高中化學選修分子的立體構(gòu)型

一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）第一頁第二頁，共44頁。３、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2OCOCl2NH3P4第二頁第三頁，共44頁。４、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH4第三頁第四頁，共44頁。CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：第四頁第五頁，共44頁。C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子第五頁第六頁，共44頁。第六頁第七頁，共44頁。第七頁第八頁，共44頁。分子世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢？第八頁第九頁，共44頁。早年的科學家主要靠對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進行推測，如今，科學家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結(jié)構(gòu)其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構(gòu)?？茖W視野—分子的立體結(jié)構(gòu)是怎樣測定的？（指導閱讀P39）第九頁第十頁，共44頁。測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。第十頁第十一頁，共44頁。同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？思考:直線形V形第十一頁第十二頁，共44頁。同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？思考:三角錐形平面三角形第十二頁第十三頁，共44頁。二、價層電子對互斥（VSEPR）理論（ValenceShellElectronPairRepulsion）共價分子中，中心原子周圍電子對排布的幾何構(gòu)型主要取決于中心原子的價層電子對的數(shù)目。價層電子對各自占據(jù)的位置傾向于彼此分離得盡可能的遠，此時電子對之間的斥力最小，整個分子最穩(wěn)定。1、理論要點價層電子對包括成鍵的σ電子對和孤電子對不包括成鍵的π電子對！第十三頁第十四頁，共44頁。2、價層電子對數(shù)計算①確定中心原子價層電子對數(shù)目價層電子對數(shù)＝配位原子數(shù)＋孤電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)分子中a為中心原子的價電子數(shù)，x為配原子數(shù)，b為配原子達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需的電子數(shù)陽離子中，a為中心原子價電子數(shù)減去離子所帶電荷數(shù)，陰離子中，a為中心原子價電子數(shù)加上離子所帶電荷數(shù)。孤電子對數(shù)＝（a-xb）/2第十四頁第十五頁，共44頁?；瘜W式價層電子對數(shù)結(jié)合的原子數(shù)孤對電子對數(shù)HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO42－012010002223344404234344444第十五頁第十六頁，共44頁。化學式價層電子對數(shù)結(jié)合的原子數(shù)孤對電子對數(shù)H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl3CH4201010012332465304434256544第十六頁第十七頁，共44頁。②確定價層電子對構(gòu)型價層電子對數(shù)目23456價層電子對構(gòu)型直線平面三角型正四面體三角雙錐正八面體注意：孤對電子的存在會改變鍵合電子對的分布方向，從而改變化合物的鍵角3、確定分子構(gòu)型

在價層電子對構(gòu)型的基礎(chǔ)上，去掉孤電子對由真實原子形成的構(gòu)型第十七頁第十八頁，共44頁。分子或離子價層電子對數(shù)VSEPR模型名稱孤電子對數(shù)分子或離子立方體構(gòu)型H2O4四面體2V形CO22直線形0直線形SO23平面三角形1V形NH34四面體1三角錐形CO32－3平面三角形0平面三角形SO33平面三角形0平面三角形CH44正四面體形0正四面體形SiCl44正四面體形0正四面體形第十八頁第十九頁，共44頁。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直線形平面三角形正四面體V形三角錐形小結(jié):價層電子對互斥模型第十九頁第二十頁，共44頁。應用反饋:化學式中心原子孤對電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體第二十頁第二十一頁，共44頁。ABn型分子空間構(gòu)型快速判斷方法：1、n=2時，中心原子無孤對電子的是直線形，中心原子有孤對電子為V形，如CO2直線形，H2O為V形。2、n=3時，中心原子無孤對電子的為平面三角形，有孤對電子的為三角錐形。BF3為平面三角形，H3O+三角錐形。3、n=4時，為正四面體。第二十一頁第二十二頁，共44頁。1.下列物質(zhì)中分子立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是A．CO2B．H2SC．PCl3D．SiCl42.下列分子立體結(jié)構(gòu)其中屬于直線型分子的是A．H2OB．CO2

C．C2H2D．P4

B

BC

第二十二頁第二十三頁，共44頁。3.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤對電子，運用價層電子對互斥模型，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C第二十三頁第二十四頁，共44頁。美國著名化學家鮑林（L.Pauling,1901—1994）教授具有獨特的化學想象力：只要給他物質(zhì)的分子式，他就能通過“毛估”法，大體上想象出這種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。請你根據(jù)價層電子對互斥理論，“毛估”出下列分子的空間構(gòu)型。PCl5

PCl3

SO3

SiCl4

課堂練習三角雙錐形三角錐形平面三角形正四面體第二十四頁第二十五頁，共44頁?！具x修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》】第二章《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)課時2第二十五頁第二十六頁，共44頁。值得注意的是價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構(gòu)形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個CH的鍵長相同、鍵能相同及H—C—H的鍵角為109

28′。因為按照我們已經(jīng)學過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。碳原子:為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，第二十六頁第二十七頁，共44頁。雜化軌道理論雜化：原子內(nèi)部能量相近的原子軌道，在外界條件影響下重新組合的過程叫原子軌道的雜化雜化軌道：原子軌道組合雜化后形成的一組新軌道雜化軌道類型：sp、sp2、sp3、sp3d2雜化結(jié)果：重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等成鍵能力更強的原子軌道雜化軌道用于容納σ鍵和孤對電子第二十七頁第二十八頁，共44頁。第二十八頁第二十九頁，共44頁。學習價層電子互斥理論知道:NH3和H2O的模型和甲烷分子一樣,也是正四面體的,因此它們的中心原子也是sp3雜化的.不同的是NH3和H2O的中心原子的4個雜化軌道分別用于σ鍵和孤對電子對，這樣的4個雜化軌道顯然有差別第二十九頁第三十頁，共44頁。sp雜化同一原子中ns-np雜化成新軌道；一個s軌道和一個

p軌道雜化組合成兩個新的sp雜化軌道。例：BeCl2分子形成激發(fā)2s2pBe基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)雜化鍵合直線形sp雜化態(tài)直線形化合態(tài)Cl

BeCl180

除sp3雜化軌道外，還有sp雜化軌道和sp2雜化軌道。sp雜化軌道由1個s軌道和1個p軌道雜化而得；sp2雜化軌道由1個s軌道和2個p軌道雜化而得，第三十頁第三十一頁，共44頁。碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角為180°的直線形雜化軌道。第三十一頁第三十二頁，共44頁。乙炔的成鍵第三十二頁第三十三頁，共44頁。sp2雜化sp2雜化軌道間的夾角是120度，分子的幾何構(gòu)型為平面正三角形2s2pB的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正三角形sp2雜化態(tài)例：BF3分子形成BFFFClBCl1200Cl第三十三頁第三十四頁，共44頁。碳的sp2雜化軌道sp2雜化：三個夾角為120°的平面三角形雜化軌道。第三十四頁第三十五頁，共44頁。思考題：根據(jù)以下事實總結(jié)：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？第三十五頁第三十六頁，共44頁。已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對電子★雜化軌道數(shù)0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結(jié)合上述信息完成下表：中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)第三十六頁第三十七頁，共44頁。例題三：對SO2與CO2說法正確的是()A．都是直線形結(jié)構(gòu)B．中心原子都采取sp雜化軌道C．S原子和C原子上都沒有孤對電子D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D第三十七頁第三十八頁，共44頁。天藍色天藍色天藍色無色無色無色配合物理論簡介：實驗2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍色大概與什么物質(zhì)有關(guān)？依據(jù)是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+★配位化合物，簡稱配合物，通常是由中心離子（或原子）與配位體(某些分子或陰離子)以配位鍵的形式結(jié)合而成的復雜離子或分子。第三十八頁第三十九頁，共44頁。2+CuNH3H3NNH3NH3實驗2-2已知氫氧化銅與足量氨水反應后溶解是因為生成[Cu(NH3)4]2+，其結(jié)構(gòu)簡式為：試寫出實驗中發(fā)生的兩個反應的離子方程式？Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍色沉淀深藍色溶液第三十九頁第四十頁，共44頁。實驗2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血紅色由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。練習書寫：向硝酸銀溶液中逐漸滴加氨水的離子方程式第四十頁第四十一頁，共44頁。配合物理論簡介一、