专题4 第一单元 分子的空间结构-【导与练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2同步全程学习全书word（苏教版）

第一单元　分子的空间结构 第1课时　分子的空间结构模型 学习目标 课程标准 学业评价 1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。 2.知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。 1.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构。 2.能利用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论解释简单的共价分子的空间结构。 素养解读: 1.宏观辨识与微观探析:借助量子化特征认识共价键的本质,进而理解分子的空间结构与原子轨道重叠的方向性有关,培养宏观辨识与微观探析核心素养。 2.证据推理与模型认知:运用杂化轨道理论和价电子对互斥理论解释分子的空间结构,借助实物模型感受、识别,反思杂化轨道理论和价电子对互斥理论在解释和预测分子结构时的局限性,培养证据推理与模型认知核心素养。 知识点一　杂化轨道理论 1.sp3杂化——CH4分子的形成 (1)在形成CH4分子的过程中,碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道。1个2s轨道和3个2p轨道“混杂”,形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点,每个轨道都有一个未成对电子。这样,碳原子的4个sp3杂化轨道分别与H原子的1s轨道重叠,形成4个相同的σ键,从而形成CH4分子。 (2)sp3杂化轨道的夹角为109°28′,呈正四面体形。 2.sp2杂化——BF3分子的形成 (1)在形成BF3分子的过程中,B原子2s轨道上的 1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。B原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的3个顶点,每个轨道都有一个未成对电子。这样,B原子的3个sp2杂化轨道分别与3个F原子的2p轨道重叠形成3个相同的σ键,从而形成BF3分子。 (2)sp2杂化轨道的夹角为120°,呈平面三角形结构。 3.sp杂化——BeCl2分子的形成 (1)在形成BeCl2分子的过程中,Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道,1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。这样,Be原子的2个sp杂化轨道分别与Cl氯原子的3p轨道重叠形成2个相同的 σ键,从而形成BeCl2分子。 (2)sp杂化轨道的夹角为180°,呈直线形结构。 4.典型有机化合物分子的成键情况 (1)C2H6分子中,C原子均采用sp3杂化,每个C原子的3个sp3轨道与3个H原子的1s轨道重叠形成3个C—H σ键,2个C原子各以1个sp3轨道发生重叠形成1个C—C σ键。 (2)C2H4分子中,C原子均采用sp2杂化,每个C原子的2个sp2轨道与2个H原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键,2个C原子各以1个sp2轨道发生重叠形成1个C—C σ键,各以1个未杂化的2p轨道发生重叠,形成π键。 (3)C2H2分子中,C原子均采用sp杂化,每个C原子的1个sp轨道与1个H原子的1s轨道重叠形成1个C—H σ键,2个C原子各以1个sp轨道发生重叠形成1个C—C σ键,各以2个未杂化的2p轨道发生重叠,形成2个π键。 [想一想1] 2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道? 提示:不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与3p不在同一能级组,能量相差较大。 [想一想2] NH3、CH4分子中心原子都是sp3杂化,为什么NH3分子的空间结构是三角锥形? 提示:N原子四个sp3杂化轨道中的一个轨道已有一对电子,只有另外的三个轨道中的未成对电子可以与氢原子的1s电子配对成键,所以形成的NH3分子的空间结构与甲烷分子的空间结构不同,呈三角锥形。 杂化轨道理论 1.轨道杂化与杂化轨道 2.杂化轨道理论4个要点 (1)能量相近:原子在成键时,同一个原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道(如ns与np)。 (2)数目不变:形成的杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相等。 (3)成键能力增强:杂化改变原有轨道的形状和伸展方向,使原子形成的共价键更牢固。 (4)排斥力最小:杂化轨道为使相互间的排斥力最小,故在空间取最大夹角分布,不同的杂化轨道伸展方向不同。 3.杂化类型的判断 (1)根据杂化轨道数目判断。 ①4个杂化轨道为sp3杂化,3个杂化轨道为sp2杂化,2个杂化轨道为sp杂化。 ②ABm型分子或离子(A是中心原子,B是配位原子)中心原子杂化轨道数目的判断: 杂化轨道数n=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)。 a.当电荷数为正值时,公式中取“-”;当电荷数为负值时,公式中取“+”。 b.当配位原子为氧原子或硫原子时,配位原子的成键电子数为零;当配位原子为卤素原子或氢原子时,配位原子的成键电子数为1。 (2)根据杂化轨道的空间分布构型判断。 ①若杂化