選修3第二章第二節(jié)分子的立體構(gòu)型110

一、形形色色的分子NH3HCHO第二節(jié)分子的立體構(gòu)型C2H2H2OCO2CH4分子的立體構(gòu)型：分子中原子的空間關(guān)系CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70測分子立體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析分子的立體構(gòu)型是怎樣測定的？科學(xué)視野同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)為什么不同？直線形V形同為四原子分子，CH2O

和NH3

分子的空間結(jié)構(gòu)為什么不同？三角錐形

平面三角形③價層電子對是指分子中的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子。二、價層電子對互斥模型（VSEPR）①一個共價分子或離子中，中心原子A周圍所配置的原子B（配位原子）的立體構(gòu)型，主要決定于中心原子的價電子層中各電子對間的相互排斥作用。②中心原子周圍的電子對按盡可能互相遠(yuǎn)離的位置排布，使彼此間的排斥能最小，能量最低，物質(zhì)最穩(wěn)定。理論基本要點1、確定中心原子價層電子對（1）σ鍵電子對：由分子式確定，即σ鍵個數(shù)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷分子立體構(gòu)型（2）中心原子上的孤電子對=(a―xb)/2中心原子為主族元素時，a等于最外層電子數(shù)x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子等于“8―價電子數(shù)”中心原子價層電子對數(shù)目=σ鍵電子對+中心原子上的孤對電子數(shù)目分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)H2OSO2O6214(a-xb)/2=2S6223(a-xb)/2=1NH4+N4414(a-xb)/2=0CO32-C6323(a-xb)/2=0（1）對于陽離子來說，a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)，其他不變；（2）對于陰離子來說，a為中心原子的價電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)，其他不變。分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)CH4BF3CO2SO32-CH2O2價層電子對數(shù)目與立體結(jié)構(gòu)4356（1）VSEPR模型：2.根據(jù)價層電子對互斥理論判斷分子的空間結(jié)構(gòu)一個分子或離子中的價層電子對在空間的分布

2

34

56

直線形平面三角形四面體三角雙錐體八面體VSEPR模型：H2ONH3CH44=4+04=3+14=2+2（2）VSEPR模型與分子的立體構(gòu)型間的關(guān)系在VSEPR模型基礎(chǔ)上，把孤電子對所占方向忽略后，所得到的幾何體就是分子的空間構(gòu)型。①價層電子對數(shù)=2VSEPR模型：分子的立體構(gòu)型：CO2直線形實例：例如：②價層電子對數(shù)=3VSEPR模型：分子的立體構(gòu)型：SO2、CH2O平面三角形或V形實例：③價層電子對數(shù)=4VSEPR模型：分子的立體構(gòu)型：CH4、NH3、H2O四面體、三角錐形、V形實例：路易斯結(jié)構(gòu)式：用短線表示共用電子對，小黑點表示未鍵合的孤電子對的結(jié)構(gòu)式。（了解）中心原子代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子類型空間構(gòu)型無孤對電子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤對電子H2O2AB2NH33AB3直線形平面三角形四面體V形三角錐形分子立體構(gòu)型的推斷小結(jié)①確定價層電子對數(shù)判斷VSEPR模型②再次判斷孤電子對數(shù)③確立分子的立體構(gòu)型分子或離子中心原子上的孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型名稱立體構(gòu)型名稱BF3SO32-NH4+H3O+1、下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是（）A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl42、下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線形分子的是（）A、

H2OB、CO2C、CH4D、SO23、下列分子中，各原子均處于同一平面上的是（）A、NH3B、CCl4C、H2OD、CH2O4、下列分子或離子中，不含有孤對電子的是（）A、H2OB、H3O+C、NH3D、NH4+5、以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為109°28′的是（）①CH4②NH4+③CH3Cl④P4⑤SO42-A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①④⑤6、用價層電子對互斥模型判斷SO3的分子構(gòu)型（）A、正四面體形B、V形

C、三角錐形D、平面三角形1、寫出C原子電子排布圖，并由此推測：CH4分子的C原子有沒有可能形成四個共價鍵？怎樣才能形成四個共價鍵？2、如果C原子就以1個2s軌道和3個2p軌道上的單電子，分別與四個H原子的1s軌道上的單電子重疊成鍵，所形成的四個共價鍵能否完全相同？這與CH4分子的實際情況是否吻合？109°28′sp3C原子基態(tài)原子電子排布圖109°28′三、雜化軌道理論———解釋分子的立體構(gòu)型1、雜化軌道的概念在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道間通過相互的混雜后，形成軌道總數(shù)不變的幾個能量與形狀都相同的新軌道。2、雜化軌道的類型（1）SP3雜化（2）SP2雜化（3）SP雜化sp3雜化軌道的形成過程xyzxyzzxyzxyz109°28′sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道雜化而得到四個sp3雜化軌道。每個雜化軌道的s成分為1/4，p成分為3/4，四個雜化軌道在空間分布呈正四面體，互成109o28′例如：CH4、NH3、H2Osp2雜化軌道的形成過程xyzxyzzxyzxyz120°sp2雜化軌道由1個s軌道和2個p軌道雜化而得到三個sp2雜化軌道。三個雜化軌道在空間分布是在同一平面上，互成120o例如：C2H4C2H4(sp2雜化）sp雜化軌道的形成過程xyzxyzzxyzxyz180°sp雜化軌道由1個s軌道和1個p軌道雜化而得到兩個sp雜化軌道。兩個雜化軌道在空間分布呈直線型，互成180o例如：C2H2C2H2(sp雜化)3、雜化軌道類型的確定先確定分子或離子的VSEPR模型，然后確定中心原子的雜化軌道類型。雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)234雜化軌道數(shù)常見雜化軌道類型234spsp2sp3代表物價層電子對數(shù)中心原子無孤對電子CO22CH2O3CH44中心原子有孤對電子H2O4NH34直線形平面三角形四面體V形三角錐形

推測分子立體構(gòu)型雜化軌道類型spsp2sp3sp3sp3立體構(gòu)型注意：（1）雜化軌道形成目的：滿足分子對稱性要求，從而使分子的整體能量最低，最穩(wěn)定。（2）雜化軌道不是單個原子的行為，而是在形成分子時中心原子采用的一種自發(fā)行為。（3）只有能量相近的軌道才能雜化。

用雜化軌道理論分析下列物質(zhì)的雜化軌道類型和分子的立體構(gòu)型。（1）BF3（2）SO3（3）NH4+（4）H3O+（5）SO32-想一想

小結(jié)：s-p型的三種雜化對比CH4

,H2OBF3

,C2H4BeCl2CO2C2H2實

例

四面體形平面三角形直線形空

間

構(gòu)

型109028’12001800雜化軌道間夾角4個sp3雜化軌道3個sp2雜化軌道2個sp雜化軌道雜化軌道數(shù)1個s+3個p1個s+2個p1個s+1個p參與雜化的原子軌道sp3Sp2sp雜化類型

雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對電子剩余的p軌道可以形成π鍵1、氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為（）

A．兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同，NH3為sp2雜化，而CH4是sp3雜化

B．NH3分子中N原子形成3個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個雜化軌道

C．NH3分子中有未成鍵的孤電子對，它對成鍵電子的排斥作用較強

D．氨氣分子中氮原子電負(fù)性強于甲烷分子中的碳原子2、(07海南)用價層電子對互斥理論預(yù)測H2S和BF3的立體結(jié)構(gòu)，兩個結(jié)論都正確的是（）

A．直線形；三角錐形

B．V形；三角錐形

C．直線形；平面三角形

D．V形；平面三角形3、下列關(guān)于丙烯（CH3CH=CH2）的說法正確的是（）A.丙烯分子有7個σ鍵，1個π鍵B.丙烯分子中3個碳原子都是sp3雜化C.丙烯分子中既存在極性鍵又存在非極性鍵D.丙烯分子中所有原子在同一平面上4、(11江蘇)原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種最多的元素，Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數(shù)為29?；卮鹣铝袉栴}：(1)Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為

，

1molY2X2含有σ鍵的數(shù)目為

。(2)化合物ZX3的沸點比化合物YX4的高，其主要原因是

。(3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，元素Z的這種氧化物的分子式是

。σ鍵對數(shù)孤電子對數(shù)分子的立體構(gòu)型VSEPR模型價層電子對數(shù)雜化軌道類型孤電子對數(shù)σ鍵個數(shù)(a-xb)/2234spsp2sp3234直線形平面三角形四面體小結(jié)1、配位鍵：A表示提供孤電子對的原子叫配體（N、O、P、鹵素的原子或離子）四、配合物理論簡介②形成配位鍵的條件：共用電子對由一個原子單方面提供給另一個原子共用所形成的共價鍵叫配位鍵。是一種特殊的共價鍵。①可用A→B表示即：電子對給予—接受鍵。

B表示接受電子的原子叫接受體（一般為過渡金屬原子或離子）一個原子提供孤對電子，另一原子提供空軌道。想一想經(jīng)證明AlCl3主要是以二締合物分子的形式存在，兩分子間存在配位鍵，請畫出配位鍵。AlAlClClClClClCl固體溶液顏色無色離子：CuSO4CuCl2·2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr藍(lán)色離子：白色白色白色白色綠色深褐色[Cu(H2O)4]2+SO42

–

藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)色無色無色無色Na+Cl-K+Br-

[實驗2-1、2-2]：通常把金屬離子(或原子)與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物。

2．配合物：CuH2OH2OH2OOH22+四水合銅離子Cu2＋+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4＋Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋+2OH－+4H2O[實驗2-3]：Fe3＋溶液+KSCN溶液。實驗現(xiàn)象為

，化學(xué)方程式為

。[實驗2-2]：硫酸銅溶液+氨水+氨水→深藍(lán)色的透明溶液；

+極性較小的溶劑乙醇→深藍(lán)色的晶體。Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+

溶液為紅色

配合物是一個龐大的化合物家族，過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。2+CuNH3H3NNH3NH3易溶于水，難電離[Cu(NH3)4]2+SO42-中心原子內(nèi)界(配離子)配位原子配位體配位數(shù)外界離子配合物配合物的組成：①中心原子：主要是過渡金屬的陽離子。②配位體：可以是陰離子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等③配位數(shù)：直接同中心原子（或離子）配位的原子（離子或分子）總的數(shù)目。一般為2、4、6、8。

配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界的配體離子和分子通常難以電離。

Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物。已知這兩種配合物的分子式分別為[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。（1）分析[Co(NH3)5Br]SO4的中心離子，配位體及配位數(shù)？（2）若將第一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液中，現(xiàn)象是

。（3）若將第二種配合物的溶液中加入BaCl2溶液中，現(xiàn)象是

，若加入AgNO3時，現(xiàn)象是

。討論：(2012江蘇)一項科學(xué)研究成果表明，銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(3)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu(OH)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為

。自右向左：配位數(shù)—配位體名稱—合—中心離子[Co(NH3)6]Br3

三溴化六氨合鈷(Ⅲ)Na3AlF6

六氟合鋁酸鈉配合物的命名：（了解）例如：注意：

復(fù)鹽：能電離出兩種或兩種以上陽離子的鹽如明礬KAl(SO4)2·12H2O，僅在固態(tài)時穩(wěn)定存在，一旦溶于水，幾乎全部解離成各組分離子：

KAl(SO4)2·12H2O(溶于水)=K++Al3++2SO42-+12H2O

配合物鹽：是在配合物的溶液或晶體中，均地存在著含有配位鍵的、能獨立存在的復(fù)雜組成的離子：

[Cu(NH3)4]SO4·H2O=[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O形形色色的配合物2、下列各種說法中錯誤的是（）A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對電子。B、配位鍵是一種特殊的共價鍵。C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。1、下列分子或離子中都存在著配位鍵的是()A．NH3、H2OB．NH4+

、H3O+

C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+

、PCl33．向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加