18.专题4 第一单元 第1课时 分子的空间结构模型-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（苏教版2019）

专题4 分子空间结构与物质性质 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第一单元 分子的空间结构 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 合 作 探 究 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 随 堂 演 练 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 谢谢观看！ 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第1课时　分子的空间结构模型 [素养发展目标]　1．知道共价分子结构的多样性，了解杂化轨道的类型(sp3、sp2、sp)。2．能用杂化轨道理论解释或预测一些分子或离子的空间结构。3．知道一些常见简单分子的空间结构(如甲烷、氢分子、苯、乙烯等)。 2p 相等 相同 sp3 未成对 一、杂化轨道及其理论要点 1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成及结构 在形成CH4分子的过程中，C原子____轨道上的1个电子进入____空轨道，只有一个未成对电子的____轨道与3个均含有未成对电子的____轨道“混杂”，形成能量____，成分____的4个___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，每个轨道上都有一个______电子，4个sp3杂化轨道，分别与4个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，CH4分子中C—H键之间的夹角都是109°28'，空间结构 2s 2p 2s 为正四面体。碳原子sp3杂化轨道形成如下所示： 轨道重叠 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____的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化。 (2)杂化轨道：重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。 (3)轨道杂化的过程：____→____→________。 相近 激发 杂化 √ √ 【即学即练】 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子( ) (2)sp杂化轨道是由一个1s轨道和一个2p轨道组合而成( ) (3)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( ) (4)sp杂化轨道有两个，一个能量高，另一个能量低( ) (5)sp杂化轨道可与其他原子轨道形成σ键和π键( ) (6)只有能量相近的轨道才能杂化( ) √ × × × 二、用杂化轨道理论解释分子的形成及分子 中的成键情况 1．用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成 (1)BeCl2分子的形成 杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的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 sp3 C—C 2．用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况 1．在C2H6分子中，C原子均采用____杂化，每个C原子的3个____轨道分别与3个H原子的____轨道重叠形成3个______ σ键；两个C原子各以1个____轨道发生重叠形成1个______ σ键。 sp3 sp3 1s C—H sp2 C—C π π sp sp 2．在C2H4分子中，C原子均采用____杂化，每个C原子的2个____轨道分别与2个H原子的____轨道重叠形成2个______ σ键；两个C原子各以1个____轨道发生重叠形成______ σ键，各以1个未杂化的____轨道发生重叠，形成1个__键。在与溴发生加成反应时，__键发生断裂。 3．在C2H2分子中，C原子均采用____杂化，每个C原子的1个____轨道分别与1个H原子的____轨道重叠形成1个______σ键；两个C原子各以1个____轨道发生重叠形成1个______σ键，各以2个未杂化的____轨道发生重叠，形成2个__键。在与足量溴发生加成反应时，2个__键发生断裂。 1s C—H sp C—C 2p π π 2p sp2 sp2 1s C—H 乙烯和乙炔的结构示意图 【即学即练】 2．乙烯分子中含有4个C—H键和1个C===C键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是______(填序号)。 ①每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成2个sp杂化轨道 ②每个C原子的2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道 ③每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道 ④每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道 答案：　②④ 杂化轨道理论的理解与应用 1．常见的杂化轨道类型有哪些？什么是sp3杂化？ 提示：常见的杂化轨道类型有sp、sp2、sp3。同一原子内由1个ns轨道和3个np轨道参与的杂化称为sp3杂化。 2．杂化轨道能形成π键吗？ 提示：杂化轨道只能形成σ键，不能形成π键。 3．杂化前后原子轨道数目是否变化？杂化轨道的能量是否相同？ 提示：杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。 4．孤立的原子能发生杂化吗？ 提示：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。 杂化轨道类型的判断 1．依据杂化轨道数(n)判断 n＝2时，sp杂化，如BeCl2； n＝3时，sp2杂化，如NO eq \o\al(－,3) ； n＝4时，sp3杂化，如NH eq \o\al(＋,4) 。 2．依据中心原子有无π键判断 中心原子全部形成单键(无π键)，sp3杂化；形成一个双键(一个π键)，sp2杂化；形成两个双键或一个三键(两个π键)，sp杂化。 3．依据分子或离子的空间结构判断 一般地，若是直线形，sp杂化；若是平面形，sp2杂化；若是立体形，sp3杂化。 1．下列关于杂化轨道的说法错误的是(　　 ) A．所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道 B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化 C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键 D．杂化轨道中不一定有一个电子 A　[参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A项错误、B项正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对(如NH3)，故D项正确。] 2．下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是(　　 ) ①BF3　②CH2===CH2　③　④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4 A．①②③　　　　　　 B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥ A　[sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形杂化轨道。①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中C原子为sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的C原子为sp杂化；⑤NH3中的N原子为sp3杂化；⑥CH4中的C原子为sp3杂化。] 3．下列分子中的中心原子为sp杂化，分子的空间结构为直线形，且分子中没有形成π键的是(　　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．CH≡CH B．CO2 C．BeCl2 D．BBr3 C　[CH≡CH和CO2中的C原子均采取sp杂化，且都含有π键；BeCl2分子中Be采取sp杂化，没形成π键；BBr3中B原子采取sp2杂化，且没有π键。] eq \a\vs4\al(思维升华) 杂化轨道的类型与分子空间结构的关系 杂化类型 sp sp2 sp3 杂化轨道 间的夹角 180° 120° 109°28′ 空间结构 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 BeCl2、CO2、CS2等 BCl3、BF3、BBr3等 CF4、SiCl4、SiH4等 1．下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　　 ) A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新轨道 B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等 C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原理 D．CH4分子中任意两个C—H键的夹角均为109°28′ B　[原子轨道形成杂化轨道前后，轨道数目不变化，用于形成杂化轨道的原子轨道的能量相近，并满足最大重叠程度，故选B。] 2．下列图形表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是(　　) 答案：　D　 3．甲烷中的碳原子是sp3杂化，下列用“*”表示的碳原子的杂化状态和甲烷中的碳原子杂化状态一致的是(　　 ) D　[D项中用“*”表示的碳原子形成了四个σ键，与甲烷类似，其杂化类型为sp3杂化。] 4．在乙炔分子中有3个σ键、2个π键，它们分别是(　　) A．sp杂化轨道形成σ键、未杂化的2个2p轨道形成2个π键，且互相垂直 B．sp杂化轨道形成σ键、未杂化的2个2p轨道形成2个π键，且互相平行 C．C—H键之间是sp杂化轨道形成的σ键，C—C键之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C—C键之间是sp杂化轨道形成的σ键，C—H键之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 A　[碳原子形成乙炔时，一个2s轨道和一个2p轨道杂化成两个sp轨道，另外的两个2p轨道保持不变，其中一个sp轨道与氢原子的1s轨道“头碰头”重叠形成C—H σ键，另一个sp轨道则与另一个碳原子的sp轨道“头碰头”重叠形成C—C σ键，碳原子剩下的两个2p轨道则“肩并肩”重叠形成两个C—C π键，且这两个π键互相垂直。] 5．诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(L．C．Pauling)教授谢世后，人们打开他的办公室，发现里面有一块黑板，画得满满的，其中一个结构式如图所示。老人为什么画这个结构式？它能合成吗？它有什么性质？不得而知。这是鲍林留给世人的一个谜，也许这是永远无法解开的谜，也许有朝一日你就能解开它。不管结果如何，让我们先对这个结构作一番了解。 (1)它的分子式是____________________________________。 (2)它是否带有电荷？________(填“是”或“否”)。 (3)该分子中为sp杂化的氮原子有________个；sp2杂化的氮原子有________个；sp3杂化的氮原子有________个。 (4)为什么人们推测它是炸药？ __________________。 解析：　(1)根据有机物分子结构简式的书写规则，不难确定，每个环上除3个氮原子外还有3个碳原子，由此可以确定其分子式。(2)由电子数可以确定，该分子不带电荷。(3)根据氮原子的成键特征和结构可以确定，采 取sp2杂化方式的氮原子数为9个，采取sp杂化方式的氮原子数为1个，无sp3杂化方式。 答案：　(1)C6H2O2N10　(2)否　(3)1　9　0 (4)它分解能产生大量很稳定的气体N2 $$