高三化学分子的立体结构2.pptVIP

【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H—C —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σ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， 杂化轨道理论 杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道 杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、sp3d2 杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道 杂化轨道用于容纳σ键和孤对电子 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σ键和孤对电子对，这样的4个杂化轨道显然有差别 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 2s 2p Be基态 2s 2p 激发态 杂化 键合 直线形 sp杂化态 直线形 化合态 Cl Be Cl 180? 除sp3杂化轨道外，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。 乙炔的成键 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 2s 2p B的基态 2s 2p 激发态 正三角形 sp2 杂化态 例： BF3分子形成 B F F F Cl B Cl 1200 Cl 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？ 已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子 ★杂化轨道数 0+2=2 SP 直线形 0+3=3 SP2 平面三角形 0+4=4 SP3 正四面体形 1+2=3 SP2 V形 1+3=4 SP3 三角锥形 2+2=4 SP3 V形 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 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基础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σ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π键。 2 ．H2O O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σ键； O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电子占据。 1．CO2 O： 1S22S 2P O C O σ σ π π 提示：C：1S22S 2P 激发 C：1S22S 2P SP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π键。 例题三：对SO2与CO2说法正确的是( ) A．都是直线形结构 B．中心原子都采取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 例题五：写出下列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 . . P CI CI 解析： . . . . . . .. .. .. CI . . . . .. CI . . .. (2)BCl3 ： SP2 平面三角