专题4 第一单元 第1课时 分子的空间结构模型（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2（苏教版2019）

第一单元　分子的空间结构 第1课时　分子的空间结构模型 课程标准要求 学业质量水平 　　结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用杂化轨道理论和模型进行解释和预测。 　　能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用杂化轨道理论和模型解释简单的共价分子的空间结构。(水平2) [对应学生用书P82] 一、杂化轨道及其理论要点 1．试解释CH4分子具有正四面体空间结构的原因 (1)杂化轨道的形成 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杂化轨道杂化轨道。上述过程可表示为： (2)CH4分子的形成 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。 (3)CH4分子的空间结构 CH4分子中的4个C—H键是等同的，C—H键之间的夹角——键角是109°28′，形成正四面体分子。 2．轨道杂化与杂化轨道 (1) 轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程。 (2)杂化轨道：重新组合后的新的原子轨道。 (3)轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。 3．杂化轨道的类型 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原 子轨道及数目 ns 1 1 1 np 1 2 3 杂化轨道数目 2 3 4 1．用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成 (1)BeCl2分子的形成 Be原子杂化后的2个sp杂化轨道分别与Cl原子的3p轨道发生重叠，形成2个σ键，构成直线形的BeCl2分子。 (2)BF3分子的形成 2．用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔分子中的成键情况 (1)乙烯分子中的成键情况 在乙烯分子中，C原子采取sp2杂化，形成3个杂化轨道，2个C原子各以1个杂化轨道互相重叠，形成1个C—C σ键；每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与H原子的1s轨道重叠，形成2个C—H σ键；每个C原子还剩下1个未杂化的p轨道，它们发生重叠，形成1个π键，这样形成的5个键在同一平面上。其结构示意图如下图所示。 (2) 乙炔分子中的成键情况 在乙炔分子中，碳原子采取sp杂化，形成2个杂化轨道，2个碳原子各以1个sp杂化轨道互相重叠，形成1个C—C σ键；每个碳原子又各以1个sp轨道分别与1个氢原子的1s轨道重叠形成σ键；每个碳原子还有2个未杂化的2p轨道，它们发生重叠，形成2个π键，这样形成的3个键在同一直线上。其结构示意图如下图所示。 1．巧判断(对的画“√”，错的画“×”) (1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。(　×　) (2)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同。(　√　) (3)凡通过sp3杂化形成的分子，其立体结构一定为正四面体。(　×　) (4)杂化轨道跟参与杂化的原子轨道的数目相同，但能量不同。(　√　) (5)杂化轨道中一定有1个电子。(　×　) (6)两种分子的杂化方式一样，但是分子结构却不一定相同。(　√　) (7)凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。(　×　) 2．有关杂化轨道的说法不正确的是(　　) A．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状改变 B．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180° C．部分四面体、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释 D．杂化轨道全部参与形成化学键 D　[杂化轨道不一定都参与成键，如CH4、NH3和H2O分子中的C、N、O均为sp3杂化，CH4的碳原子杂化轨道均参与成键，而N、O分别有1个、2个杂化轨道未参与成键，D错误。] 3．ClO－、ClO、ClO、ClO中，中心原子Cl都是以sp3杂化轨道的方式与O原子成键，则ClO－的立体结构是____________，ClO的立体结构是____________，ClO的立体结构是______________，ClO的立体结构是______________。 解析　ClO－的原子构成决定其立体结构为直线形。其他三种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化，中心原子的孤电子对数分别为2、1、0，由此判断其立体结构依次类似于H2O、NH3、CH4(或NH)。 答案　直线形　V形　三角锥形　正四面体 [对应学生用书P84] 学习任务　探究分子的空间结构与杂化轨道类型的关系 下图描述了乙烯分子和乙炔分子中化学键的情况。 1．分析乙烯中C原子的杂化方式，总结原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化。 提示　乙烯中C原子的杂化方式为sp2杂化，杂化轨道数跟参与杂化的原子轨道数相同，但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同，杂化后，形成的一组杂化轨道能量相同。 2．分析乙炔中C原子的杂化方式，