专题4分子空间结构和物质性质(精)

1、高中化学新课标(苏教版)物质结构与性质教案1专题 4 分子空间结构和物质性质第一单元分子构型与物质的性质学习目标1初步认识分子的空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念2.了解杂化轨道的类型(sp,sp2,sp3),并能应用杂化轨道理论判断分子的空间构型3学习应用模型话思想判断分子的空间构型4.理解物质结构与性质之间的辨证关系、性质与应用之间的纽带关系5认识分子的空间构型与极性之间的关系，能应用有关理论预测分子的极性课时安排4课时第一课时学习内容一、分子的空间构型(一)原子轨道的杂化1.杂化：杂化是指原子在相互结合成键过程中，原来能量接近的原子轨道要重新混合，形 成新的原子轨道。这

2、种轨道重新组合的过程叫做杂化。所形成的新的轨道叫杂化轨道。2杂化轨道的类型sp1个s轨道1个p轨道杂化当中心原子取sp杂化轨道时，形成直线形的骨架结构，中心原子上有一对垂直于分子骨架的未参与杂化的p轨道。例如乙炔分子中的碳原子、CO2中的碳原子、H-C三N:中的碳原子、BeF2分子中的铍原子等等都是SP杂化。sp21个s轨道2个p轨道杂化BCI3、CO32、NO3、H2C=OS03、烯烃C=C结构中的中心原子都是以sp2杂化的。以sp2杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp2 -骨架的未参与杂化的p轨道，如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠，并填入电子，就会形成n键。sp3一个2

3、s轨道与三个2p轨道混合，可组合成四个sp3杂化轨道，称为sp3杂化 如CH4、CCI4、NH4+、CH3CI、NH3、H2O等等都采取sp3杂化。3小结:杂化轨道的特点(1) 形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的(3) 杂化轨道的数目杂化前后轨道数目不变。(4) 杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。(5)只有能量相近的轨道才能杂化(如2S和2P)(6) 杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理。杂化轨道间的夹角决定分子空间构型(7) 杂化轨道的角度部分一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使轨道重叠程

4、度更 大，从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成键能力。(8)杂化轨道所形成的化学键全部为b键.高中化学新课标（苏教版）物质结构与性质教案2科学探究已知：杂化轨道只用于形成6键或者用来容纳孤电子对杂化轨道数=中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数。结合以上信息，填写下表代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构C02CH20CH4S02NH3H20第二课时学习内容（二）确定分子空间构型的基本方法1基本思路：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 尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能米取对称的空间构型。价电子对数目234几何分布直线形平面二角形正四面体2.ABm型分子

5、（A是中心原子、B为配位原子），分子中价电子对数可能通过下式确定：_中心原子的价电子数*每个配位原子提供的价电子数和n - -2其中中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤原子、氢原子提供1高中化学新课标（苏教版）物质结构与性质教案3个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。高中化学新课标（苏教版）物质结构与性质教案4分子BeCl2BFaCH4价电子对数几何构型说明：如果分子中存在孤对电子对，由于孤对电子对比成键电子对更靠近原子核，它 对 相 邻成键电子对的排斥作用较大，因而使相应的键角变小。填写下表：化学式中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型HCNSO2NH2一

6、BF3+H3OSICI4CHCI3+NH4SO42一第三课时学习内容（三）等电子体原理 阅读并完成下表，分析:分子N2CO原子数电子数价电子数化学键2n12n1c键能1072kJ mol1941.7kJ mol1分子构型沸点/K252253熔点/K7783液体密度/（克厘米3）0.7960.793溶解度（水）难溶于水难溶于水1定义：具有相同原子数和相同价电子数（指全部电子总数和价电子总数）的分子或离子往往具有相似的结构特征。高中化学新课标(苏教版)物质结构与性质教案52.互为等电子体应该满足的条件：1在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同2在微粒的构成上，微粒所含电子数目相同3在微粒的结构上，微

7、粒中原子的空间排列方式相同3应用：应用等电子原理，可利用已知的分子的构型(几何构型、电子构型)和物理性质 对相应等电子分子的构型和物理性质进行预测。4.典型事例：1(BN)x与(C2)x,N2O与C02等也是等电子体 硅和锗是良好的半导体材料，他们的等 电子体磷化铝(AIP)砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料白锡(B-Sn2)与锑化锢是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体SiCg、SiO44、SO42的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体构型。习题研究1:1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为

8、等电子 体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：_ 和_ ; _和_ 。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外.层 电子数之和相同，也可互称为等电子体， 它们也具有相似的结构特征。 在短周 期元素组成的物质中，与NO?互为等电子体的分子 有： _ 、_ 。这些等电子体的微粒构型为_形(3)_CNS、N02+具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16,因此它们的结构与 由第二周期两元素组成的 _ 分子的结构相同， 微粒呈_ 形，中心原子都取 _杂化。(4)_CO32、

9、N03等微粒具有相同的通式：,它们的价电子总数都是 _,因此它们与由第六主族两元素组成的 _分子的结构相同，呈_ 形，中心原子都取_杂化。2: O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子呈V型结构如图，键角116.5 三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原 子提供了2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键 一一三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：(1)臭氧与氧气的关系是 _ 。(2)下列分子与O3分子的结构最相似的是 _ 。A.H2OB.CO2C.SO2D.BeCb(3)分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤

10、对电子”那么O3分子有_对孤对电子”。O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而。2不能，试配平：_ PbS +_ O3= PbSO4+ O2第四课时学习内容二、分子的极性1非极性分子和极性分子高中化学新课标(苏教版)物质结构与性质教案6(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常见分子的类型与形状分子空间构型键角键的极性分子极性O2、H2HCl、NOCO2、CS2H2O、SO2BF3SO3NH3、NCI3CH4、CCI4CH3CI、CH2CI2He、Ne O3、P4H2O2、C2H23分子极性的判断只含有非极性键的单质分

11、子是非极性分子。含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子。含有极性键的多原子分子， 空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的为极性分子。注意：判断ABn型分子可参考使用以下经验规律：1若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等 则为极性分子；(CH4)2若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)则为极性分子， 若无孤对电子则为非极性分子。3常见的极性分子：CH3CI、CHCI3、CH2CI2、出0、H2O2、HCl等常见的非极性分子：出、02、CO2、CS2、P4、BF3、SO3、CH4、CCI4、乙烷、乙烯、乙炔、苯4应用：(1)相似相溶(2)极性分子与

12、非极性分子在电场作用下的偏转 二、手性分子1手性异构体和手性分子一对分子，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，在三维空间无论如何旋转不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。中心原子称为手性原子。2手性碳原子手性碳原子：是指连有四个不同的原子或原子团的碳原子3注意：(1)手性分子之间互为同分异构体，称为手性异构体。_(2)手性分子在生命化学中的重要作用。习题研究OH在有机物分子中，常把连有四个不同原子或原子团的碳原子称为 手性碳原子”，可用“C”标记。如：含有生命活性的物质不少都含有手性碳原子”。具有某些光学活性的有机分子中必含有手高中化学新课标（苏教版）物质结构与性质教案7性碳原子”。某新合成的化合物A经测定具有光学活性，其结构简式为：OCHCII丄CHS一C一O一CH,一C