第2章 第2节 课时1 分子空间结构的理论分析（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2【精讲精练】鲁科版

第2节　共价键与分子的空间结构 第1课时　分子空间结构的理论分析 课程标准 素养目标 1．理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型。 2．能应用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间结构。 1．宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构，能够辨识分子结构的多样性及复杂性。 2．证据推理与模型认知：结合价电子对互斥理论与分子的空间结构，能够论证证据与模型建立及其发展之间的关系。 知识点一　杂化轨道理论 1．杂化轨道理论 (1)轨道杂化和杂化轨道 (2)杂化轨道的类型及典例 杂化类型 sp sp2 sp3 用于杂化的原子轨道及数目 s __1__ __1__ __1__ p __1__ __2__ __3__ 杂化轨道的数目 __2__ __3__ __4__ 杂化轨道间的夹角 __180°__ __120°__ __109°28′__ 空间结构 __直线形__ __平面三角形__ __四面体形__ 实例 __CO2、C2H2__ __BF3、苯、乙烯__ __CH4、CCl4__ 2．苯分子的空间结构 (1)苯的空间结构 (2)苯分子中的大π键：六个碳原子上各有一个未参与杂化的垂直于碳环平面的__2p__轨道，这六个轨道以“__肩并肩__”的方式形成含有六个电子，属于六个碳原子的__大π键__。 [思考探究] 1．杂化轨道只用于形成σ键吗？ 提示：杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。 2．杂化轨道间的夹角与分子内的键角一定相同吗？ 提示：不一定。中心原子杂化轨道不一定全部成键，杂化类型相同时孤电子对越多，键角越小。如NH3中的氮原子与CH4中的碳原子均为sp3杂化，但键角分别为107°和109°28′。 3．任意不同的轨道都可以杂化吗？ 提示：原子轨道只有在形成分子的过程中才能杂化，孤立的原子不会发生杂化；另外，不是任意的不同轨道都能杂化，只有能量相近的轨道才能杂化。 [归纳提升] 1．杂化轨道的理解 2．判断分子中心原子杂化类型的方法 (1)根据杂化轨道的空间分布结构判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。 3．分子的空间结构与杂化类型的关系 (1)当杂化轨道全部用于形成σ键时 ①sp杂化 杂化类型 sp 轨道组成 一个ns和一个np 轨道夹角 180° 杂化轨道示意图 实例 BeCl2 分子结构示意图 分子结构 直线形 ②sp2杂化 杂化类型 sp2 轨道组成 一个ns和两个np 轨道夹角 120° 杂化轨道示意图 实例 BF3 分子结构示意图 分子结构 平面三角形 ③sp3杂化 杂化类型 sp3 轨道组成 一个ns和三个np 轨道夹角 109°28′ 杂化轨道示意图 实例 CH4 分子结构示意图 分子结构 正四面体形 (2)当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时，由于孤电子对对成键电子的排斥作用，会使分子的结构与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的，其分子不呈正四面体结构，而呈角形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据，氨分子不呈正四面体结构，而呈三角锥形。 [易错提醒] (1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。 (2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。 (3)杂化前后轨道数目不变。 (4)杂化后轨道的伸展方向及形状发生改变。 (5)只有能量相近的轨道才能杂化(ns、np)。 (6)sp杂化和sp2杂化的两种形式中，原子还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 1．下列关于原子轨道的说法正确的是(　　) A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构都是正四面体形 B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个氢原子的1s轨道和碳原子的2p轨道混合起来而形成的 C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道重新组合而形成的一组能量相同的新轨道 D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化成键 解析　中心原子采取sp