1、關(guān)于共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第1頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 碳原子只有兩個(gè)未成對的2p電子，若碳原子與氫原子結(jié)合，應(yīng)形成CH2，為什么是CH4?就算碳原子價(jià)電子: 2S22P2思考 碳原子與四個(gè)氫原子形成的分子也不應(yīng)當(dāng)具有規(guī)則的正四面體結(jié)構(gòu)？第2頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四1.雜化軌道理論簡介2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3 雜化態(tài)激發(fā) 當(dāng)碳原子與4個(gè)氫原子形成甲烷分子時(shí)，能量相等，成分相同為了解決這一矛盾，鮑林提出:為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，能量最低，4個(gè)雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個(gè)

2、頂點(diǎn)。第3頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四CHHHH10928 雜化軌道的電子云一頭大，一頭小，成鍵時(shí)利用大的一頭，可以使電子云重疊程度更大，從而形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。即雜化軌道增強(qiáng)了成鍵能力。 第4頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四sp3 雜化 原子形成分子時(shí)，同一個(gè)原子中能量相近的1個(gè) ns 軌道與3個(gè) np 軌道進(jìn)行重新組合組成四個(gè)新的原子軌道稱為 sp3 雜化軌道。 由于每個(gè)軌道中都含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為 sp3雜化軌道。第5頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四【應(yīng)用提高】試用雜

3、化軌道理論解釋為什么SiF4空間構(gòu)型為正四面體，鍵角為109.5。第6頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四sp2 雜化 同一個(gè)原子的1個(gè) ns 軌道與2個(gè) np 軌道進(jìn)行雜化組合為 sp2 雜化軌道。sp2 雜化軌道間的夾角是120，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形。2s2pB的基態(tài)2p2s激發(fā)態(tài)正三角形sp2 雜化態(tài)BF3分子形成BFFF激發(fā)120 由于每個(gè)雜化軌道中都含有1/3的s軌道成分和2/3的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為sp2雜化軌道。第7頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 同一原子中 ns-np 雜化成新軌道：一個(gè) s 軌道和一個(gè) p

4、軌道雜化組合成兩個(gè)新的 sp 雜化軌道。BeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化sp雜化態(tài)化合態(tài)Cl Be Cl180sp 雜化第8頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例雜化軌道理論sp sp2 sp3 平面三角形2小結(jié)180直線BeCl23120BF34109.50正四面體形CH4第9頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 閱讀P41：乙烯與乙炔分子的空間構(gòu)型，思考碳原子的雜化軌道類型和成鍵類型。乙烯： 5個(gè)鍵，1個(gè)鍵乙炔： 3個(gè)鍵，2個(gè)鍵分子碳原子的雜化類型分子的空間構(gòu)型C2H4C2H2成鍵情

5、況：sp2平面形sp直線形第10頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四雜化軌道理論解釋乙烯分子的結(jié)構(gòu)：C為sp2雜化，有一個(gè)2p軌道未參與雜化， 2s軌道與另外兩個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成三個(gè)相同的sp2雜化軌道。三個(gè)sp2雜化軌道分別指向平面三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。C- C (p-p)鍵 C-C (sp2-sp2 ) 鍵; C-H(sp2-s ) 鍵2p2s雜化第11頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四C為sp雜化，有兩個(gè)2p軌道未參與雜化，只是2s軌道與一個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成兩個(gè)相同的sp雜化軌道。兩個(gè)sp雜化軌道在空間是直線型分布。雜化軌道理論解釋乙炔分

6、子的結(jié)構(gòu)：C-C(p-p)鍵 C-C (sp-sp ) 鍵; C-H (sp-s ) 鍵2s2p雜化第12頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 氮原子的價(jià)電子排布式為2s22p3，三個(gè)2p軌道各有一個(gè)未成對電子，可分別與一個(gè)H原子的1s電子形成一個(gè)鍵，不須雜化。但實(shí)事是：N形成了四個(gè)sp3雜化軌道，且鍵角是107.30，空間構(gòu)型為三角錐形，怎么解釋？交流研討第13頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 在形成氨氣時(shí)，N 的2s軌道和2p 軌道發(fā)生了sp3雜化，形成四個(gè)sp3 雜化軌道，成正四面體型。其中三個(gè)sp3雜化軌道中各有一個(gè)未成對電子，另一個(gè)sp3

7、雜化軌道已有兩個(gè)電子（孤對電子），不再成鍵。 化合時(shí)，N的sp3 雜化軌道與H 的1s 軌道重疊，形成三個(gè)鍵。由于孤對電子的電子云密集在N 的周圍，對三個(gè)成鍵的電子對有比較大的排斥作用，使 N-H 鍵之間的鍵角被壓縮，因此 NH3 的空間構(gòu)型為三角錐形。第14頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四第15頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四第二課時(shí)第16頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四【學(xué)習(xí)目標(biāo)】能夠用雜化軌道理論解釋一些典型分子的立體構(gòu)型。能夠用價(jià)層電子對互斥理論判斷分子的空間構(gòu)型【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】能利用價(jià)層電子對互斥理論判斷分子的構(gòu)型。

8、第17頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四2苯分子的空間結(jié)構(gòu)C6H6第18頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四【合作探究】苯分子中存在著怎樣的化學(xué)鍵導(dǎo)致苯不能使酸性高錳酸鉀溶液或溴的四氯化碳溶液褪色？苯的分子構(gòu)型、鍵角？苯分子中碳原子如何雜化？ 碳碳間，碳?xì)溟g是如何成鍵的？每個(gè)碳原子剩余的一個(gè)未參與雜化的p軌道，可不可以兩兩之間形成鍵?如何成鍵？ 為什么？第19頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四雜化軌道理論解釋苯分子的結(jié)構(gòu)：C為sp2雜化所有原子（12個(gè)）處于同一平面分子中6個(gè)碳原子未雜化的2p軌道上的未成對電子肩并肩重疊形成了一個(gè)

9、閉合的、環(huán)狀的大鍵形成的電子云像兩個(gè)連續(xù)的面包圈，一個(gè)位于平面上面，一個(gè)位于平面下面，經(jīng)能量計(jì)算，這是一個(gè)很穩(wěn)定的體系。 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )第20頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 總結(jié)：如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？一看 分子的空間構(gòu)型，如果是直線型，則是sp雜化；如果是平面三角形，則是sp2雜化；如果是正四面體型，則是sp3雜化。 二看 中心碳原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)是鍵，用去了2個(gè)p軌道，所以形成的是sp雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)鍵，用去了1個(gè)p軌道，所以形成的是sp2雜化；如果全

10、部是單鍵，則形成的是sp3雜化。第21頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 對ABm型分子或離子（A是中心原子，B是配位原子），中心原子A價(jià)層電子對（包括成鍵電子對和孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)的對稱位置上，以使各原子之間斥力最小，分子體系能量最低。價(jià)層電子對互斥理論3、確定分子空間構(gòu)型的簡易方法：第22頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四2 電子對數(shù)目與立體 結(jié)構(gòu)435 6 電子對數(shù)目與立體 結(jié)構(gòu)第23頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四一個(gè)分子或離子中的價(jià)層電子對在空間的分布（即含孤對電子的VSEPR模型

11、） 2 3 4 5 6 直線形 平面三角形 正四面體 三角雙錐體 正八面體第24頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 利用價(jià)層電子對互斥理論預(yù)測分子或離子的空間構(gòu)型： m+n（配位原子數(shù)m 中心原子的孤對電子對n) 中心原子的孤電子對數(shù)n=P44頁 例：SO42- 孤電子對數(shù) n=(6+2-24)/2=0 配位原子數(shù)m=4 m+n=4 sp3雜化 正四面體形SO3 n=(6-23)/2=0 m=3 m+n=3 sp2雜化 平面正三角形第25頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四請判斷下列分子價(jià)電子對數(shù)、中心原子雜化軌道類型以及分子的空間構(gòu)型。分子BeCl2

12、BF3CH4CO2NH3H2Om+n雜化軌道類型空間構(gòu)型2+03+04+02+03+12+2spsp2sp3spsp3sp3平面三角形直線形正四面體形直線形三角錐形V形第26頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四H2SCHCl3SO3SO2CHCl3PCl3NO3-SO42-配位原子數(shù)(m)孤電子對數(shù)(n)中心原子雜化類型分子空間構(gòu)型【學(xué)以致用】 22SP3V型40SP3四面體型30SP2正三角形21SP2V型40SP3四面體型31SP3三角錐形30SP2正三角形40SP3正四面體型第27頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四1.下列物質(zhì)中分子立體結(jié)構(gòu)與水分

13、子相似的是 ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl42.下列分子立體結(jié)構(gòu)其中屬于直線型分子的是 AH2O BCO2 CC2H2 DP4 B BC 第28頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四3.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤對電子，運(yùn)用價(jià)層電子對互斥模型，下列說法正確的（ ）A.若n=2，則分子的立體構(gòu)型為V形 B.若n=3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形 C.若n=4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形 D.以上說法都不正確課堂練習(xí)C第29頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四分子或離子配位原子數(shù)孤電子對數(shù)雜化方式VSEPR模型名稱分子或離

14、子立方體構(gòu)型H2O NH2NH3 H3O+CH4NH4+SiCl4SO42PO43CHCl3 第30頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四分子或離子配位原子數(shù)孤電子對數(shù)雜化方式VSEPR模型名稱分子或離子立方體構(gòu)型H2O22SP3正四面體V形NH222SP3正四面體V形NH331SP3正四面體三角錐形H3O+31SP3正四面體三角錐形CH440SP3正四面體正四面體形NH4+40SP3正四面體正四面體形SiCl440SP3正四面體正四面體形SO4240SP3正四面體正四面體形PO4340SP3正四面體正四面體形CHCl340SP3正四面體四面體形第31頁，共63頁，2022年

15、，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四分子或離子配位原子數(shù)孤電子對數(shù)雜化方式VSEPR模型名稱分子或離子立方體構(gòu)型SO2 BF3 SO3CO32NO3NO2CO2 BeCl2HCN 第32頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四分子或離子配位原子數(shù)孤電子對數(shù)雜化方式VSEPR模型名稱分子或離子立方體構(gòu)型SO221SP2平面三角形V形BF3 30SP2平面三角形平面三角形SO330SP2平面三角形平面三角形CO3230SP2平面三角形平面三角形NO330SP2平面三角形平面三角形NO221SP2平面三角形V形CO220SP直線形直線形 BeCl220SP直線形直線形HCN20SP直線形

16、直線形第33頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 化學(xué)通式相同且價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子稱為等電子體。它們具有相同的空間構(gòu)型和相同的化學(xué)鍵類型。 如：SiCl4、SiO44-與SO42- 具有相同價(jià)電子總數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子也是等電子體。如：CO與N2等電子體原理第34頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四具有相同的通式ABm，而且價(jià)電子總數(shù)和原子數(shù)目相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征,這個(gè)原理稱為“等電子體原理”。這里的“結(jié)構(gòu)特征”的概念既包括分子的立體結(jié)構(gòu)，又包括化學(xué)鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180或90等特定的角度。（1）CO2

17、、CNS、NO2+、N3具有相同的通式AX2，價(jià)電子總數(shù)16，具有相同的結(jié)構(gòu)直線型分子，中心原子上沒有孤對電子而取sp雜化軌道，形成直線形，鍵角為180。第35頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四（2）CO32、NO3、SO3等離子或分子具有相同的通式AX3,總價(jià)電子數(shù)24，有相同的結(jié)構(gòu)平面三角形分子,中心原子上沒有孤對電子而取sp2雜化軌道形成分子。（3）SO2、O3、NO2等離子或分子，通式AX2，18電子結(jié)構(gòu)，中心原子取sp2雜化形式，VSEPR理想模型為平面三角形，中心原子上有1對孤對電子，分子立體結(jié)構(gòu)為V型。第36頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，

18、星期四（4）SO42、PO43等離子具有AX4的通式,總價(jià)電子數(shù)32，配位原子有4個(gè) ，無孤對電子，故取sp3雜化形式，呈正四面體立體結(jié)構(gòu)； （5）PO33、SO32、ClO3等離子具有AX3的通式，總價(jià)電子數(shù)26，配位原子有4個(gè) ，無孤對電子，中心原子采取sp3雜化形式，分子立體結(jié)構(gòu)為三角錐體第37頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四指出下列結(jié)構(gòu)相似的微粒，并觀察它們的原子數(shù)和價(jià)電子總數(shù)有何異同。 SO2 、O3 、 NO2 PO43 、 SO42- N3 、 N2O CH4 、 NH4+ SO32- 、 PO33-第38頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，

19、星期四 練習(xí) 根據(jù)等電子原理，判斷下列各組分子屬于等電子體的是（ ） A. H2O、H2S B. HF、NH3 C. CO、CO2 D. NO2、SO2A第39頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 (04年江蘇) 1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。 (1)根據(jù)上述原理，僅由第2周期元素組成的共價(jià)分子中，互為等電子體的是： 和 ； 和 。CO N2Li Be B C N O F NeCO2 N2O第40頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四第三課時(shí)第41頁，共63頁，

20、2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四1.手性分子左手和右手不能重疊 左右手互為鏡像二、分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì) 第42頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四第43頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四手性異構(gòu)體和手性分子 概念：如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對分子互稱手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子。 條件：當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時(shí)，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子。第44頁，共63頁，2022年，5月20日

21、，10點(diǎn)7分，星期四1下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH CH2OHCH2OHOHB課堂練習(xí)第45頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有2個(gè)“手性”碳原子的是( )B第46頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四【實(shí)驗(yàn)探究】 在滴定管中加入四氯化碳打開活塞讓四氯化碳緩緩流下；將用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近液流，觀察液流方向是否發(fā)生變

22、化；再改用水做實(shí)驗(yàn)，觀察液流方向。第47頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四【問題】1、液流方向說明了什么問題？為什么？2、分子的極性如何判定？3、由非極性鍵形成的分子中，正電荷的中心和負(fù)電荷的中心怎樣分布？是否重合？4、由極性鍵形成的分子中，怎樣找正電荷的中心和負(fù)電荷的中心？第48頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四ClClCO2BF3CH4第49頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四 分子的空間構(gòu)型是否對稱，與共價(jià)鍵極性、非極性有何關(guān)系？以共價(jià)鍵結(jié)合的分子是否也有極性、非極性之分呢？分子的極性又是根據(jù)什么來判定呢？思考第50頁，共6

23、3頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四ClCl共用電子對ClCl2個(gè)Cl原子吸引電子的能力相同，共用電子對不偏向任何一個(gè)原子，整個(gè)分子的電荷分布均勻，為非極性分子只含有非極性鍵的雙原子分子因?yàn)楣灿秒娮訉o偏向，分子是非極性分子第51頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四HCl共用電子對HClHCl分子中，共用電子對偏向Cl原子，Cl原子一端相對地顯負(fù)電性，H原子一端相對地顯正電性，整個(gè)分子的電荷分布不均勻，為極性分子+-以極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子第52頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四非極性分子：極性分子： 正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重

24、合的分子 正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子3.分子的極性第53頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四分子極性的判斷方法1.雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價(jià)鍵是否有極性2.多原子分子(ABm型)取決于分子的空間構(gòu)型第54頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四C=O鍵是極性鍵，但從分子總體而言CO2是直線型分子，兩個(gè)C=O鍵是對稱排列的，兩鍵的極性互相抵消（ F合=0），整個(gè)分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子。180F1F2F合=0OOC第55頁，共63頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)7分，星期四HOH10430F1F2F合0O-H鍵是極性鍵，共用電子對偏O原子，由于分子是V形構(gòu)型，兩個(gè)O-H鍵的