2.2 分子的空间结构——杂化轨道理论 第2课时 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二课时　杂化轨道理论简介 第二课时 第二章 分子结构与性质 INNOVATIVE DESIGN 方法一：根据中心原子的价层电子对数判断 中心原子的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数 中心原子价层电子对数 2 3 4 5 6 杂化类型 sp sp2 sp3 sp3d sp3d2 微专题1　中心原子杂化轨道类型的判断 [说明]s、p能级共有4个轨道，全部杂化最多有4个杂化轨道。 杂化类型=SP(n-1) n为价层电子对数 教你一招 创新设计 目录 [说明]当计算出价层电子对数超过4时，必然有d轨道参与杂化，且参与杂化的d轨道数＝价层电子对数－4。 方法一：根据中心原子的价层电子对数判断 中心原子的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数 教你一招 创新设计 目录 方法二：根据分子的结构式判断 杂化类型 sp3 sp2 sp C的成键方式 4个单键 1个双键和2个单键 2个双键或1个三键和1个单键 N的成键方式 3个单键 1个双键和1个单键 1个三键 [说明]该方法一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断。 教你一招 创新设计 目录 1.[2019·全国卷Ⅰ，35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_____、_____。 sp3 sp3 解析　乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有一个孤电子对，故N原子价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化。 2.[2018·全国卷Ⅰ，35(3)节选]LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间结构是____________，中心原子的杂化形式为_____。 正四面体形 sp3 sp3 平面(正)三角形 【真题引领】 　(1)(2021·全国乙卷)PH3中P的杂化类型是　　　　。 含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为　　　　(填标号)。 sp3 sp2 sp3 sp3 ② 【真题引领】 教你一招 创新设计 目录 微专题2　键角的大小比较 高考直通车 什么是键角 高考直通车 1.概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角 2.键角的意义：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角影响着共价分子的空间结构。 影响键角大小的因素主要有中心原子的杂化类型、中心原子孤电子对数、配位原子的电负性大小、中心原子的电负性大小等，这几个影响键角的因素都是有条件的，在影响键角的能力方面也是有区别的。 1.杂化方式对键角的影响起到决定作用 直线形＞＞平面三角形>正四面体形＞三角锥形＞V形180°>120°>109°28′>107°> 105° sp杂化＞＞sp2杂化>sp3杂化 180° >120° >109°28′ INNOVATIVE DESIGN ②原因：键合电子对受到左、右两端带正电的原子核的吸引，而孤电子对只受到一端原子核的吸引，相比之下，孤电子对电子云较“胖”，占据较大的空间，而键合电子对电子云较“瘦”，占据较小的空间。 ③实例：如CH4、NH3、H2O三种分子的中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为正四面体形，CH4、NH3和H2O中的孤电子对数分别是0、1、2，故键角大小顺序为CH4＞NH3＞H2O，图示如下： 2.杂化相同时，看孤电子对 ①顺序：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间斥力。 [构建模板] 键角的大小比较 微专题 创新设计 目录 【迁移应用】　 1.下列物质的分子中，键角最小的是(　　) C A.H2O B.BF3 C.H2S D.CH4 解析　BF3分子中B原子采用sp2杂化，sp2杂化的理论键角为120°，B原子无孤电子对，所以BF3分子的键角为120°；CH4分子中C原子采用sp3杂化，sp3杂化的理论键角为109°28′，并且C原子无孤电子对，所以CH4的键角为109°28′；H2S和H2O分子中的S、O原子均采用sp3杂化，sp3杂化的理论键角为109°28′，由于两种分子中均存在两对孤电子对，孤电子对占据正四面体的两个顶角，且孤电子对斥力大于成键电子对的斥力，导致H2O、H2S分子的键角＜109°28′，但O电负性强于S，所以H2O分子中成键电子对间的斥力大于H2S分子中成键电子对间的斥力，即H2O分子键角大于H2S分子键角；综上，分子键角大小顺序为BF3＞CH4＞H2O＞H2S，所以键角最小的是H2S。 微专题 创新设计 目录 2.在SO2分子中，分子的空间结构为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角(　　) A.等于120° B.大于120° C.小于120° D.等于180° C 解析　SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上看其键角应为120°，但由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两对成键电子对存在排斥作用，因此SO2分子中的键角应小于120°。 微专题 创新设计 目录 3.请回答下列问题。 大于 H2O中氧原子有两对孤电子对，H3O＋中氧原子有一对孤电子对， 排斥力较小 大于 C===O键对C—C键的斥力大于C—O键对C—C键的斥力 微专题 创新设计 目录 NH3＞PH3＞AsH3 解析　N、P、As属于同一主族元素，其电负性N＞P＞As，因三种氢化物分子中的中心原子电负性逐渐减弱，则分子中成键电子对逐渐远离中心原子，致使成键电子对的排斥降低，键角逐渐减小，即键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3。 微专题 创新设计 目录 由于互为等电子体的微粒具有相同的原子数和价电子数，所以也应该具有相似的立体构型。常见的等电子体及其空间构型如下表所示： 微专题3.利用等电子原理 1.等电子应满足的条件： （1）原子总数相等 （2）价电子总数相等 19 微专题3.利用等电子原理 等电子类型 实例 空间构型 2个原子10个价电子 直线形 3个原子16个价电子 直线形 3个原子18个价电子 V形 2.如何寻找等电子体 前移为得电子，后移失电子 同主族替换 20 例如：2个原子10个价电子 3.等电子体有什么应用 例1：推测空间结构 例2：写出NO电子式 微专题3.利用等电子原理 （1）等电子体不仅有相似的空间结构；还具有相似的性质 （2）写陌生物质的电子式 示例 价层电子对数 孤电子对数 杂化类型 分子空间构型 PCl5 5 0 sp3d SF6 6 0 sp3d2 6.[2018·江苏，21A(1)]SO中心原子轨道的杂化类型为_____；NO的空间结构为_______________(用文字描述)。 (2)(2021·海南卷)COeq \o\al(2－,3)中碳原子的杂化轨道类型是　　　　。 (3)(2020·全国卷Ⅱ)有机碱CH3NHeq \o\al(＋,3)中，N原子的杂化轨道类型是　　　　。 (4)(2021·全国甲卷)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为　　　　　。SiCl4可发生水解反应，机理如下： (1)BF3中键角　　　　(填“大于”或“小于”)CCl4中键角。 (2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大，原因为__________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)乙酸分子( [典例]　(2020·山东卷改编)NH3、PH3、AsH3的空间结构均为三角锥形( $$