第二節(jié)分子的立體構(gòu)型(1、2、3課時(shí)修改.ppt

1、第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型,第一課時(shí) 價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2O,CO2,直線形 180,V形 105,HCHO,NH3,平面三角形 120,三角錐形 107,一、形形色色的分子,五原子分子立體結(jié)構(gòu),最常見的是正四面體,CH4,一、形形色色的分子,正四面體,在多原子構(gòu)成的分子中，由于原子間排列的空間順序不一樣，使得分子有不同的結(jié)構(gòu)，這就是所謂的分子的立體構(gòu)型。,C60,C20,C40,C70,資料卡片：,形形色色的分子,C6H12,S8,P4O6,P4O10,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？分析中心原子的價(jià)電子是否全部參加成鍵？,思考:,同為四原子分子，CH2O

2、與 NH3 分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？,二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論,1.內(nèi)容,對(duì)ABn型的分子或離子，中心原子A價(jià)層電子對(duì)（包括成鍵鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)）之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。,鍵電子對(duì)和孤對(duì)電子對(duì),排斥力最小,二、價(jià)層互斥理論,2.價(jià)層電子對(duì)（鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)）,H2O,NH3,CO2,CH4,2,3,4,2,2,2,4,3,1,4,4,0,4,2,0,2,=鍵個(gè)數(shù)+中心原子上的孤對(duì)電子對(duì)個(gè)數(shù),價(jià)層電子對(duì)數(shù),鍵電子對(duì)數(shù) = 與中心原子結(jié)合的原子數(shù),中心原子上的孤電子對(duì)

3、數(shù) =（a-xb),2.成鍵鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì),鍵電子對(duì)數(shù) = 與中心原子結(jié)合的原子數(shù),=鍵個(gè)數(shù)+中心原子上的孤對(duì)電子對(duì)個(gè)數(shù),價(jià)層電子對(duì)數(shù),6,1,5-1=4,0,4+2=6,0,2,2,4,1,3,2,孤電子對(duì)的計(jì)算,6,2,2,1,=（a-xb),二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論,剖析內(nèi)容,對(duì)ABn型的分子或離子，中心原子A價(jià)層電子對(duì)（包括成鍵鍵電子對(duì)和未成鍵的孤對(duì)電子對(duì)）之間由于存在排斥力，將使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)相互排斥最小的那種構(gòu)型，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低,最穩(wěn)定。,排斥力最小,A,3.價(jià)電子對(duì)的空間構(gòu)型即VSEPR模型,電子對(duì)數(shù)目：2 3 4 VSEPR模型

4、：,二、價(jià)層電子對(duì)互斥理論,直線,平面三角形,正四面體,二、價(jià)層互斥理論,4. VSEPR模型應(yīng)用預(yù)測(cè)分子立體構(gòu)型,2,3,2,0,0,1,直線形,直線形,平面三角形,平面三角形,V形,平面三角形,中心原子的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子的空間，并與成鍵電子對(duì)互相排斥。推測(cè)分子的立體模型必須略去VSEPR模型中的孤電子對(duì),二、價(jià)層互斥理論,4.價(jià)電子對(duì)的空間構(gòu)型即VSEPR模型應(yīng)用,4,3,2,0,1,2,正四面體,正四面體,正四面體,三角錐形,正四面體,V形,應(yīng)用反饋,2,0,2,3,空間構(gòu)型,V形,平面三角形,V 形,2,2,平面三角形,四面體,四面體,ABn 型分子的VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu),

5、2,3,平面 三角 形,2 0 AB2,直線形 CO2,3 0 AB3,2 1 AB2,價(jià),層,電,子,對(duì),數(shù),平面三角形 BF3,V形,SO2,小結(jié):,直線形,模型,4,正四面 體,4 0 AB4,3 1 AB3,2 2 AB2,正四面體 CH4,三角錐形 NH3,V形,H2O,1.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(duì)電子，運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模 型，下列說(shuō)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(shuō)法都不正確,C,牛刀小試,2.用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷SO3的分子構(gòu)型

6、 A、正四面體形 B、V形 C、三角錐形 D、平面三角形,D,課堂練習(xí)： 1、多原子分子的立體結(jié)構(gòu)有多種，三原子分子的立體結(jié)構(gòu)有 形和 形，大多數(shù)四原子分子采取 形和 形兩種立體結(jié)構(gòu)，五原子分子的立體結(jié)構(gòu)中最常見的是 形。 2 、下列分子或離子中，不含有孤對(duì)電子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+ 3 、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中,其鍵角由小到大的順序?yàn)?4、以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為10928 的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42- A、 B、 C、 D、,直線,V,平面三角,三角錐, ,D,C,正四面體,第二節(jié) 分子的立體構(gòu)

7、型,第二課時(shí)雜化理論,新問(wèn)題1：,1. 碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結(jié)合形成CH4，而不是CH2 ？,新問(wèn)題2：,按照我們已經(jīng)學(xué)過(guò)的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C H單鍵 都應(yīng)該是鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3 個(gè)相互垂直的2p 軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4 個(gè)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,C,為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論,C：2s22p2,由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為 sp3雜化軌道。,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，4個(gè)雜化軌道的伸展方向

8、成什么立體構(gòu)型?,四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。,三、雜化理論簡(jiǎn)介,1.概念：在形成分子時(shí)，在外界條件影響下若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來(lái)，重新組合成一組新軌道的過(guò)程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。,2.要點(diǎn)：,（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；,（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；,三、雜化理論簡(jiǎn)介,2

9、.要點(diǎn)：,（1）參與參加雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；,（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；,（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；,sp3雜化軌道的形成過(guò)程,sp3雜化：1個(gè)s 軌道與3個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成4個(gè)sp3 雜化軌道。,每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/4 s 軌道和 3/4 p 軌道的成分 每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為109.5， 空間構(gòu)型為正四面體型,例如： Sp3

10、雜化 CH4分子的形成,C：2s22p2,sp2雜化軌道的形成過(guò)程,120,每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小， 含有 1/3 s 軌道和 2/3 p 軌道的成分 每?jī)蓚€(gè)軌道間的夾角為120，呈平面三角形,sp2雜化：1個(gè)s 軌道與2個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成3個(gè)sp2 雜化軌道。,例如： Sp2 雜化 BF3分子的形成,B： 1s22s22p1沒有3個(gè)成單電子,sp雜化軌道的形成過(guò)程,180,每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小， 含有1/2 s 軌道和1/2 p 軌道的成分 兩個(gè)軌道間的夾角為180，呈直線型,sp 雜化：1個(gè)s 軌道與1個(gè)p 軌道進(jìn)行的雜化, 形成2個(gè)sp雜化

11、軌道。,Cl,Cl,Be,例如： Sp 雜化 BeCl2分子的形成,Be原子：1s22s2 沒有單個(gè)電子，,三、雜化理論簡(jiǎn)介,3.雜化軌道分類：,CH4原子軌道雜化,等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合。 雜化軌道 每個(gè)軌道的成分 軌道間夾角( 鍵角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 10928,3.雜化軌道分類：,三、雜化理論簡(jiǎn)介,H2O原子軌道雜化,O原子：2s22p4 有2個(gè)單電子，可形成2個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是90，Why?,雜化,不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的 不均勻混合。某個(gè)雜化軌道

12、有孤電子對(duì),排斥力：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì),試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況,交流討論,C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)C原子的2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道形成2個(gè)相同的鍵，各自剩余的1個(gè)sp2雜化軌道相互形成一個(gè)鍵，各自沒有雜化的l個(gè)2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成鍵。所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)鍵和一個(gè)鍵構(gòu)成。,C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生sp雜化，兩個(gè)碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成鍵。各自剩余的1個(gè)s

13、p雜化軌道相互形成1個(gè)鍵，兩個(gè)碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。,大 鍵 C6H6,sp2雜化,三、雜化理論簡(jiǎn)介,4.雜化類型判斷：,因?yàn)殡s化軌道只能用于形成鍵或用來(lái)容納孤電子對(duì)，故有,雜化類型的判斷方法：先確定分子或離子的VSEPR模型，然后就可以比較方便地確定中心原子的雜化軌道類型。,=中心原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù),雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù),三、雜化理論簡(jiǎn)介,4.雜化類型判斷：,對(duì)于ABm型分子或離子，其中心原子A的雜化軌道數(shù)恰好與A的價(jià)電子對(duì)數(shù)相等。,2,3,4,sp,sp2,sp3,直線型,平面三角形,正四面體

14、,直線型,平面三角形,正四面體,直線型,平面三角形或V形,正四面體三角錐形或V形,例1：計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表,2,2,3,4,4,4,4,4,sp,sp,sp2,sp3,直線形,直線形,平面三角形,正四面體,180,180,120,109.5,直線形,直線形,平面三角形,正四面體,V形,三角錐形,180,180,120,109.5,109.5,104.5,107.3,107.3,課堂練習(xí),例題二：對(duì)SO2與CO2說(shuō)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(duì)電子 D SO2為V形結(jié)構(gòu)， CO2為直線形結(jié)構(gòu),D,

15、新課標(biāo)人教版選修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),(第三課時(shí)）,氨作為一個(gè)分子是怎樣與H+結(jié)合的呢？,氨分子中有孤對(duì)電子,而氫離子有1S空軌道,當(dāng)二者接近時(shí),氨的孤對(duì)電子所在的軌道將與氫離子1S軌道重疊,形成化學(xué)鍵。,【聯(lián)想質(zhì)疑】,四、配合物理論簡(jiǎn)介,1. 配位鍵,（1）概念：成鍵的兩個(gè)原子一方提供孤對(duì)電子，一方提供空軌道而形成的共價(jià)鍵,（2）形成條件：一方提供孤對(duì)電子，一方提供空軌道,注意： 配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵 配位鍵同樣具有飽和性和方向性 H3O+、NH4+中含有配位鍵,固體顏色,溶液顏色,CuSO4,CuCl2.2H2O,CuBr2,NaCl,K2

16、SO4,KBr,白色,綠色,深褐色,白色,白色,白色,上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)叫做四水合銅離子，可表示為Cu(H2O)42+ ,說(shuō)說(shuō)Cu(H2O)42+離子中水分子和Cu2+成鍵情況,【遷移應(yīng)用】,Cu(H2O)42+,配體有孤對(duì)電子,中心離子 有空軌道,2+,（3）配位鍵的表示方法,請(qǐng)你寫出NH4+的配位鍵的表示法？,【探究實(shí)驗(yàn)】,向盛有CuSO4溶液的試管里逐滴的加入氨水,向盛有AgNO3溶液的試管里逐滴的加入氨水,根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析出現(xiàn)現(xiàn)象的原因,向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,實(shí)驗(yàn)2-2 已知?dú)溲趸~與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯闪薈u(NH3)42+ ，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為： 試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生

17、的兩個(gè)反應(yīng) 的離子方程式？,Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O Cu(NH3) 42+ +2OH+4H2O,藍(lán)色沉淀,深藍(lán)色溶液,實(shí)驗(yàn)向盛有AgNO3溶液的試管里逐滴的加入氨水,先產(chǎn)生白色沉淀后溶解，溶液最后無(wú)色透明； ，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為Ag（NH3）2+ ：試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式？,Ag+ NH3H2O= AgOH+ NH4+,AgOH+2 NH3H2O= Ag（NH3）2+OH-+2 H2O,實(shí)驗(yàn)2-3,Fe3+ +SCN Fe(SCN)2+ (多種形式),配合物的形成引起離子顏色的改變,定義：由金屬離子（或原子）與某些分子或者離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,

18、簡(jiǎn)稱配合物。,2、配位化合物,Cu(NH3)4SO4,配合物的組成,中心原子：一般是帶正電荷的陽(yáng)離子，主要是過(guò)渡金屬的陽(yáng)離子，但也有中性原子。如：Ni(CO)5、Fe(CO)5中的Ni和Fe都是中性原子,配位體：可以是陰離子，如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位體中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子是必須含有孤對(duì)電子的原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子，配位原子常是VA、VIA、VIIA主族元素的原子。,#配離子的電荷：配離子的電荷數(shù)等于中心原子 和配體總電荷數(shù)的代數(shù)和。,如Zn(CN

19、)42-的電荷數(shù)是：+2+（-1）4=-2；,#配位數(shù)：直接同中心原子配位的原子數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。,一般+1價(jià)配離子的配位數(shù)為2 一般+2價(jià)配離子的配位數(shù)為4 一般+3價(jià)配離子的配位數(shù)為6,配位鍵的強(qiáng)度有大有小，因而有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定。許多過(guò)渡金屬離子對(duì)多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，因而，過(guò)渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。,配位數(shù)與配合物空間構(gòu)型的關(guān)系 例:Ag(NH3)2+ 配位數(shù)為2， 直線型 H3NAgNH3,Cu (NH3)4 2+ 配位數(shù)為4，有平面四邊型.,在晶體、氣態(tài)或溶液中配離子的存在狀態(tài)不變化，配位化合物內(nèi)界和外界為離子鍵完全電離。,配合物也有異構(gòu)現(xiàn)象。如Pt

20、（NH3）2Cl2分子有二種結(jié)構(gòu),配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。配位原子的電負(fù)性越大或配位體的堿性越強(qiáng)，配合物越不穩(wěn)定。,5. 配合物的性質(zhì),配離子在改變條件時(shí)可能被破壞。（加強(qiáng)熱、形成溶解度很小的沉淀、加入氧化劑和還原劑、加入酸或堿）,6. 配合物的應(yīng)用,a 在生命體中的應(yīng)用,b 在醫(yī)藥中的應(yīng)用,c 配合物與生物固氮,d 在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,王水溶金,葉綠素,血紅蛋白,抗癌藥物,酶,維生素B12,鈷配合物,含鋅的配合物,含鋅酶有80多種,固氮酶,照相技術(shù)的定影,電解氧化鋁的助熔劑Na3AlF6,熱水瓶膽鍍銀,HAuCl4,已知的配合物種類繁多，新的配合物由于紛繁復(fù)雜的有機(jī)物配體而層出不窮，使得無(wú)機(jī)化合物的品種迅速增長(zhǎng)。葉綠素、血紅素和維生素B12都是配合物，它們的配體大同小異，是一種稱為卟啉的大環(huán)有機(jī)物，而中心離子分別是鎂離子、亞鐵離子和鈷離子。圖225是葉綠素的結(jié)構(gòu)示意圖：,科學(xué)視野：,卟啉配合物葉綠素的結(jié)構(gòu),葉綠素中心離子： Mg 2+,血紅素中心離子： 亞鐵離子,維生素B12中心離子： 鈷離子,有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3,CO,可以作為