专题01 分子空间结构与杂化轨道理论（微专项课件）化学人教版选择性必修2

第2章 分子的结构与性质 专题01　 分子空间结 构与杂化轨 道理论 人教版选择性必修2 分子空间结构 1 内容导航 杂化轨道理论 2 知识导航 01 分子空间结构 分子空间结构 常见的分子空间结构 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 · 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果 · 分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对 价层电子对 相互排斥 彼此远离 能量最低、最稳定 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 VSEPR模型可以用来预测分子的空间结构 σ键电子对 中心原子上的孤电子对 价层电子对 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 σ键电子对可从分子式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量，π键的数目不计入在内。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。 例如：H2O中O的σ键电子对数是2； NH3 中的σ键电子对数是3。 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 其中：a为中心原子的价电子数, 对主族元素，a=最外层电子数；对于阳离子，a=价电子数-离子电荷数；对于阴离子，a=价电子数+|离子电荷数|。 x为与中心原子结合的原子数； b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，H为1，其他原子＝ 8－该原子的价电子数。如：O为2、N为3 中心原子上的孤电子对数 = — 2 1 (a – xb) 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数 代表物 中心原子结 合的原子数 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 H2O NH3 CH4 2 3 4 2 2 4 3 1 4 4 0 4 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数 代表物 σ键 电子对数 孤电子 对数 价层电子对数 含孤电子对的VSEPR模型 分子的空间结构 H2O NH3 CH4 2 2 4 3 1 4 4 0 4 “V”形 三角锥形 正四面体形 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数 代表物 中心原子结合的原子数 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 HCHO BeCl2 3 2 3 0 3 2 0 2 — 2 1 (a – xb) SO2 2 2 1 3 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数 代表物 σ键 电子对数 孤电子 对数 价层电子对数 含孤电子对的VSEPR模型名称 分子的空间结构 平面三角形 直线形 HCHO BeCl2 3 0 3 2 0 2 平面三角形 直线形 SO2 “V”形 2 1 3 平面三角形 释·要点精讲 分子空间结构 价层电子对互斥理论 价层电子对数 含孤电子对VSEPR模型 略去孤电子对数 价层电子对互斥理论 分子或离子的空间结构 VSEPR模型预测分子空间结构的步骤 释·要点精讲 【典例1】 下列分子或离子中含有孤电子对的是（ ） A. NH4+ B. CH4 C. SiH4 D. PH3 D 分子空间结构 究·典例精析 【典例2】 应用价层电子对互斥理论推测BF3分子的空间构型（ ） A. 平面三角形 B. 四面体形 C. 直线形 D. “V”形 A 分子空间结构 究·典例精析 【演练1-1】 下列物质的空间结构与NH3相同的是（ ） A. H3O+ B. CH4 C. H2O D. CO2 A 练·变式演练 【演练1-2】 氯化亚硫( SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的空间结构说法正确的是（ ） A. 直线形 B. 四面体形 C. 三角锥形 D. “V”形 C 练·变式演练 【演练1-3】 下列分子或离子中，价层电子对互斥模型与分子或离子的空间结构不一致的是（ ） A. NH3 B. SO3 C. CCl4 D. CO2 A 练·变式演练 02 杂化轨道理论 杂化轨道理论 1. 能量相近的原子轨道发生混杂 电子 跃迁 重叠 成键 轨道 混杂 理论要点 各种空间结构 2. 生成杂化轨道能量相同、方向不同 3. 混杂前后轨道总数不变 4. 体系的能量降到最低（轨道间的排斥力最小） 莱纳斯·卡尔·鲍林 （1901-1994） 释·要点精讲 杂化轨道理论 sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的 sp3 1个s轨道 3个p轨道 符号含义 释·要点精讲 杂化轨道理论 sp3杂化轨道的形成分析 sp3杂化轨道 重叠成键 容纳4对电子 CH4分子的价层电子对数为4 中心原子价层电子对数为4 杂化轨道数为4 中心原子采取sp3杂化 释·要点精讲 杂化轨道理论 中心原子杂化轨道数=价层电子对数=孤电子对数＋σ键数 1 3 4 4 109°28′ 120° 180° 1 2 3 3 1 1 2 2 释·要点精讲 杂化轨道理论 中心原子杂化轨道数=价层电子对数=孤电子对数＋σ键数 化合物 中心原子核外电子排布式 价层电子对数 杂化轨道数目 杂化类型 VSEPR模型 名称 分子的 空间结构 CH4 NH3 H2O 正四面体形 三角锥形 V形 正四面体形 四面体形 四面体形 sp3 sp3 sp3 1s22s22p3 1s22s22p6 1s22s22p2 4 4 4 4+0=4 3+1=4 2+2=4 释·要点精讲 杂化轨道理论 中心原子杂化轨道数=价层电子对数=孤电子对数＋σ键数 化合物 中心原子核外电子排布式 价层电子对数 杂化轨道数目 中心原子杂化类型 VSEPR模型 名称 分子的 空间结构 BF3 SO2 BeCl2 C2H2 0+2=2 直线形 1+2=3 V形 直线形 平面三角形 1s22s22p2 0+2=2 直线形 直线形 1s22s2 0+3=3 平面三角形 平面三角形 1s22s22p1 sp2 sp2 sp 3 3 2 sp 2 3s23p4 释·要点精讲 杂化轨道理论 理论要点 1. 能量相近的原子轨道发生混杂 2. 杂化轨道能量相同、方向不同 3. 混杂前后轨道总数不变 4. 体系的能量降到最低 （轨道间的排斥力最小） 释·要点精讲 杂化轨道理论 理论应用 1. 中心原子的价层电子对数 = 杂化轨道数 价层电子对数为 4 时，其杂化类型为 sp3 杂化 价层电子对数为 3 时，其杂化类型为 sp2 杂化 价层电子对数为 2 时，其杂化类型为 sp 杂化 2. 杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 3. 未参与杂化的p轨道可用于形成π键 释·要点精讲 【典例1】 下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是( ) A．分子中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构 B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对 C．轨道杂化前后数目相等，形状、能量不同 D．杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子的空间构型结果常常相互矛盾 D 杂化轨道理论 究·典例精析 【典例2】 有关苯分子中化学键的描述正确的是( ) A．每个碳原子的一个sp2杂化轨道参与形成大π键 B．每个碳原子的未参加杂化的2p形成大π键 C．碳原子的3个sp2杂化轨道与其他碳原子形成2个 键和1个π键 D．碳原子的未参加杂化的sp2轨道与其他碳原子的2p成 键 B 杂化轨道理论 究·典例精析 【演练2-1】 以下有关杂化轨道的说法中正确的是( ) A．sp3杂化轨道中轨道数为4，且4个杂化轨道能量相同 B．杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键 C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理 D．sp2杂化轨道最多可形成2个σ键 A 练·变式演练 【演练2-2】 氨气分子的空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为( ) A．两种分子中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化，而CH4是sp3杂化 B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道 C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强 D．氨气分子的原子总数为4而甲烷为5 C 练·变式演练 【演练2-3】 下列说法正确的是( ) A．凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体 B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 C．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对 D．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 C 练·变式演练 感谢 您的聆听 THANKS 人教版选择性必修2 四原子 分子 CH2O ______ ________ 120° NH3 ________ 107° 五原子 分子 CH4 ________ ________ 分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型 三原子 分子 CO2 ______ ___________ 180° H2O ______ 105° $