数）原子的最外层电子数加上离子的电荷数）x 为与中心原子结合的原子数为与中心原子结合的原子数b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数子数(H为为1，其他原子为，其他原子为“8-该原子的最外层该原子的最外层电子数）电子数）分子或分子或离子离子中心原中心原子子 a x b中心原子中心原子上的孤电上的孤电子对数子对数 H2O O SO2 S

7、 NH4+ N CO32- C 6 15-1=4 0 4+2=6 0224132孤电子对的计算孤电子对的计算 6 212=（a-xb) 剖析内容剖析内容对对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价层电价层电子对子对（包括成键（包括成键键键电子对和未成键的电子对和未成键的孤对孤对电子对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低能量最低,最稳定。最稳定。排斥力最小排斥力最小A3.3.价电子对的空

8、间构型价电子对的空间构型(VSEPR(VSEPR模型模型) )电子对数目电子对数目：2 3 4VSEPR模型模型： 价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型 1、中心原子上无孤对电子的分子：、中心原子上无孤对电子的分子：VSEPR模型就是其分子的立体结构模型就是其分子的立体结构，如如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：来预测，概括如下：ABn立体结构范例立体结构范例 n=2 直线形直线形 CO2、 CS2 n=3 平面三角形平面三角形 CH2O、BF3 n=4 正四面体形正四面体

9、形 CH4、 CCl42.中心原子上存在孤对电子的分子：中心原子上存在孤对电子的分子：先先由价层电子对数得出含有孤对电子的价由价层电子对数得出含有孤对电子的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电子层电子对互斥模型，然后略去孤对电子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩在价层电子对互斥模型占有的空间，剩下的就是分子的立体结构。下的就是分子的立体结构。分子的分子的 VSEPR 模型模型分子立体构型分子立体构型分子或分子或离子离子键键电子对电子对数数孤电子对孤电子对数数VSEPR模模型及名称型及名称分子的立体分子的立体构型及名称构型及名称CO2CO32-SO24. 4. VSEPRVSEPR模型应用模型应用

10、预测分子立体构型预测分子立体构型232001COOCOOOSOO直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形V形形平面三角形平面三角形中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与并与成键电子对互相排斥成键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对模型中的孤电子对分子或分子或离子离子键键电子对电子对数数孤电子对孤电子对数数VSEPR模模型及名称型及名称分子的立体分子的立体构型及名称构型及名称CH4NH3H2O432012CHHHHNHHHOHH正四面体正四面体正四面体正四面体正四

11、面体正四面体三角锥形三角锥形正四面体正四面体V形形应用反馈应用反馈化学式化学式中心原子中心原子 孤对电子孤对电子数数键电键电子对数子对数VSEPR模型模型H H2 2S SBFBF3 3NHNH2 2- -2023空间构型空间构型V V形形平面三角形平面三角形 V 形形22平面三角形平面三角形四面体四面体四面体四面体ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构立体结构 实 例 23平面平面三角三角形形2 0 AB2直线形直线形 CO23 0 AB32 1 AB2价层电子对数平面三角形平面三角形 BF3V V形形

12、SO2直线直线形形价层电子对数 VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4正四正四面面体体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体正四面体 CH4三角锥形三角锥形 NH3V V形形H2O1.若若ABn型分子的中心原子型分子的中心原子A上没有未用于形上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（型，下列说法正确的（ ） A.若若n=2，则分子的立体构型为，则分子的立体构型为V形形 B.若若n=3，则分子的立体构型为三角锥形，则分子的立体构型为三角锥形 C.若若

13、n=4，则分子的立体构型为正四面体形，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确以上说法都不正确C2.用价层电子对互斥模型判断用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型的分子构型 A、正四面体形、正四面体形 B、V形形 C、三角锥形、三角锥形 D、平面三、平面三角形角形D课堂练习：课堂练习：1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有结构有 形和形和 形，大多数四原子分子形，大多数四原子分子采取采取 形和形和 形两种立体结构，五形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是原子分子的立体结构中最常见的是 形。形。 2 、下列分子或

14、离子中，不含有孤对电子的是、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3 、下列分子、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中中,其键其键角由小到大的顺序为角由小到大的顺序为 4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为10928 的是的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42-A、 B、 C、 D、直线V平面三角三角锥 DC正四面体正四面体第二节 分子的立体构型第二课时第二课时杂化理论杂化理论活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型1.1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么写出碳

15、原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成碳原子与氢原子结合形成CHCH4 4，而不是，而不是CHCH2 2 ？C原子轨道排布图原子轨道排布图1s22s22p2H原子轨道排布图原子轨道排布图1s1按照我们已经学过的价键理论，甲烷的按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个个C H单单键都应该是键都应该是键，然而，碳原子的键，然而，碳原子的4个价层原子轨道个价层原子轨道是是3个相互垂直的个相互垂直的2p 轨道和轨道和1个球形的个球形的2s轨道，用它轨道，用它们跟们跟4个氢原子的个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子体构型的甲烷分子CC为了解

16、决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论激发s2p2p2s2杂化3spsp3C：2s22p2 由由1个个s轨道和轨道和3个个p轨道轨道混杂混杂并重并重新组合成新组合成4个能量与形状完全相同个能量与形状完全相同的轨道。的轨道。我们把这种轨道称之为我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道杂化轨道。为了四个杂化轨道在为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方个杂化轨道的伸展方向向成正四面体构成正四面体构型型? 四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相互

17、重叠后，就形成了四个性质、杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的能量和键角都完全相同的S-SP3键键，从而构成，从而构成一个正四面体构型的分子。一个正四面体构型的分子。 10928主族元素的ns、np轨道1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。2.2.要点：要点：（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利

18、于轨道间的重叠；三.杂化轨道理论sp杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 180 sp 杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与1个个p 轨道进轨道进行的杂化行的杂化,形成形成2个个sp杂化轨道。杂化轨道。180ClClBe例如：例如： Sp 杂化杂化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：原子：1s22s2 没有单个电子，没有单个电子，激发s2p2p2s2spsp杂化杂化ClClsppxpxsp2杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 120 每两个轨道间的夹角为每两个轨道间的夹角为120，呈呈平面三角形平面三角形 sp2杂化杂化：

19、1个个s 轨道与轨道与2个个p 轨道进轨道进行的杂化，形成行的杂化，形成3个个sp2 杂化轨道。杂化轨道。120FFFB例如：例如： Sp2 杂化杂化 BF3分子的形成分子的形成B:1sB:1s2 22s2s2 22p2p1 1没有没有3 3个成单电子个成单电子激发s2p2p2s2sp2sp2杂化sp3杂化轨道的形成过程 x y z x y z z x y z x y z 10928 sp3杂化杂化：1个个s 轨道与轨道与3个个p 轨道进轨道进行的行的杂化，形杂化，形成成4个个sp3 杂化轨道。杂化轨道。每每两个轨道间的夹角为两个轨道间的夹角为109.5， 空间空间构型为构型为正四面体型正四面

20、体型例如：例如： Sp3 杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成激发s2p2p2s2杂化3spsp3C：2s22p2等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。混合。 杂化轨道杂化轨道 每个轨道的成分每个轨道的成分 轨道间夹角轨道间夹角( 键角键角) sp 1/2 s，1/2 p 180(直线型直线型) sp2 1/3 s，2/3 p 120（平面三角形）平面三角形） sp3 1/4 s，3/4p 10928（四面体）四面体）4.杂化类型判断： 因为杂化轨道只能用于形成因为杂化轨道只能用于形成键或用来键或用来容纳孤电子对，故有容纳孤电子对，故有小

21、结：小结：杂化类型的判断方法：先确定分杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的子或离子的VSEPRVSEPR模型，然后就可以比模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。杂化轨道数杂化轨道数=中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数4.杂化类型判断：A的价电子对数的价电子对数234A的杂化轨道数的杂化轨道数杂化类型杂化类型A的价电子空间构型的价电子空间构型A的杂化轨道空间构型的杂化轨道空间构型ABmABm型分子或离子空间型分子或离子空间构型构型对于对于ABmABm型分子或离子，其中心原子型分子或离子，其中心原子A A的杂的杂化轨道数恰好与化轨道数恰好

22、与A A的价电子对数相等。的价电子对数相等。234spsp2sp3直线型直线型平面三角形平面三角形正四面体正四面体直线型直线型平面三角形平面三角形正四面体正四面体直线型直线型平面三角平面三角形或形或V形形正四面体三正四面体三角锥形或角锥形或V形形例题二：对例题二：对SO2与与CO2说法正确的是说法正确的是( ) A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原子和原子和C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构， CO2为直线形结为直线形结构构D第二节 分子的立体构型第第三三课时课时配位理论配位理论Cu(H2O)42+

23、SO42 天蓝色天蓝色 天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色 无色无色 无色无色 无色无色Na+Cl-K +Br -K +实验探究实验探究2211固体固体溶液溶液颜色颜色无色离子：无色离子：CuSO4CuCl22H2O CuBr2NaClK2SO4KBr向盛有固体样品的试管中，分别加向盛有固体样品的试管中，分别加1/31/3试管试管水溶解固体，观察实验现象并填写下表水溶解固体，观察实验现象并填写下表什么离子什么离子呈天蓝色：呈天蓝色：白色白色白色白色白色白色 白色白色绿色绿色深褐色深褐色思考与思考与交流交流1 1为什么为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝晶体是蓝色而无水色而无水CuSO4 是白色？是白色？思

24、考与思考与交流交流2 2CuCu2+2+与与H H2 2O O是如何结合的呢？是如何结合的呢？ 1 1、在强酸溶液电离的过程中，、在强酸溶液电离的过程中， H H2 2O O能与能与H H+ +结结合形成合形成H H3 3O O+ +，请用电子式表示请用电子式表示H H与与O O形成形成H H2 2O O的的过程，比较过程，比较H H2 2O O和和H H3 3O O+ +的电子式，讨论的电子式，讨论H H2 2O O与与H H+ +是如何形成是如何形成H H3 3O O+ +？O H2X O XHHXH O XHHX+1.配位键.定义：.形成条件:.表示方法:一方提供一方提供孤电子对孤电子对

25、一方提供一方提供空轨道（过渡元素）空轨道（过渡元素）A AB B提供孤电子对提供孤电子对的原子与的原子与接受孤电子接受孤电子对的原子对的原子之间形成的共价键，之间形成的共价键，.键参数:同其他同其他相同原子相同原子形成的共价键键参数形成的共价键键参数完完全相同全相同HOHHCuCu2+2+与与H H2 2O O是如何结合的呢？是如何结合的呢？思考与思考与交流交流2 2Cu2+H+提供提供空轨道接空轨道接受孤对电子受孤对电子H2O提供提供孤电子对孤电子对H2OHOHHCu Cu H H2 2O OH H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+2 2、请根据、请根据H H3 3O O+ +

26、的形成提出的形成提出Cu(H2O)42+中中 Cu2+与与H2O结合方结合方式的设想，并将你的想法与同学交流。式的设想，并将你的想法与同学交流。2.配合物.配合物的组成Cu(HCu(H2 2O)O)4 4SOSO4 4内界内界外界外界中心中心离子离子配配体体配配位位数数.定义:通常把通常把接受孤电子对接受孤电子对的金属离子的金属离子（或原子）与某些（或原子）与某些提供孤电子对提供孤电子对的的分子或离子以配位键结合形成的化分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物合物称为配位化合物，简称配合物天蓝色天蓝色溶液溶液蓝色蓝色沉淀沉淀深蓝色深蓝色溶液溶液除水外，是否有其他电子给予体？

27、除水外，是否有其他电子给予体？实验探究实验探究222 2 （取实验（取实验2-12-1所得硫酸铜溶所得硫酸铜溶液液1/31/3实验实验）根据现象分析溶液成分的变化根据现象分析溶液成分的变化并说并说明你的推断依据，写出相关的离子方程式明你的推断依据，写出相关的离子方程式Cu(OH)Cu(OH)2 2H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+Cu Cu H H3 3N N2+NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3深蓝色深蓝色晶体晶体Cu(NH3) 4 SO4H2O思考与思考与交流交流3 3+乙醇乙醇静置静置Fe3+3SCN- = Fe(SCN）3 血红

28、色血红色 配位数可为配位数可为1 16 6Fe3+是如何检验的？是如何检验的？思思考考能形成配合物的离子不能大量共存2、有、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3Cl CO可以作可以作为为中心离子的是中心离子的是可以作可以作为为配体的是配体的是Fe2+Cu2+Zn2+ H2O NH3CN COAg+CN Cl CH4CO2微粒微粒常见的配位体常见的配位体常见的中心离子常见的中心离子过渡金属原子或离子过渡金属原子或离子X-CO CN H2O NH3SCN-配位数配位数一般中心离子所结合的配体个数一般中心离子所结合的配体个数实验探究实验探究2244向实验向实验2222深蓝色溶液中滴

29、加硫酸，观察深蓝色溶液中滴加硫酸，观察实验现象，由此现象变化说明了什么实验现象，由此现象变化说明了什么天蓝色天蓝色溶液溶液+ +硫酸硫酸H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+CuCu2+2+ OHOH2 2CuCu2+2+ NHNH3 3H H+ + NHNH3 3配位键的稳定性配位键的稳定性H HN N H HH HH H+深蓝色深蓝色溶液溶液Cu Cu H H3 3N N2+NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+天蓝色天蓝色溶液溶液配合物具有一定的稳定性，配

30、位键越强，配配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属易形成配合物易形成配合物. 配合物的性质.配合物的应用a a 在生命体中的应用在生命体中的应用 b b 在医药中的应用在医药中的应用c c 配合物与生物固氮配合物与生物固氮 d d 在生产生活中的应用在生产生活中的应用王水溶金王水溶金叶绿素叶绿素血红蛋白血红蛋白抗癌药物抗癌药物酶酶维生素维生素B B1212钴配合物钴配合物含锌的配合物含锌的配合物含锌酶有含锌酶有8080多种多种固氮酶固氮酶照相技术的定影照相技术的定影电解氧化铝的助熔剂电解氧化铝的助熔剂NaNa3 3AlAlF F6 6 热水瓶胆镀银热水瓶胆镀银HAuCl4（5 5）配合物的命名）配合物的命名（1 1）配离子（从左向右，配位数配离子（从左向右，配位数配体配体合合中心原子或中心离子中心原子或中心离子化合物）化合物）（2 2）配合物）配合物类似于酸、碱、盐类似于酸、碱、盐六氰合铁（六氰合铁（）酸钾）酸钾氢氧化二氨合银（氢氧化二氨合银（）三氯一氨合铂（三氯一氨合铂（）酸钾）酸钾硫酸四