分子空间构型

1、 形形色色的分子形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2ONH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70思考：思考： 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？ 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空间分子的的空间结构也不同，什么原因？结构也不同，什么原因？探究与讨论：探究与讨论：1、写出、写出H、C、N、O等原子的电子式：等原子的电子式：可形成可形成共用电子对数共用电子对数电子式电子式ONCH原子原子HO：C：1234N： 2、写出

2、、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：式、结构式及分子的空间结构：分子分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式电子式结构式结构式中心原子中心原子有无孤对电子有无孤对电子空间结构空间结构O C O: : :H O H:H N H:H:H C H:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H-HH无无有有有有无无无无直线形直线形V 形形三角三角锥锥 形形 平面平面三角形三角形 正正四面体四面体: H C H:O: : :分子的价电子对（包括成键电子对分子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用和孤电子对）

3、由于相互排斥作用,而而趋向尽可能采取对称的空间构型。趋向尽可能采取对称的空间构型。价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论:基本要点：基本要点：分子或离子的空间构型与中心原子的分子或离子的空间构型与中心原子的 价层电子对数目有关。价层电子对数目有关。价层电子对尽可能远离价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。以使斥力最小。价层电子对价层电子对=成键电子对成键电子对+孤对电子对孤对电子对 (VP) (BP) (LP)价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的具体步骤：推断分子或离子的空间构型的具体步骤：确定中心原子的价层电子对数，确定中心原子的价层电子对数，以以AXm为例为例 (A中

4、心原子中心原子,X配位原子配位原子) ：原则：原则：A的价电子数的价电子数 =主族序数；主族序数；配体配体X：H和卤素每个原子各提供一个价和卤素每个原子各提供一个价 电子电子, 规定规定氧与硫不提供价电子；氧与硫不提供价电子；正离子应减去电荷数正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。负离子应加上电荷数。VP=1/2A的价电子数的价电子数+X提供的价电子数提供的价电子数m 离子电荷数离子电荷数( )负负 正正确定电子对的空间构型：确定电子对的空间构型：VP=2 直线形直线形VP=3 平面三角形平面三角形VP=4 正四面体正四面体VP=5 三角双锥三角双锥VP=6 正八面体正八面体确定中心原子的孤

5、对电子对数，推断分子确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。的空间构型。 LP=0:分子的空间构型分子的空间构型=电子对的空间构型电子对的空间构型2BeHVP= (2+2)=2 直线形直线形213BFVP= (3+3)=3 平面三角形平面三角形214CHVP= (4+4)=4 四面体四面体215PClVP= (5+5)=5 三角双锥三角双锥216SFVP= (6+6)=6 八面体八面体21例如：例如：LP0 ：分子的空间构型不同于电子对的空：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。间构型。34611 21 2SnCl2平面三角形平面三角形 V形形NH3四面体四面体 三角锥三角锥H2O四面

6、体四面体 V形形IF5八面体八面体 四方锥四方锥XeF4八面体八面体 平面正方形平面正方形VPLP电子对的电子对的空间构型空间构型分子的分子的空间构型空间构型例例VP = 5，电子对空间构型为三角双锥，电子对空间构型为三角双锥，LP占据轴向还是水平方向三角形的某个占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？原则：斥力最小。顶点？原则：斥力最小。例如：例如：SF4 VP=5 LP=1 S FF FFLPBP(90o) 3 2 结论：结论：LP占据水平方向三角形占据水平方向三角形, 稳定稳定分子构型为分子构型为变形四面体变形四面体(跷跷板形跷跷板形)。SFFF FF515253VP LP电子对的电子对的

7、空间构型空间构型分子的分子的空间构型空间构型例例三角双锥三角双锥 变形四面体变形四面体 SF4三角双锥三角双锥 T形形 ClF3三角双锥三角双锥 直线形直线形 XeF2（3）判断共价分子结构的实例）判断共价分子结构的实例 例例 1 利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何 构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型 。 AlCl3 H2S SO32 - NH4 + NO2 IF3解：总数解：总数 对数对数电子对构型电子对构型 6 8 8 8 5 103 4 4 4 3 5三角形

8、三角形 正四面体正四面体 正四面体正四面体 正四面体正四面体 三角形三角形 三角双锥三角双锥分子构型分子构型 三角形三角形 V字构型字构型 三角锥三角锥 正四面体正四面体 V字形字形 T字形字形AlClClClSOOONHHHHNOOFFFSHH代表物代表物中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数分子类型分子类型空间构型空间构型中心原子中心原子无孤对电子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子中心原子有孤对电子有孤对电子H2O2AB2NH33AB3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结:价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型应用反馈

9、应用反馈:化学式化学式 中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数中心原子结合的原子中心原子结合的原子数数空间构型空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形直线形 V 形形V 型型平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体SO4204正四面体正四面体具有相同的通式具有相同的通式ABmABm，而且价电子总数相等的，而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征分子或离子具有相同的结构特征, ,这个原理称为这个原理称为“等电等电子体原理子体原理”。这里的。这里的“结构特征结构特征”的概念既包括分子的

10、的概念既包括分子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为除非键角为180180 或或9090 等特定的角度。等特定的角度。（1 1）COCO2 2、CNSCNS、NONO2 2+ +、N N3 3具有相同的通式具有相同的通式AXAX2 2，价电子总数价电子总数1616，具有相同的结构，具有相同的结构直线型分子，中心原直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取子上没有孤对电子而取spsp杂化轨道，形成直线形杂化轨道，形成直线形s-s-骨架，骨架，键角为键角为180180 ，分子里有两套，分子里有两套 3 34 4p-pp-p大大

11、 键。键。等电子体原理等电子体原理（2 2）COCO3 32 2、NONO3 3、SOSO3 3等离子或分子具有相同的通等离子或分子具有相同的通式式AXAX3 3, ,总价电子数总价电子数2424，有相同的结构，有相同的结构平面三角形分平面三角形分子子, ,中心原子上没有孤对电子而取中心原子上没有孤对电子而取spsp2 2杂化轨道形成分子杂化轨道形成分子的的s-s-骨架，有一套骨架，有一套 4 46 6p-pp-p大大 键。键。（3 3）SOSO2 2、O O3 3、NONO2 2等离子或分子，等离子或分子，AXAX2 2，18e18e，中心，中心原子取原子取spsp2 2杂化形式，杂化形式，

12、VSEPRVSEPR理想模型为平面三角形，中理想模型为平面三角形，中心原子上有心原子上有1 1对孤对电子对孤对电子( (处于分子平面上处于分子平面上) )，分子立体，分子立体结构为结构为V V型型( (或角型、折线型或角型、折线型) )，有一套符号为，有一套符号为 3 34 4的的p-pp-p大大 键。键。（4 4）SOSO4 42 2、POPO4 43 3等离子具有等离子具有AXAX4 4的通式的通式, ,总价总价电子数电子数3232，中心原子有，中心原子有4 4个个s-s-键，故取键，故取spsp3 3杂化形式，杂化形式，呈正四面体立体结构；呈正四面体立体结构； （5 5）POPO3 33

13、 3、SOSO3 32 2、ClOClO3 3等离子具有等离子具有AXAX3 3的通式，的通式，总价电子数总价电子数2626，中心原子有，中心原子有4 4个个s-s-轨道轨道(3(3个个s-s-键和键和1 1对占据对占据s-s-轨道的孤对电子轨道的孤对电子) )，VSEPRVSEPR理想模型为四面理想模型为四面体，体，( (不计孤对电子的不计孤对电子的) )分子立体结构为三角锥体，分子立体结构为三角锥体，中心原子取中心原子取spsp3 3杂化形式，没有杂化形式，没有p-ppp-pp键或键或p-pp-p大大 键，键，它们的路易斯结构式里的重键是它们的路易斯结构式里的重键是d-pd-p大大 键。键

14、。1极性分子极性分子：正电荷重心和负电荷重心不重合：正电荷重心和负电荷重心不重合的分子称为极性分子。的分子称为极性分子。2非极性分子非极性分子：正电荷重心和负电荷重心重合：正电荷重心和负电荷重心重合的分子称为非极性分子。的分子称为非极性分子。3规律规律(1)双原子分子的极性取决于成键原子之间的共双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性，以价键是否有极性，以分子的极性分子的极性极性键结合的双原子分子是极性分子，以非极极性键结合的双原子分子是极性分子，以非极性键结合的双原子分子是非极性分子。性键结合的双原子分子是非极性分子。(2)以极性键结合的多原子分子，分子是否有极以极性键结合的多原

15、子分子，分子是否有极性取决于分子的空间构型。性取决于分子的空间构型。4“相似相溶规则相似相溶规则”：一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂非极性溶剂1手性异构：具有完全相同的组成和原子排列手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维的分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象称为手性异构现象。空间里不能重叠的现象称为手性异构现象。2手性分子：具有手型异构体的分子称为手性手性分子：具有手型异构体的分子称为手性分子。分子。手性

16、分子3手性碳原子：在有机物分子中，连有手性碳原子：在有机物分子中，连有_的碳原子称为的碳原子称为手性碳原子。如手性碳原子。如四个不同的原子或原子团四个不同的原子或原子团思考感悟思考感悟2手性碳原子有什么特点？手性碳原子有什么特点？【提示】【提示】连接四个不同的原子或基团的碳原连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。子称为手性碳原子。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子造成的。如果一个碳原子所连的四个原子或原造成的。如果一个碳原子所连的四个原子或原子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用用*C表示，

17、如：表示，如：R1、R2、R3、R4是互不相同的原子是互不相同的原子或原子团。所以，判断一种有机物是否具有手或原子团。所以，判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有四个性异构体，就看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团。不同的原子或原子团。1下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A离子化合物中不可能存在非极性键离子化合物中不可能存在非极性键B非极性分子中不可能既含极性键又含非极性非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键键C非极性分子中一定含有非极性键非极性分子中一定含有非极性键D不同非金属元素原子之间形成的化学键都是不同非金属元素原子之间形成的化学键都是极性键极性

18、键解析：解析：选选D。判断。判断“不可能存在不可能存在”、“一定含一定含有有”、“都是都是”等类结论的正误时，一般可用等类结论的正误时，一般可用反例法。即只要能举出一个可以成立的反例来，反例法。即只要能举出一个可以成立的反例来，则可否定题中结论，如果不存在反例，则可认则可否定题中结论，如果不存在反例，则可认为题中结论正确。为题中结论正确。A项离子化合物中可能存在非极性键。如项离子化合物中可能存在非极性键。如Na2O2是离子化合物，其中是离子化合物，其中OO键是非极性键，故键是非极性键，故A错误。错误。B项非极性分子中，既含非极性键又含极性键项非极性分子中，既含非极性键又含极性键是可能的。如乙炔是可能的。如乙炔(HCCH)分子中，分子中，CH键是极性键，键是极性键，CC键是非极性键。键