分子构型与物质的性质.ppt
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第一第一单元分子构型与物元分子构型与物质的性的性质学学习目目标1.以以CH4为例例分分析析杂化化轨道道理理论,使使学学生生能能用用杂化化轨道理道理论解解释简单分子的空分子的空间构型。
构型。
2.通通过应用用杂化化轨道理道理论,使学生理解并掌握常,使学生理解并掌握常见分子的空分子的空间构型。
构型。
3.了了解解极极性性共共价价键和和非非极极性性共共价价键,极极性性分分子子和和非极性分子。
非极性分子。
4.了了解解“手手性性分分子子”、等等电子子原原理理在在生生命命科科学学等等方方面的面的应用。
用。
5.了解了解“相似相溶相似相溶”原理。
原理。
课时课时1杂化轨道理论与分子的空间构型杂化轨道理论与分子的空间构型课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练课时课时1课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习自主学习自主学习一、一、杂化化轨道理道理论1原原子子轨道道的的杂化化指指在在外外界界条条件件的的影影响响下下,原原子子内内部部_的的原原子子轨道道_组合合的的过程程。
杂化化轨道道在在_分分布布上上比比单纯的的s或或p轨道道在在某某一一方方向向上上更更_,从从而而使使它它与与其其他他原原子子轨道道的的重重叠叠程程度度更更大大,形形成成的的共共价价键更更_。
能量相近能量相近重新重新电子云子云均匀均匀牢固牢固2当当发发生生sp杂杂化化时时,杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角角为为_,形形成成的的分分子子的的空空间间构构型型为为_形形,例例如如CO2;当当发发生生sp2杂杂化化时时,杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角为角为_,分子的空间构型为,分子的空间构型为_形形,如如BF3;当当发发生生sp3杂杂化化时时,杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角角为为_,分分子子的的空空间间构构型为型为_形,如形,如CH4(或或CCl4)。
180直直线120平面三角平面三角109.5正四面体正四面体二、甲烷分子的形成及立体构型二、甲烷分子的形成及立体构型甲甲烷烷分分子子中中碳碳原原子子的的杂杂化化轨轨道道是是由由1个个_轨轨道道和和3个个_轨轨道道重重新新组组合合而而成成,这这种种杂杂化化称称为为_杂杂化化,每每两两个个sp3杂杂化化轨轨道道之之间间的的夹夹角角为为_,这这4个个sp3杂杂化化轨轨道道能能量量_,据据洪洪特特规规则则,碳碳原原子子的的价价电电子子以以_的的方方式式分分占占每每个个轨轨道道。
因因此此,当当碳碳原原子子与与氢氢原原子子成成键键时时,碳碳原原子子的的每每个个杂杂化化轨轨道道与与氢氢原原子子的的1个个_电电子子配配对对形形成成一一个个共共价价键键,这这样样形形成成的的4个个共共价价键键是是_的的,从从而而CH4分分子子具具有有_结构。
结构。
spsp3109.5相同相同自旋方向相同自旋方向相同s轨道道相同相同正四面体正四面体思考感悟思考感悟用用杂化化轨道理道理论分析分析NH3呈三角呈三角锥形的原因。
形的原因。
【提提示示】氨氨分分子子中中的的氮氮原原子子价价电子子的的轨道道表表示示式式为1个个2s轨道与道与3个个2p轨道道杂化化后后,形形成成4个个sp3杂化化轨道道,其其中中3个个杂化化轨道道中中是是成成单电子子,分分别与与3个个氢原原子子形形成成键,1个个杂化化轨道道中中是是成成对电子子,不不形形成成共共价价键。
sp3杂化化轨道道应为正正四四面面体体构构型型,但但由由于于孤孤电子子对不不形形成化学成化学键,故,故NH3分子分子为三角三角锥形。
形。
自主体验自主体验自主体验自主体验1(2011年年常常州州高高二二检测)下下列列分分子子中中,所所有有原原子不可能共子不可能共处在同一平面上的是在同一平面上的是()AC2H2BCS2CNH3DC6H6解解析析:
选C。
C2H2、CS2为直直线形形,C6H6为平平面面正正六六边形形,NH3为三三角角锥形形,只只有有C选项的的所所有有原子不可能在同一平面上。
原子不可能在同一平面上。
2下列说法中,正确的是下列说法中,正确的是()A由分子构成的物质中一定含有共价键由分子构成的物质中一定含有共价键B形成共价键的元素不一定是非金属元素形成共价键的元素不一定是非金属元素C正四面体结构的分子中的键角一定是正四面体结构的分子中的键角一定是109.5DCO2和和SiO2都是直线形分子都是直线形分子解解析析:
选选B。
由由分分子子构构成成的的物物质质中中不不一一定定有有共共价价键键,如如He;AlCl3中中Al与与Cl之之间间以以共共价价键键结结合合,但但Al为为金金属属元元素素;P4为为正正四四面面体体结结构构,键键角角为为60;CO2分分子子的的中中心心原原子子无无孤孤电电子子对对,为为直直线线形结构,而形结构,而SiO2晶体中不存在单个分子。
晶体中不存在单个分子。
3(2010年年杭杭州州高高二二检检测测)最最近近媒媒体体报报道道了了一一些些化化学学物物质质,如如爆爆炸炸力力极极强强的的N5、结结构构类类似似白白磷磷的的N4、比比黄黄金金还还贵贵的的18O2、太太空空中中的的甲甲醇醇气气团团等。
下列说法中,正确的是等。
下列说法中,正确的是()A18O2和和16O2是两种不同的核素是两种不同的核素B将将ag铜铜丝丝灼灼烧烧成成黑黑色色后后趁趁热热插插入入甲甲醇醇中中,铜丝变红,质量小于铜丝变红,质量小于agCN4为为正正四四面面体体结结构构,每每个个分分子子中中含含有有6个个共共价键,键角为价键,键角为10928D2N5=5N2是化学变化是化学变化解解析析:
选选D。
核核素素是是指指具具有有一一定定质质子子数数和和中中子子数数的的原原子子,而而18O2和和16O2是是单单质质,A错错;将将ag铜铜丝丝灼灼烧烧成成黑黑色色后后趁趁热热插插入入甲甲醇醇中中,发发生生反反应应2CuO22CuO和和CuOCH3OHCuHCHOH2O,在在反反应应前前后后铜铜的的质质量量没没变变,B错错;N4和和白白磷磷分分子子一一样样,为为正正四四面面体体结结构构,含含有有6条条共共价价键键,键键角角应应为为60,C错错;N5和和N2互互为为同同素素异异形形体体,其其相相互互转转化化为为化化学学变变化化,D正确。
正确。
课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一分子的构型与分子的构型与杂化化类型的关系型的关系杂化杂化类型类型spsp2sp3轨道轨道组成组成1个个ns和和1个个np1个个ns和和2个个np1个个ns和和3个个np轨道轨道夹角夹角180120109.5杂化类杂化类型型spsp2sp3杂化轨杂化轨道示意道示意图图实例实例BeCl2BF3CH4分子结分子结构示意构示意图图分子构分子构型型直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形特特别别提提醒醒:
(1)杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角角与与分分子子内内的的键键角角不不一一定定相相等等,中中心心原原子子杂杂化化类类型型相相同同时时,孤孤电电子子对对越越多多,键键角角越越小小;无无孤孤电电子子对对时时,键键角角相同。
相同。
(2)杂杂化化轨轨道道数数与与参参与与杂杂化化的的原原子子轨轨道道数数相相同同,但能量不同。
但能量不同。
(3)杂杂化化轨轨道道应应尽尽量量占占据据整整个个空空间间使使它它们们之之间间的的排斥力最小。
排斥力最小。
(4)杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。
杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。
有有关关乙乙炔炔分分子子中中的的化化学学键键描描述述不不正正确确的的是是(双选双选)()A两个碳原子采用两个碳原子采用sp杂化方式杂化方式B两个碳原子采用两个碳原子采用sp2杂化方式杂化方式C每每个个碳碳原原子子都都有有两两个个未未杂杂化化的的2p轨轨道道形形成成键键D两个碳原子之间的键为两个两个碳原子之间的键为两个键键例例例例11【思思路路点点拨拨】乙乙炔炔的的结结构构式式为为,每每个个碳碳原原子子形形成成2个个键键和和2个个键键,没没有有孤孤电电子子对对,故故碳碳原原子子采采取取sp杂杂化化方方式式,未未杂杂化化的的2个个2p轨轨道道形成形成2个个键。
键。
【解解析析】乙乙炔炔分分子子中中的的两两个个碳碳原原子子采采用用sp杂杂化化方方式式,均均形形成成2个个sp杂杂化化轨轨道道,分分别别与与1个个氢氢原原子子形形成成1个个键键,2个个碳碳原原子子间间形形成成1个个键键,再再用用2个个未未杂杂化化的的2p轨轨道道形形成成2个个键键,所所以以碳碳碳碳原原子之间为叁键。
子之间为叁键。
【答案答案】BD【规规律律方方法法】解解答答这这类类问问题题,首首先先明明确确一一般般能能量量相相近近的的ns轨轨道道和和np轨轨道道发发生生杂杂化化,所所生生成成的的杂杂化化轨轨道道数数目目等等于于参参与与杂杂化化的的ns轨轨道道和和np轨轨道道的的数数目目之之和和,且且杂杂化化轨轨道道只只能能用用来来形形成成键键和和容纳孤电子对。
容纳孤电子对。
(1)计计算算键键和和孤孤电电子子对对的的数数目目,确确定定所所生生成成的的杂化轨道数:
杂化轨道数杂化轨道数:
杂化轨道数键数孤电子对数。
键数孤电子对数。
(2)用用杂杂化化轨轨道道数数目目减减去去1(ns轨轨道道数数),所所得得数数值值即即为为参参与与杂杂化化的的np轨轨道道数数,从从而而确确定定sp型型杂杂化化的类型。
的类型。
一般情况下,单键均为一般情况下,单键均为键,双键中含有键,双键中含有1个个键键和和1个个键,叁键中含有键,叁键中含有1个个键和键和2个个键。
键。
变变式式训训练练1下下列列分分子子中中的的中中心心原原子子的的杂杂化化轨轨道道属于属于sp杂化的是杂化的是()ACH4BC2H4CC2H2DNH3解解析析:
选选C。
本本题题考考查查了了杂杂化化轨轨道道的的类类型型。
CH4分分子子中中碳碳原原子子的的杂杂化化轨轨道道是是由由一一个个2s轨轨道道和和3个个2p轨轨道道重重新新组组合合而而成成属属sp3杂杂化化;C2H4分分子子中中碳碳原原子子的的杂杂化化类类型型属属sp2杂杂化化;C2H2分分子子中中的的碳碳原原子子的的原原子子轨轨道道发发生生sp杂杂化化,NH3分分子子中中的的氮氮原原子的原子轨道发生子的原子轨道发生sp3杂化。
杂化。
要点二要点二价电子对互斥模型价电子对互斥模型1理理论模型模型分分子子中中的的价价电子子对(包包括括成成键电子子对和和孤孤电子子对),由由于于相相互互排排斥斥作作用用,而而趋向向于于尽尽可可能能彼彼此此远离离以以减减小小斥斥力力,分分子子尽尽可可能能采采取取对称称的的空空间构型。
构型。
2在在确确定定中中心心原原子子的的价价层电子子对数数时应注注意意如下如下规定定
(1)作作为配配体体原原子子,卤素素原原子子和和氢原原子子提提供供1个个电子,氧族元素的原子不提供子,氧族元素的原子不提供电子;子;
(2)作作为为中中心心原原子子,卤卤素素原原子子按按提提供供7个个电电子子计计算算,氧族元素的原子按提供氧族元素的原子按提供6个电子计算;个电子计算;(3)对对于于复复杂杂离离子子,在在计计算算价价层层电电子子对对数数时时,还还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数;应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数;(4)计计算算电电子子对对数数时时,若若剩剩余余1个个电电子子,也也当当作作1对电子处理;对电子处理;(5)双键、叁键等多重键作为双键、叁键等多重键作为1对电子看待。
对电子看待。
3价电子对之间的斥力价电子对之间的斥力
(1)电子对之间的夹角越小,排斥力越大。
电子对之间的夹角越小,排斥力越大。
(2)由由于于成成键键电电子子对对受受两两个个原原子子核核的的吸吸引引,所所以以电电子子云云比比较较紧紧缩缩,而而孤孤电电子子对对只只受受到到中中心心原原子子的的吸吸引引,电电子子云云比比较较“肥肥大大”,对对邻邻近近电电子子对对的的斥斥力力较大,所以电子对之间斥力大小顺序如下:
较大,所以电子对之间斥力大小顺序如下:
孤孤电电子子对对孤孤电电子子对对孤孤电电子子对对成成键键电电子子成成键电子键电子成键电子成键电子(3)由由于于叁叁键键、双双键键比比单单键键包包含含的的电电子子数数多多,
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- 分子 构型 物质 性质