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1、 常见分子的常见分子的VSEPR模型模型和和立体构型立体构型的确定的确定中心原子价层电子对数n键电子对数 (axb)知识回顾NH3 :4+ (6+242) =404 SO42- :3+ (531) =314 VSEPR模型模型:四面体形四面体形VSEPR模型模型:四面体形四面体形立体构型立体构型:正四面体形正四面体形立体构型立体构型:三角锥形三角锥形分子的立体构型立体构型略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间微粒中心原子中心原子键电子对数中心原子孤电子对数立体构型CS2220直线形PCl3431三角锥形H2S422V形CH2O330平面三角形H3O431三角锥形NH4+440正四面体形B
2、F3330平面三角形SO2321V形飞升加餐练飞升加餐练(2)若ABn的中心原子上有一对孤电子对未能成键，当n2时，其立体构型为_；当n3时，其立体构型为_。(axb)=1 =2V形三角锥形 =3C=O键与CCl键之间电子对的排斥作用强于CCl键与CCl键之间电子对的排斥作用(3)俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)为平面三角形，但CCl键与C=O键之间的夹角为124.3；CCl键与CCl键之间的夹角为111.4，解释其原因：分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：.孤电子对之间的斥力孤电子对与共用电子对之间的斥力共用电子对之间的斥力；.双键与双键之间的斥力双键与单键之间的斥力单键与单键之间的
3、斥力；.X原子得电子能力越弱，AX形成的共用电子对之间的斥力越强CO2、N2OV形直线形原子总是相同，价电子总数相同2.(1)利用利用VSEPR模型推断分子或离子的立体构型。模型推断分子或离子的立体构型。PO43-_正四面正四面体形体形_；CS2_直线型直线型_； AlBr3(共价分子共价分子)_平面三角形平面三角形 (2)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式。平面三角形分子平面三角形分子_BF3_，三角锥形分子，三角锥形分子_NF3_，四面体形分子，四面体形分子_CF4_。(3)为了解释和预测分子的立体构型，科学家在归纳了许多
4、已知的分子立体构型的基础上，提出了一种为了解释和预测分子的立体构型，科学家在归纳了许多已知的分子立体构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型十分简单的理论模型价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是_中心原子上的价中心原子上的价电子都用于形成电子都用于形成共价键共价键_；另一类；另一类是是_中心原子上有孤中心原子上有孤电子对电子对_。BF3和和NF3都是四个原子的分子，都是四个原子的分子，BF3的中心原子是的中心原子是_B_，NF3的中心原子是的中心原子是_N_；BF3分子的立体构型是分子的立体构型是平面三角形平面三角形而而NF3分
5、子的立体构型是分子的立体构型是三角锥形三角锥形的原因的原因是：是：BF3分子中分子中B原子的原子的3个价电子个价电子都都与与F原子原子形成共价键，形成共价键，而而NF3分子中分子中N原子的原子的3个个价电子与价电子与F原子原子形成共价键形成共价键，还有，还有一对一对未成未成键的键的孤电子对孤电子对，占据了，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形3.试回答下列问题：(1)利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的立体构型：SeO3_平面三角形平面三角形_； SCl2_V形形_； NO2+_直线形直线形_； NO2-_V形形_； HCHO_平面
6、三角形平面三角形_； HCN_直线型直线型_。(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小：甲醛中HCH的键角_120(填“”“”或“”，下同)；SnBr2分子中BrSnBr的键角_120；PCl3分子中，ClPCl的键角_109.5。（1）价层电子对数的计算）价层电子对数的计算（2）)甲醛甲醛为平面形分子，为平面形分子，由于由于C=O与与CH之间的排斥作用大于之间的排斥作用大于2个个CH之间的排斥作用，所以甲醛分之间的排斥作用，所以甲醛分子中子中CH键与键与CH键的夹角键的夹角小于小于120。SnBr2分子中，分子中，Sn原子的原子的价电子对数价电子对数是是3，成键电子对数，成键电子对数2，孤电
7、子对数孤电子对数1，由于孤电子对与，由于孤电子对与Sn-Br键键的排斥作用大于的排斥作用大于Sn-Br键之间的排斥作用，故键角键之间的排斥作用，故键角120。PCl3分子中，分子中，P的的价层电子对数价层电子对数为为 4，成键电子对数成键电子对数3,孤电子对数孤电子对数1，由于孤电子对与，由于孤电子对与PCl键的排键的排斥作用大于斥作用大于PCl键间的排斥作用，所以键间的排斥作用，所以ClPCl的键角小于的键角小于109.5。课堂反思 针对自己的错题，小结没掌握的知识点和规律。第二章第二节分子的立体构型第2课时杂化轨道理论学习目标基础性目标：我知道杂化轨道理论的基本内容拓展性目标：1、我能根据
8、杂化轨道理论解释简单分子或离子的立体构型。 2、我能进一步了解有机化合物中碳的成键特征。挑战性目标：我可以分析原子轨道的杂化过程，并且改编相关题一、杂化轨道理论键角：10928CH4美国著名化学家，莱纳斯卡尔鲍林 曾2次获得诺贝尔奖 用用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，C原子的价电子排布式为2s22p2,其能量相近的2s能级上的1个电子跃迁到2p能级上形成激发态，此时2s与2p轨道的能量不相同，然后一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等、成分相同、电子云形状相同的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键
9、形成CH4分子，所以四个CH键是等同的。碳原子的sp3杂化可表示如下：一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论1.概念概念轨道的杂化：在形成多原子分子时，中心原子轨道的杂化：在形成多原子分子时，中心原子价电子层价电子层上的某些上的某些能量能量相近相近的原子轨道发生混杂，重新组合成与原轨道数的原子轨道发生混杂，重新组合成与原轨道数相等相等的一系列新的轨的一系列新的轨道的过程。道的过程。杂化轨道：杂化后形成的杂化轨道：杂化后形成的能量相同、成分相同、电子云形状相同能量相同、成分相同、电子云形状相同的的新的原子轨道。新的原子轨道。碳原子的sp3杂化可表示如下：2.小结小结相近相等相同等于形状方向增强碳原子的
10、sp3杂化可表示如下：3.杂化过程杂化过程小结：杂化轨道：只用于形成小结：杂化轨道：只用于形成键键和和容纳孤电子对容纳孤电子对。 未参与杂化的轨道：用于形成未参与杂化的轨道：用于形成键键 杂化的轨道数杂化的轨道数= =价层电子对数价层电子对数 杂化轨道的立体构型杂化轨道的立体构型和和VSEPRVSEPR模型模型相同相同VSEPR模型3.杂化过程杂化过程4.杂化轨道类型及其立体构型杂化轨道类型及其立体构型(1)sp杂化sp杂化：sp杂化轨道是由一个 轨道和一个 轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹角为 ，呈 形，如BeCl2分子。sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成键，如乙炔分子中的CC
11、键的形成。(2)sp2杂化sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个 轨道和两个 轨道杂化而得。sp2杂化轨道间的夹角为 ，呈 形，如BF3分子。sp2杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成键，如乙烯分子中的C=C键的形成。nsnp180直线nsnp120平面三角(3)sp3杂化sp3杂化：sp3杂化轨道是由一个 轨道和三个 轨道杂化而得。sp3杂化轨道的夹角为 ，呈空间 形(如CH4、CF4、CCl4)。sp3杂化后，所有的np轨道都形成键，不能形成键。nsnp10928正四面体归纳总结归纳总结(1)原子轨道的杂化过程(2)杂化类型与分子的立体构型中心原子(A)的杂化类型参与杂化的轨道生成杂化
12、轨道数成键电子对数A原子的孤电子对数分子的立体构型实例分子式结构式sp1个s1个p220直线形BeCl2ClBeClsp21个s2个p330平面三角形BF321V形SO2价层电子对数sp31个s3个p440正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O例例1下列关于杂化轨道的说法错误的是A.并不是所有的原子轨道都参与杂化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.杂化轨道中一定有电子解析解析参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s与2s、2p的能量相差太大，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、B项正确；杂化轨道的电子云一头大
13、一头小，成键时利用大的一头，可使电子云的重叠程度更大，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、H2O的形成)，故D项错误。例例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，但轨道的形状发生了改变B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为10928、120、180C.四面体形、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解析解析杂化轨道：用于形成键和容纳孤电子对。二、杂化类型及分子构型的判断1.杂化轨道的用途及其类型的判断杂化轨道的用途及其类型的判断(1)用途：杂化轨道只能用于形
14、成键或者用来容纳，而两个原子之间只能形成一个键。(2)判断方法：杂化轨道数 中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。中心原子孤电子对数价层电子对数键键2.杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型杂化轨道的立体构型与微粒的立体构型VSEPR模型和杂化轨道的立体构型是一致的，略去VSEPR模型中的孤电子对，就是分子(或离子)的立体构型。代表物项目CO2CH2OCH4SO2NH3H2O价层电子对数234344杂化轨道数234344杂化类型spsp2sp3sp2sp3sp3中心原子价层电子对数键电子对数孤电子对数 (axb)杂化轨道立体构型直线形平面三角形正四面体形平面三角形四面体形四面体形VSE
15、PR模型 直线形平面三角形正四面体形平面三角形四面体形四面体形分子构型直线形平面三角形正四面体形V形三角锥形V形代表物项目CO2CH2OCH4SO2NH3H2O归纳总结归纳总结杂化类型的判断方法杂化类型的判断方法(1)利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断分子构型的思路：价层电子对数 杂化轨道数 杂化类型 杂化轨道构型。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为10928，则中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则中心原子发生sp杂化。(3)有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的
16、碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。例例3(2018深州中学期中)下列分子中中心原子的杂化方式和分子的立体构型均正确的是A.C2H2：sp2、直线形 结构式为HCCH sp杂化 B. ：sp3、三角锥形 4+ (6+242) =404 sp3杂化，正四面体形C.H3O：sp3、V形 3+ (6-131) =314 sp3杂化，三角锥形D. BF3：sp2、平面三角形 3+ (331) =303 例例4计算下列各微粒中心原子的杂化轨道数，判断中心原子的杂化轨道类型，写出VSEPR模型名称。(1) _、_、_。(2) _、_、_。(3) _、_、_。(4) _、_、_。(5) _、
17、_、_。2sp直线形4sp3正四面体形4sp3四面体形4sp3四面体形3sp2平面三角形学习小结杂化轨道类型VSEPR模型典型分子立体构型spCO2直线形sp2SO2V形sp3H2OV形sp2SO3平面三角形sp3NH3三角锥形sp3CH4正四面体形达标检测1.能正确表示CH4中碳原子的成键方式的示意图为解析解析碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子4个价电子分占在4个sp3杂化轨道上，且自旋状态相同。2.有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是A.两个碳原子采用sp杂化方式B.两个碳原子采用sp2杂化方式C.每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成键D.两个碳原子形成两个键解
18、析解析乙炔中每个碳原子价层电子对数是2且不含孤电子对，所以碳原子采用sp杂化，A正确，B错误；每个碳原子中两个未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成键，C正确；两个碳原子之间形成1个键2个键，D正确。3.原子轨道的杂化不但出现在分子中，原子团中同样存在原子轨道的杂化。在 中S原子的杂化方式为A.sp B.sp2C.sp3 D.无法判断解析解析在 中S原子的孤电子对数为0，与其相连的原子数为4，所以根据杂化轨道理论可推知中心原子S的杂化方式为sp3杂化，立体构型为正四面体形，类似于CH4。4.在SO2分子中，分子的立体构型为V形，S原子采用sp2杂化，那么SO2的键角A.等于120 B.大于120C.小
19、于120 D.等于180解析解析由于SO2分子的VSEPR模型为平面三角形，从理论上讲其键角应为120，但是由于SO2分子中的S原子有一对孤电子对，对其他的两个化学键存在排斥作用，因此分子中的键角要小于120。5.下列关于原子轨道的说法正确的是A.杂化轨道形成共价键时，只能形成键不能形成键B.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.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其立体构型都是正四面体形D.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 起来而形成的解析解析中心原子采取sp3杂化，轨道形状是正四面体，但如果中心原子还有孤电子对，分子的立体构型则不是正四面体；CH4分子中的sp3杂化轨道是C原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化而成的；AB3型的共价化合物，A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化。解析解析ClO的组成决定其立体构型为直线形。其他 3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化，那么从离子的组成上看其立体构型依次类似于H2O、NH3、CH4(或 )。直线形V形三角锥形正四面体形本课结束