化学选修3第二章第二节分子的立体构型ppt课件

1、.,一、形形色色的分子,NH3,HCHO,第二节 分子的立体构型,C2H2,分子的立体构型： 分子中原子的空间关系,.,C6H6,C8H8,CH3OH,P4,S8,.,C60,C20,C40,C70,.,测分子立体结构：红外光谱仪吸收峰分析,分子的立体构型是怎样测定的？,.,同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构为什么不同？,直线形,V形,同为四原子分子，CH2O 和 NH3 分子的空间结构为什么不同？,三角锥形,平面 三角形,.,价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对， 包括键电子对和中心原子上的孤电子。,二、价层电子对互斥模型（VSEPR）, 一个共价分子或离子中，中心原子A

2、周围所配置 的原子B（配位原子）的立体构型，主要决定于 中心原子的价电子层中各电子对间的相互排斥作用。,中心原子周围的电子对按尽可能互相远离的位置排布，使彼此间的排斥能最小，能量最低，物质最稳定。,理论基本要点,孤电子对之间的排斥力孤电子对与成键电子对（键电子对）之间的排斥力成键电子对之间的排斥力,.,1、确定中心原子价层电子对判断价层电子对空间构型,（1）键电子对数目：,由分子式确定，即键个数，即配位原子个数,根据价层电子对互斥理论判断分子立体构型,（2）中心原子上的孤电子对数目,=(axb)/2,a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说a等于最外层电子数,x为与中心原子结合的原子数（配位原

3、子的数目）,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8价电子数”,中心原子价层电子对数目= 键电子对数目+中心原子上的孤电子对数目,.,O,6,2,1,2+2=4,(a-xb)/2=2,S,6,2,2,1+2=3,(a-xb)/2=1,NH4+,N,4,4,1,0+4=4,(a-xb)/2=0,CO32-,C,6,3,2,0+3=3,(a-xb)/2=0,（1）对于阳离子来说，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，其他不变；,（2）对于阴离子来说，a为中心原子的价电子数加上 离子的电荷数，其他不变。,.,.,2,价层电子对数目与其立体结构,4,3,5,6,（1）VS

4、EPR模型：,2.根据价层电子对互斥理论判断分子的空间结构,.,一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布 2 3 4 5 6 直线形 平面三角形 四面体 三角双锥体 八面体,VSEPR模型：,.,（2）VSEPR模型与分子的立体构型间的关系,在VSEPR模型基础上，把孤电子对所占方向忽略后，所得到的几何体就是分子的空间构型。, 价层电子对数=2,VSEPR模型：,分子的立体构型：,CO2,直线形,实例：,例如：, 价层电子对数=3,VSEPR模型：,分子的立体构型：,SO2 、CH2O,平面三角形或V形,实例：,., 价层电子对数=4,VSEPR模型：,分子的立体构型：,CH4、NH3、H2O

5、,四面体、三角锥形、V形,实例：,.,H2O,NH3,CH4,4=4+0,4=3+1,4=2+2,.,直线形,平面三角形,四面体,V 形,三角锥形,分子立体构型 的推断,小 结,确定价层电子对数判断VSEPR模型,再次判断孤电子对数,确立分子的立体构型（把孤电子对所占方向忽略）,V 形,.,.,1、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、SiCl4 2、下列分子的立体结构，其中属于直线形分子的是（ ） A、 H2O B、CO2 C、CH4 D、 SO2 3、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

6、、CH2O 4、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+,B,B,CD,D,.,5、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为 10928 的是（ ） CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42- A、 B、 C、 D、 6、用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型（ ） A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形,B,D,.,1、写出C原子电子排布图，并由此推测：CH4分子的 C原子有没有可能形成四个共价键？怎样才能形成四个共价键？,2、如果C原子就以1个2s轨道和3个2p轨道上的单电子， 分别与四个H原子的1s轨道上的单电子

7、重叠成键，所 形成的四个共价键能否完全相同？这与CH4分子的 实际情况是否吻合？,.,sp3,C原子基态原子 电子排布图,.,三、杂化轨道理论 解释分子的立体构型,1、杂化轨道的概念 在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近 的原子轨道间通过相互的混杂后，形成轨道总数不变的几个 能量与形状都相同的新轨道。,2、杂化轨道的类型（中学阶段）,（1）sp3杂化,（2）sp2杂化,（3）sp杂化,.,sp3杂化轨道的形成过程,sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道杂化而得到四个sp3杂化轨道。 每个杂化轨道的s成分为1/4，p成分为3 /4，四个杂化轨道在空间 分布呈正四面体，互成10928,

8、例如：CH4,、NH3、H2O,.,sp2杂化轨道的形成过程,120,sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得到三个sp2杂化轨道。 三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120,例如：C2H4,.,C2H4(sp2杂化）,.,sp杂化轨道的形成过程,180,sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得到两个sp杂化轨道。 两个杂化轨道在空间分布呈直线型，互成180,例如：C2H2,.,C2H2(sp杂化),.,3、杂化轨道类型的确定,先确定分子或离子的VSEPR模型， 然后确定中心原子的杂化轨道类型。,杂化轨道数=价层电子对数,2,3,4,sp,sp2,sp3,.,直线形,平面三角

9、形,四面体,V 形,三角锥形,推测分子立体构型,杂化轨道类型,sp,sp2,sp3,sp3,sp3,立体构型,sp2,V 形,.,注意：,（1）杂化轨道形成目的：满足分子对称性要求，从而使分子的整体能量最低，最稳定。,（2）杂化轨道不是单个原子的行为，而是在形成分子时中心原子采用的一种自发行为。,（3）只有能量相近的轨道才能杂化。,用杂化轨道理论分析下列物质的杂化轨道类型和分子的立体构型。 （1）BF3 （2）SO3 （3）NH4+ （4）H3O+ （5）SO32-,.,小结：s-p型的三种杂化对比,CH4 , H2O,BF3 , C2H4,BeCl2 CO2 C2H2,实 例,四面体形,平面

10、三角形,直 线形,空 间 构 型,1090 28,1200,1800,杂化轨道 间夹角,4个sp3杂化轨道,3个sp2杂化轨道,2个sp杂化轨道,杂 化 轨 道 数,1个s + 3个p,1个s + 2个p,1个 s + 1个p,参与杂化的原子轨道,sp3,Sp2,sp,杂 化 类 型,杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子，剩余的p轨道可以形成键,.,1、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两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化， 而CH4是sp3杂化 BNH3分子中N原子形成3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

11、未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥 作用较强 D氨气分子中氮原子电负性强于甲烷分子中的碳原子,2、用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是（ ） A直线形；三角锥形 BV形；三角锥形 C直线形；平面三角形 DV形；平面三角形,C,D,.,3、 下列关于丙烯（CH3CH=CH2）的说法正确的是（ ） A. 丙烯分子有7个键，1个键 B. 丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化 C. 丙烯分子中既存在极性键又存在非极性键 D. 丙烯分子中所有原子在同一平面上,4、原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，其中X是 形成化合物种最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层

12、电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子， W的原子序数为29。回答下列问题： (1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ， 1mol Y2X2含有键的数目为 。 (2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。 (3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体， 元素Z的这种氧化物的分子式是 。,C,.,键电子对数,孤电子对数,分子的立体构型,VSEPR模型,价层电子对数,杂化轨道类型,孤电子对数,键个数或配位原子个数,(a-xb)/2,小 结,.,固体,溶液颜色,无色离子：,CuSO4,CuCl22H2O,CuBr2,NaCl,K2SO4,KBr,蓝

13、色离子：,白色,白色,白色,白色,绿色,深褐色,Cu(H2O)42+,SO42 ,蓝色,蓝色,蓝色,无色,无色,无色,Na+,Cl-,K +,Br -,实验2-1,通常把金属离子(或原子)与某些 分子或离子以配位键结合形成的 化合物称为配位化合物。,1配合物：,Cu,H2O,H2O,H2O,OH2,2+,四水合铜离子,四、配合物理论简介,.,2、配位键：,A表示提供孤电子对的原子叫配体（N、O、P、卤素的原子或离子）,形成配位键的条件：,共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成 的共价键叫配位键。是一种特殊的共价键。,可用AB表示,即：电子对给予接受键。,B表示接受电子的原子叫接受

14、体（一般为过渡金属原子或离子）,一个原子提供孤对电子，另一原子提供空轨道。,经证明AlCl3主要是以二缔合物分子的形式存在， 两分子间存在配位键，请画出配位键。,.,Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4,Cu(OH)2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+2OH+4H2O,实验2-3：Fe3溶液+KSCN溶液。实验现象为 ， 化学方程式为 。,实验2-2：硫酸铜溶液+氨水+氨水深蓝色的透明溶液； +极性较小的溶剂乙醇深蓝色的晶体。,Fe3+ +6SCN- Fe(SCN)63-,溶液为红色,配合物是一个庞大的化合物家族，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。,易溶于水，难电离,.,配合

15、物的组成：, 中心原子：主要是过渡金属的阳离子。, 配位体：可以是阴离子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、 也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等, 配位数：直接同中心原子（或离子）配位的原子（离子或分子） 总的数目。一般为2、4、6、8。,配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界的配体 离子和分子通常难以电离。,.,Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物。已知这两种配合物的分子式分别为Co(NH3)5BrSO4和Co(SO4)(NH3)5Br。,（1）分析Co(NH3)5BrSO4的中心离子，配位体及配位数？,（2）若将第一种配合物的溶液中加入

16、BaCl2溶液中，现象是 。,（3）若将第二种配合物的溶液中加入BaCl2溶液中，现象是 ，若加入AgNO3时，现象是 。,.,讨论：(2012江苏)一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4) 能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。 (3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。 不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示 为 。,.,自右向左：配位数配位体名称合中心离子,Co(NH3)6Br3 三溴化六氨合钴(),Na3AlF6 六氟合铝酸钠,配合物的命名：（了解）,例如：,注意：,复盐：能电离出两种或两种以上阳离子的盐如明矾 KAl(

17、SO4)212H2O，仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各组分离子： KAl(SO4)212H2O (溶于水) = K+ +Al3+ 2SO42- +12 H2O,配合物盐：是在配合物的溶液或晶体中，均地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子： Cu(NH3)4SO4H2O = Cu(NH3)42+ + SO42- + H2O,.,形形色色的配合物,.,2、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。 D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。,1、下

18、列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+ 、PCl3,.,3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在Cu(NH3)4 2+离子中，Cu2+给出孤对电子， NH3提供空轨道 C向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化 D沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)4 2+,.,4、配合物Cu(NH3)4(OH)2的中心离子为 ，配体为 、中心离子的电荷数和配位数分别 是 和 。,5、Co()的八面体配合物CoClmnNH3，若1 mol配合物与AgNO3作用生成1 mol AgCl