化学选修3 分子的立体结构教案 分子立体结构杂化轨道理论

1、【选修3?物质结构与性质?】第 二 章?分子结构与性质?第二节 分子的立体结构课时2 值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个 C-H的键长、键能相同及HC H的键角为109 28。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C H单键都应该是键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。碳原子:为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，

2、混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同的sp3杂化轨道，夹角109 28 ，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示：学习价层电子互斥理论知道: NH3和H2O的模型和甲烷分子一样,也是正四面体的,因此它们的中心原子也是sp3杂化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于s键和孤对电子对，这样的4个杂化轨道显然有差异sp 杂化 同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个 p 轨道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。例：BeCl2分子形成激发2s2pBe基态2s2p激发态杂化键合直线形sp杂化态直线形化合态Cl Be Cl180 除sp3杂化轨道

3、外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得，碳的sp杂化轨道sp杂化：夹角为180的直线形杂化轨道。sp2 杂化sp2 杂化轨道间的夹角是120度，分子的几何构型为平面正三角形2s2pB的基态2s2p激发态正三角形sp2 杂化态例：BF3分子形成BFFFClBCl1200Cl碳的sp2杂化轨道sp2杂化：三个夹角为120的平面三角形杂化轨道。思考题：根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子杂化轨道数0+2=2SP直线形0+3=3SP2平面三角形0+

4、4=4SP3正四面体形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角锥形2+2=4SP3V形代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数练习：在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的根底上描述化合物中每个化学键是怎样形成的？C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子的一个P轨道形成两个键； C原子剩余的两个P轨道分别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个键。2 H2OO原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道，其中的两个分别与两个H原子的S轨道形成两个键； O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤

5、对电子占据。1CO2O： 1S22S 2PO C O提示：C：1S22S 2P激发C：1S22S 2PSP杂化探究练习 1、写出HCN分子和CH20分子的路易斯结构式。2用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测(用立体结构模型表示)3写出HCN分子和CH20分子的中心原子的杂化类型。4分析HCN分子和CH2O分子中的键。天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色配合物理论简介：实验2-1 固体颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水

6、合铜离子，可表示为Cu(H2O) 42+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子铜离子提供空轨道，铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予接受键被称为配位键。CuOH2H2OH2OH2O2+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。2+CuNH3H3NNH3NH3实验2-2 已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成了Cu(NH3) 42+ ，其结构简式为：试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？Cu 2+ +2NH3 .H2O Cu（OH）2 +2 NH4

7、+ Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH+4H2O蓝色沉淀深蓝色溶液实验2-3Fe 3+ +SCN Fe (SCN) 2+ 硫氰酸根血红色例题一：以下分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( ) ACO2与SO2 BCH4与NH3 CBeCl2与BF3 DC2H2与C2H4B例题二：以下分子或离子中都存在着配位键的是 ( )ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3) 42+ 、PCI3B 由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。例题三：对SO2与CO2说法正确的选项是( ) A都是直线形结构 B中心原子

8、都采取sp杂化轨道 C S原子和C原子上都没有孤对电子 D SO2为V形结构， CO2为直线形结构D例题四：以下各种说法中错误的选项是 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。D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。D例题五：写出以下分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCI3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O(1) PCI3： SP3 三角锥形. .PCICI解析：. . . .CI. . .