分子的空间结构-课件.pptx

1、精品课件第二章 分子结构与性质新人教版 分子的空间结构分子的空间结构特级教师优秀课件精选价层电子对互斥理论教学目标教学目标认识共价分子结构的多样性和复杂性。能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。理解价层电子对互斥理论的含义。教学重点教学重点分子的立体结构；价层电子对互斥模型。教学难点教学难点分子的立体结构；价层电子对互斥模型。两个原子构成的分子，将这两个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？只有一种，即直线形。例如：O2 HCl三个原子构成的分子，将这三个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？两种，直线形和V形。例如：CO2 H2O常见分子的立体结

2、构常见分子的立体结构大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中原子空间关系的问题，这就是所谓的“分子的_”。立体构型常见分子的立体结构常见分子的立体结构三原子分子有直线形和V形两种立体构型：常见分子的立体结构常见分子的立体结构大多数四原子分子采用平面三角形和三角锥形两种立体构型：常见分子的立体结构常见分子的立体结构最常见的五原子分子构型为正四面体形：常见分子的立体结构常见分子的立体结构其他常见分子的立体构型：常见分子的立体结构常见分子的立体结构形形色色的碳骨架：C8H8 碳纳米管C10H8（萘）C60下列分子根据其分子立体构型连线。常见分子的立体结构常见分子的立体结构分子的立体构型 直

3、线形V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形分子 A：H2O B：CO2C：NH3 D：CH2OE：CH4答案ABCDEVSEPR理论的含义理论的含义CO2和H2O都是三原子分子，为什么CO2呈直线形而H2O呈V形？CH2O和NH3都是四原子分子，为什么CH2O呈平面三角形而NH3呈三角锥形？VSEPR：Valence Shell Electron Pair Repulsion的缩写。为了探究其原因，发展了许多结构理论。这节课我们来学习其中一种较简单的理论价层电子对互斥理论(VSEPR theory)。VSEPR理论的含义理论的含义价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是_相互排斥的结果。什么是

4、价层电子对？价层电子对VSEPR理论的含义理论的含义价层电子对：分子ABm中，中心原子A上的电子对，包含_和_。比如H2O中O原子上有_对键电子对，_对孤电子对；CH2O中C原子上有_对键电子对，_对孤电子对。键电子对 0322孤电子对不包含键电子对价层电子对互斥理论的内容：对ABm型分子或离子而言，中心原子A价层电子对之间存在排斥力，分子总是采取能使电子对斥力_的那种几何构型，这样分子体系能量_，最稳定。VSEPR理论的含义理论的含义键电子对数=与中心原子结合的原子数；比如SO2的键电子键电子对和孤电子对数量不同，分子采取的几何构型也不同，如何确定它们的数量？最小 最低2 3计算价层电子对数

5、计算价层电子对数a：中心原子的价电子数（对于阳离子，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数；对于阴离子，则为加上离子的电荷数）b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（H为1，其他原子等于“8-该原子的价电子数”）x：与中心原子结合的原子数计算价层电子对数计算价层电子对数比如SO2，中心S原子的价电子数为_，则a=_；与S结合的O的个数为_，则x=_；O最多能接受的电子数为_，则b=_。SO2的价层电子对数=键电子对数+孤电子对数=_。孤电子对数=1/2(a-xb)，则SO2分子的孤电子对数为_。8-6=2662221 3计算价层电子对数计算价层电子对数根据孤电子对数=1/2(a-xb)，和

6、价层电子对数=键电子对数+孤电子对数，完成下列表格。OCN64+2=65-1=4234122100443求分子的立体构型求分子的立体构型我们已经可以求中心原子的价层电子对数了，如何得到分子的立体构型？价层电子对数=2，直线形：先由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型：求分子的立体构型求分子的立体构型价层电子对数=3，平面三角形：价层电子对数=4，正四面体：求分子的立体构型求分子的立体构型价层电子对数=5，三角双锥体：价层电子对数=6，正八面体：求分子的立体构型求分子的立体构型然后，略去孤电子对，便可得到分子的立体构型。比如，H2O和NH3的中心原子各有_对和_对孤电子对，价层

7、电子对都是_对，这些价层电子对形成的是_形的VSEPR模型。2 四面体41求分子的立体构型求分子的立体构型略去孤电子对，便得到H2O的立体构型为_，NH3的立体构型为_。如下所示：V形 三角锥形求分子的立体构型求分子的立体构型应用VSEPR理论对几种分子或离子立体构型的推测：020313直线形 V形平面三角形求分子的立体构型求分子的立体构型044421正四面体形 V形三角锥形求分子的立体构型求分子的立体构型ABn型分子或离子价层电子对数目和价层电子对立体构型的关系：求分子的立体构型求分子的立体构型完成下列表格（写文字即可）。求分子的立体构型求分子的立体构型空间构型220223四面体平面三角形四

8、面体V形V形平面三角形练习练习下表中的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥理论，完成下表中的空白处。ABnn=2n=3n=4分子的立体构型典型例子分子的立体构型分子的立体构型多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有_和 _形，大多数四原子分子采取_形和_形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是_形。直线正四面体三角锥平面三角V分子的立体构型分子的立体构型直线形正四面体形V形分子的立体构型分子的立体构型下列分子的立体构型是正四面体形的是()DC2H4CH2OBNH3ACH4A分子的立体构型分子的立体构型下列分子中，所有原子不可能共处在同一平面上的是()

9、DC6H6CNH3BCS2AC2H2C价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为()D平面三角形C三角锥形BV形A正四面体形D价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()DPCl3CCH4BBeCl2AH2OD价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论连线题。d三角锥形c正四面体b平面三角形a直线形BeCl2BF3D四面体C平面三角形B直线形 A正四面体 立体构型分子或离子VSEPR模型价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（）

10、D.以上说法都不正确C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形A.若n=2，则分子的立体构型为V形C价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是()D.PH3C.HCHOA.PCl3C价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中,其键角由小到大的顺序为_。以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为10928 的是().价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论D、C、B、A、C价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的立体构型。分子

11、或离子VSEPR模型名称立体构型名称BeCl2SCl2PF3直线形四面体形四面体形四面体形四面体形直线形正四面体形三角锥形三角锥形V形利用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间构型。价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论(6)SO2_。(5)SiCl4_；(4)NF3_；(3)BCl3_；(2)OF2_；(1)H2Se_；V形三角锥形V形V形正四面体形平面三角形价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是()C.CO2A.NF3C价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是()B价层电子对互斥理论价层电子对互

12、斥理论下列说法中正确的是()B.P4和CH4都是正四面体分子且键角都为10928A.NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是()D.V形，平面三角形C.直线形；平面三角形B.V形；三角锥形A.直线形；三角锥形D价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论(1)计算下列分子或离子中中心原子的价电子对数。回答下列问题(2)计算下列微粒中中心原子的孤电子对数。PCl3_。BCl3_；BeC

13、l2_；CCl4_；NH3_。BF3_；PCl5_；H2S _；44322001价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论(3)用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的立体构型。SiF4_；CHCl3_；BBr3_；V形 正四面体形三角锥形平面三角形平面三角形正四面体形四面体形平面三角形价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论(4)CH4分子中HCH的键角为10928，NH3分子中HNH的键角为107，H2O分子中HOH的键角为105。从价层电子对互斥理论分析导致这三种分子键角差异的原因是什么？_。CH4、NH3、H2O的价层电子数均为4，键电子对数分别为4个、3个、2个，CH4分子中碳原子的价电子全部

14、参与成键，无孤电子对，为正四面体结构。NH3分子中氮原子上有一对孤电子对参与互相排斥。H2O分子中氧原子上的两对孤电子对参与互相排斥，排斥作用更大1.根据价层电子对互斥理论：分子或离子的几何构型，主要取决于_数。总结总结4.孤电子对数=1/2（_数-给出去的电子数）。3.键电子对数=_数。2.价层电子对数=_数+_数。价层电子对 中心原子的价电子与中心原子结合的原子孤电子对键电子对总结总结5.求分子或离子立体构型的步骤：得到分子或离子的立体构型。_中心原子的孤电子对；略去根据价层电子对数找到_模型；求出中心原子的_数；价层电子对 VSEPR杂化轨道理论教学目标教学目标知道杂化轨道理论的基本内容

15、，以及常见的杂化轨道类型能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的立体构型。杂化轨道理论的要点。教学重点教学重点教学难点教学难点判断原子杂化轨道的类型。我们已经知道，甲烷分子呈_形，它的4个CH 键键长_，键角均为_。甲烷的分子构型甲烷的分子构型正四面体相同10928按照价键理论，甲烷这4个共价单键都是_键(/)。甲烷的分子构型甲烷的分子构型然而，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，不可能得到正四面体形的分子。2p2s并且，根据碳原子的价层电子排布图：甲烷的分子构型甲烷的分子构型碳原子的4个价电子中只有_个未成对电子，为什么碳

16、原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2？2为了解释这些问题，鲍林提出了杂化轨道理论：形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道由于能量相近，会发生_；混杂时保持轨道总数_，得到_个相同的轨道，称为_杂化轨道。混杂不变413如图所示：为了使轨道间的排斥力最小，4个杂化轨道在空间应尽可能远离，它们的伸展方向成什么立体构型？正四面体形4个H原子分别以4个s轨道与C 原子上的4个 杂化轨道相互重叠后，就形成了4个性质、能量和键角都完全相同的_，从而构成一个正四面体构型的分子。小结一下杂化轨道理论的要点：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型而能量_的原子轨道会发生重组，形成新的原子轨道，

17、这个过程称为_，新的原子轨道称为_。杂化前后轨道数目_，但能量趋于平均化；杂化轨道的对称性_，相互排斥力_，更利于成键。相近杂化杂化轨道不变更高更小杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点特别提醒：(1)双原子分子中，不存在杂化过程。(2)杂化轨道只用于形成键或用来容纳未参与成键的孤电子对。(3)未参与杂化的p轨道可用于形成键。sp杂化轨道杂化轨道sp杂化轨道形成过程：sp杂化轨道杂化轨道sp轨道为_个ns轨道和_个np轨道杂化而成；即含有_s轨道和_p轨道的成分；每个sp轨道的形状是一头大、一头小；两轨道间的夹角为_，呈_形。111/21/2180直线sp杂化

18、轨道杂化轨道sp杂化实例BeCl2分子的形成：Be的电子组态：，无单电子sp杂化sp杂化轨道杂化轨道p-sp 键ClBeCl18011/32/323平面三角120B的电子组态：，如下所示判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型你能否判断H2O和NH3中心原子的杂化轨道类型？在学习VSEPR理论时我们知道，H2O和NH3的VSEPR模型与CH4一样，也是_形的，因此它们的中心原子也是采取_杂化方式。杂化轨道数=_数。价层电子对数=中心原子_数+中心原子结合的_数。四面体价层电子对孤电子对原子判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型A的价层电子对数 A的杂化轨道数杂化类型A的价电子空间构型 杂化轨道空间构型ABm

19、型分子或离子 空间构型234234sp直线形直线形直线形平面三角形平面三角形平面三角形 或V形四面体形四面体形四面体形或三角锥形或V形判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型需注意的是，H2O中O原子的 杂化轨道有_个是由孤电子对占据，NH3中N原子的 杂化轨道有_个是由孤电子对占据。21此为不等性杂化，即参与杂化的各原子轨道进行成分上的不均匀混合，某个杂化轨道有孤电子对。（CH4为等性杂化）判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型氨气分子杂化过程水分子杂化过程判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型特别提醒：当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对参与互相排斥（排斥力：孤电子对-孤电子对孤电子对-成键电子

20、对成键电子对-成键电子对），会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型比如氨分子中HNH 键角小于10928，为_；水分子中HOH 键角则更小，为_。107105107105判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型除了利用价电子对数，还可以怎样判断原子的杂化轨道？1)根据分子的立体构型来判断：正四面体三角锥形平面三角形V形直线形杂化方式sp分子立体构型判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型2)根据中心原子上键的个数来判断：键的类型杂化方式012单键双键三键sp判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型已知：(1)NCl3分子的立体构型为三角锥形，则N原子的杂化方式是什么？(2)C2H4分

21、子中的键角约是120，则C原子的杂化方式是什么？(3)SO3、SO2分子中，S原子的价层电子对数均为3，则S原子的杂化方式是什么？判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔的成键情况。乙烯(CH2=CH2)：中心C原子为 杂化。每个C原子的2个 杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的键，各自剩余1个 杂化轨道相互形成1个键，各自没有杂化的1个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成键。判断杂化轨道类型判断杂化轨道类型乙炔(CHCH)：中心C 原子为sp杂化。2个C原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成键，各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个键

22、（键在X轴），2个C原子的未杂化2p轨道分别在Y 轴和Z 轴方向重叠，形成2个键。练习练习1.乙炔分子的碳原子采取什么杂化轨道？它的杂化轨道用于形成什么化学键？怎样理解它存在C C 键？2.画出甲醛分子的立体构型，它的碳原子采取什么杂化轨道？说明分子中有什么化学键。杂化轨道理论杂化轨道理论1.2s轨道与3p轨道能否形成 杂化轨道？原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与3p不在同一能级，能量相差较大。杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同，ns轨道与np轨道的能量不同，杂化后，形成的一组杂化轨道能量相同。杂化轨道理论杂化轨道理论2.s

23、轨道和p轨道杂化的类型不可能有（）A.sp杂化B.sp 杂化C.sp 杂化D.sp 杂化234D杂化轨道理论杂化轨道理论3.杂化形成的AB4型分子的立体构型是（）A.平面四方形 B.四面体C.四面锥形 D.平面三角形B杂化轨道理论杂化轨道理论2.下列对 sp 杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（）A.sp 杂化轨道的夹角最大B.sp 杂化轨道的夹角最大C.sp 杂化轨道的夹角最大D.sp 杂化轨道的夹角相等23A杂化轨道理论杂化轨道理论1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（）A.CO2与SO2 B.CH4与NH3C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4B杂化轨道理论杂化轨道

24、理论1、计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物质价电子对数中心原子杂化轨道类型杂化轨道/电子对空间构型轨道夹角分子空间构型键角气态BeCl2CO2BF3CH4H2ONH3PCl322344444spsp直线形直线形平面三角形正四面体180180120109.5直线形直线形平面三角形V形180180120109.5109.5105107107正四面体三角锥形杂化轨道理论杂化轨道理论2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杂化轨道理论杂化轨道理论3.下列物质中，分

25、子的立体结构与水分子相似的是 （）A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl44.下列分子的立体结构，其中属于直线形分子的是（）A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4BBC杂化轨道理论杂化轨道理论1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。（1）杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个 杂化轨道 ()（2）中心原子采取 杂化的分子，其立体构型可能是四面体形、三角锥形或V形 ()（3）同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 ()（4）杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 ()杂化轨道理论杂化轨道理论3.根据价层电子对互斥理论及原子的轨道杂化理论判断NF3分子的立体构型和中

26、心原子的杂化方式为 （）D杂化轨道理论杂化轨道理论4.下图是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题：甲醛分子的比例模型甲醛分子的球棍模型（1）甲醛分子中碳原子的杂化方式是_，作出该判断的主要理由是_。甲醛分子的立体结构为平面三角形杂化轨道理论杂化轨道理论（2）下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是_（填序号）。单键 双键 键 键 键和键（3）甲醛分子中C-H键与C-H键间的夹角_（填“=”“”或“”）120，出现该现象的主要原因是_。碳氧双键中存在键，它对C-H键的排斥作用较强。杂化轨道理论杂化轨道理论1.原子轨道的杂化不但出现在分子中，原子团中同样存在原子轨道的杂化。在

27、中S原子的杂化方式为()C杂化轨道理论杂化轨道理论2.下列分子的立体构型可用 杂化轨道来解释的是()BF3CH2=CH2 CHCH PH3CH4A.B.C.D.A杂化轨道理论杂化轨道理论3.NH3分子立体构型是三角锥形，而CH4是正四面体形，这是因为()A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为 杂化，而CH4是 杂化B.NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道C.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D.NH3分子中有3个键，而CH4分子中有4个键C杂化轨道理论杂化轨道理论6.试回答下列问题：(1)的立体构型分别是_、_，S原子的杂

28、化轨道类型分别是_杂化、_杂化。(2)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为_杂化和_杂化。(3)在BF3分子中，FBF的键角是_，B原子的杂化轨道类型为_杂化，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的立体构型为_。(4)与CO2是等电子体，则 中C原子的杂化方式是_杂化。正四面体形三角锥形120正四面体形sp杂化轨道理论杂化轨道理论(5)乙炔与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(H2C=CHCN)。丙烯腈分子中键和键的个数之比为_，碳原子轨道杂化类型是_杂化，分子中处于同一直线上的原子数目最多为_。(6)已知在水中存在平衡H2O分子中O原子轨道的杂化类型为_杂化，可与H2O形成 的中心原子

29、采用_杂化，中HOH键角比H2O中HOH键角大，原因为_。213H2O分子中O原子有两对孤电子对，中O原子只有一对孤电子对，排斥作用较小下列分子中，中心原子采取的杂化方式与 中氧原子的杂化方式相同的是_(填字母)。a.AsH3中的As原子b.中的N原子c.中的N原子 d.中的N原子杂化轨道理论杂化轨道理论ab杂化轨道理论杂化轨道理论1.杂化轨道理论的要点：(1)只有能量_的原子轨道才能杂化；(2)杂化轨道数目和参与杂化的原子轨道数目_，杂化轨道彼此能量_（不等性杂化除外）；(3)杂化轨道的对称性_，相互排斥力_，更利于成键。相近相等相同更高更小杂化轨道理论杂化轨道理论(4)杂化轨道只用于形成_或用于容纳未参与成键的_。(5)未参与杂化的p轨道可用于形成_。键孤电子对键杂化轨道理论杂化轨道理论2.三种杂化轨道的比较：杂化类型参与杂化的 原子轨道杂化轨道数杂化轨道夹角空间构型常见实例sp_个s+_个p2180直线形C2H2、_BeCl2_个s+_个p_个s+_个p11234312010928平面三角形四面体形C2H4、_BF3NH3、_CH411杂化轨道理论杂化轨道理论3.有哪些判断杂化轨道类型的办法？(1)根据中心原子价电子对数=杂化轨道数来判断；(2)根据分子立体构型来判断；(3)根据中心原子上键个数来判断。