2.2.3分子的空间结构2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修 2

分子的空间结构 安徽·滁州 蒋华新 课题 * 人教版2019 选择性必修2 第二节 分子的空间结构 第二章 分子结构与性质 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 第二节 分子的空间结构 第二节 分子结构与物质的性质 2019人教版选择性必修2 1、分子结构的测定、多样的分子空间结构 2、价层电子对互斥模型 3、杂化轨道理论简介 第二节 分子的空间结构 北大校园 鲍林——美国著名化学家，1954年因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖。 美国化学家鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林在1928 —1931年，提出了杂化轨道的理论。 杂化轨道的理论 科学视野 莱纳斯·卡尔·鲍林 鲍林与杂化轨道理论 在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心发出由衷的感叹，激起无限的好奇。 杂化轨道理论简介 导入 Leading-in 分子的空间结构 第三课时 杂化轨道理论简介 走进《选择性必修2》 ，探索结构世界的奥秘，从学习分子的空间结构开始！ 知识回顾 价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能的远，此时电子对之间的斥力最小，整个分子最稳定。 价层电子对互斥模型 若无孤对电子，分子立体结构与VSEPR模型相同。 若有孤对电子，分子立体结构为VSEPR模型略去孤对电子占据位置后的立体结构 价层电 子对数 2 3 4 5 6 VSEPR 模型 直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体 甲烷、乙烯以及乙炔的键角分别是10928′、120和180，其立体空间构型分别如下: 典型烃分子的空间构型 CH4 C2H4 C2H2 讨论1、碳原子的价电子为2s22p2，如何形成三种键角的烃分子的呢？ 知识回顾 按照我们已经学过的价键理论可知，甲烷的4个C－H单键都应该是σ键，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甲烷分子。 讨论2、写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么甲烷分子是正四面体形？ C原子的电子排布图： (轨道表示式) H原子的电子排布图： 1s 2s 2p 1s 109°28′ 美国化学家鲍林 的杂化轨道理论 甲烷空间构型：正四面体结构 C原子 C原子 为了解释分子的空间结构，鲍林提出了杂化轨道理论。 杂化轨道理论简介 成键原理 激发 与 H 原子 轨道重叠 2s 2p 2s 2p 导入 Leading-in 杂化轨道理论 1、杂化轨道理论要点 在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道混杂起来，重新组合形成新的原子轨道的过程叫做原子轨道的杂化。 杂化后的新轨道就称为杂化轨道。 四、杂化轨道理论简介 (1)原子轨道杂化的条件 ①成键才杂化：只有在形成化学键时才能杂化 ②能量相近才杂化：只有能量相近的轨道间才能杂化：2s、2p…. 杂化轨道理论简介 杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子，没有填充电子的空轨道不参与杂化。 新课 New class 杂化轨道理论简介 (2)杂化轨道的特征 ①轨道数不变：杂化前后轨道数不变。即杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数。 ②轨道形状改变：杂化过程中轨道的形状发生变化。 ③稳定的杂化轨道：杂化后形成的化学键更稳定。成键能力增强 ④等同的杂化轨道：杂化后的新轨道能量、形状都相同。 ⑤远离的杂化轨道：杂化轨道之间尽可能远离 ⑥广泛的杂化轨道：杂化轨道只用于构建分子的σ键和容纳孤电子对。空轨道不参与杂化。 * ①sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化，形成4个sp3 杂化轨道，每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为109º28′ ，空间构型为正四面体形。 (3)杂化轨道类型：sp、sp2、sp3等 sp3杂化轨道用于构建σ键和容纳孤对电子。 sp3杂化轨道 例如：CH4、CCl4 、NH3、 H2O 空间构型为正四面体形。 杂化轨道理论简介 x y z x y z 109°28′ x y z x y z * sp3杂化 ⅰ.CH4分子的形成 C：2s22p2 ——sp3杂化 图2-15 (P48)：sp3杂化轨道 杂化轨道理论简介 2s 2p 激发 2s 2p sp3杂化 sp3杂化轨道 109°28′ 109°28′ * 四个H原子分别以4个s轨道与C原子