高中化学：分子的立体结构1.ppt

该课件由【语文公社】友情提供 * 【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 C . . H . . H . . H H . . . . N . . . . . . H H H C H H H H O H H C H H O = N H H H C = O = O 2 3 4 2 3 0 0 0 O . . H H . . . . . . 2 1 直线形 平面三角形 正四面体形 V形 三角锥形 H H . . C . . . . O . . . . . . C . . . . . . . . O O .. .. .. .. 代表物 阅读课本P37-38，思考并填写下列表格： 电子式 结构式 中心原子结合的原子数 中心原子孤对电子对数 空间构型 CO2 CH2O CH4 H2O NH3 ★价层电子对互斥模型(VSEPR模型)是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型，总的原则是分子的中心原子上孤对电子对与成键电子对之间的排斥力最小（注意：分子中的双键、叁键等多重键要作为一对电子看待）。 这种理论把分子分为两类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，这种分子中，中心原子周围的原子数决定着分子的立体结构。 如HCN的空间结构为直线形；另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子)的分子，由于中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。所以H2O的空间结构为V形。 结合上述信息完成课本P40的思考与交流 分子或离子 结构式 VSEPR模型 分子或离子的立体结构 HCN NH4 + H3O+ SO2 BF3 N H H H H + H C N B F F F S = O = O O H H H + 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。 为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个相同的sp3杂化轨道，夹角109 ? 28 ′ ，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示： 提示：C：1S22S 2P 激发 C：1S22S 2P 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，如图所示。 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 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 配合物理论简介： 实验2-1 固体颜色 溶液颜色 CuSO4 CuCl2.2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色 思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？ 结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。 Cu O