《【化学】分子的空间结构课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【化学】分子的空间结构课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx（69页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、珞珞第二章第二章 分子的结构与性质分子的结构与性质第二节第二节 分子的空间结构分子的空间结构 第第1 1课时课时 空间结构与分子结构的测定空间结构与分子结构的测定 学习目标学习目标1.会判断一些典型分子的立体结构，认识分子结构的多样性和会判断一些典型分子的立体结构，认识分子结构的多样性和复杂性复杂性。2.通过对典型分子立体结构探究过程，学会运用观察、比较、分类及通过对典型分子立体结构探究过程，学会运用观察、比较、分类及归纳归纳 等等方法对信息进行加工，提高科学探究能力。能说明红外光谱等实验方法对信息进行加工，提高科学探究能力。能说明红外光谱等实验手手 段段在物质结构研究中的应用在物质结构研究中
2、的应用。3.通过观察分子的立体结构，激发学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙。通过观察分子的立体结构，激发学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙。知识回顾知识回顾共价键共价键键键键键键参数键参数键能键能键长键长键角键角衡量共价键的稳定性衡量共价键的稳定性描述分子的描述分子的空间结构空间结构的重要因素的重要因素成键方式成键方式“头碰头头碰头”,呈轴对称呈轴对称成键方式成键方式“肩并肩肩并肩”,呈镜像对称呈镜像对称指多原子构成的分子中的原子的空间关系问题指多原子构成的分子中的原子的空间关系问题知识精讲知识精讲1.单原子分子单原子分子，主要指，主要指稀有气体稀有气体。不不存在分子的存在分子的立体结构立体结
3、构问题。问题。2.双原子分子双原子分子，例如，例如O2、HCl等。构型等。构型一定一定是是直线形直线形 O2HCl3.三原子分子三原子分子其构型是其构型是直线形或直线形或V形形 化学式化学式电子式电子式分子的空间结构模型分子的空间结构模型结构式结构式键角键角CO2H2OO=C=O直线形直线形V形形180105一、多样的分子空间结构一、多样的分子空间结构知识精讲知识精讲化学化学式式电子式电子式结构式结构式键角键角分子的空间结构模型分子的空间结构模型空间结构空间结构空间空间填充填充模型模型球棍模型球棍模型CH2O NH3 4.四原子分子四原子分子乙炔乙炔C2H2直线直线形形白磷白磷P4正正四面体形
4、四面体形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形120107NHHHCOHH知识精讲知识精讲5.五原子分子五原子分子构型多，主要代表是构型多，主要代表是“正四面体形正四面体形”6、其他分子：、其他分子：形成分子的原子数越多，分子构型越复杂形成分子的原子数越多，分子构型越复杂CH3CH2OHCH3COOHC6H6CH3OHC8H8化学化学式式电子式电子式结构式结构式键角键角分子的空间结构模型分子的空间结构模型空间结构空间结构空间空间填充填充模型模型球棍模型球棍模型CH4 10928正四面体形正四面体形知识精讲知识精讲多多样样的的分分子子空空间间结结构构6、其他分子：、其他分子：形成分子的原子数越多，
5、分子构型越复杂形成分子的原子数越多，分子构型越复杂知识精讲知识精讲多多样样的的分分子子空空间间结结构构6、其他分子：、其他分子：形成分子的原子数越多，分子构型越复杂形成分子的原子数越多，分子构型越复杂知识精讲知识精讲分子世界如此形形色色，异彩纷呈，分子世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返美不胜收，常使人流连忘返。那么。那么分子结构又是怎么测定的呢？分子结构又是怎么测定的呢？指导阅读教材指导阅读教材P41、42知识精讲知识精讲二、分二、分子结构的测定子结构的测定测定分子结构的现代仪器和方法测定分子结构的现代仪器和方法1、红外光谱红外光谱晶体晶体X射线衍射射线衍射分子中的原子不是固
6、定不动的，而是处于不分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。红外线透过分子时，分子会吸断振动着的。红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中得知分子中含有何种含有何种化学键或官能团化学键或官能团的信息。的信息。测定键长和键角。测定键长和键角。知识精讲知识精讲1、红外光谱红外光谱检测仪检测仪样样品品棱棱镜镜光光源源光谱光谱红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫紫紫外外红红外外分
7、子分子不断振动不断振动一束红外线一束红外线吸收红外线吸收红外线(与化学键振动频率相同与化学键振动频率相同)红外图谱红外图谱分析出分析出化学键或官能团化学键或官能团对比对比量子化学计算量子化学计算红外图谱红外图谱知识精讲知识精讲3、用质谱仪测定分子的、用质谱仪测定分子的相对分子质量相对分子质量纵坐标表示相对丰度，横坐纵坐标表示相对丰度，横坐标表示标表示粒子的相对质量粒子的相对质量与与其其电荷数之比电荷数之比（m/z），简称），简称质质荷比荷比，化学家通过分析得知，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。，该物质是甲苯。相对分子质量最大质荷比相对分子质量
8、最大质荷比甲苯的相对甲苯的相对分子质量为分子质量为9292随堂检测随堂检测(8)所有的三原子分子都是直线形结构。所有的三原子分子都是直线形结构。()(9)所有的四原子分子都是平面三角形结构。所有的四原子分子都是平面三角形结构。()(10)五原子分子的空间结构都是正四面体形。五原子分子的空间结构都是正四面体形。()(11)由红外光谱可推测未知物的化学键。由红外光谱可推测未知物的化学键。()(12)P4和和CH4都是正四面体形分子且键角都为都是正四面体形分子且键角都为10928。()(13)由由CH4的结构可推测的结构可推测CH2Cl2也是正四面体也是正四面体。()1、正误判断：、正误判断：随堂检
9、测随堂检测2、下列说法错误的是下列说法错误的是()A.核磁共振氢谱图可以推知有机物分子中有几种不同类型氢原子及他核磁共振氢谱图可以推知有机物分子中有几种不同类型氢原子及他们的数目们的数目B.红外光谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成红外光谱法是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等微粒带正电荷的分子离子和碎片离子等微粒C.质谱法具有快速、微量、精确的特点质谱法具有快速、微量、精确的特点D.通过红外光谱法可以测知有机物所含的官能团通过红外光谱法可以测知有机物所含的官能团B3、下列分子中的立体结构模型正确的是、下列分子中的立体结构模型正确的是(
10、)A.CO2的立体结构模型的立体结构模型B.H2O的立体结构模型的立体结构模型C.NH3的立体结构模型的立体结构模型D.CH4的立体结构模型的立体结构模型D随堂检测随堂检测4、下列分子的空间结构与分子中共价键键角对应正确的是、下列分子的空间结构与分子中共价键键角对应正确的是 ()A.V形：形：105 B.平面正三角形：平面正三角形：120C.三角锥形：三角锥形：10928 D.正四面体形：正四面体形：10928B 5、下列说法正确的是下列说法正确的是()A.CS2分子的立体构型是分子的立体构型是V形形 B.NF3分子的立体构型是四面体形分子的立体构型是四面体形 C.键长、键角不同是导致分子构型
11、不同的主要原因键长、键角不同是导致分子构型不同的主要原因 D.正四面体形分子一定是五原子分子正四面体形分子一定是五原子分子C归纳总结归纳总结第二节第二节分子的空间结构分子的空间结构第第1课时课时分子结构的测定分子结构的测定多样的分子空间结构多样的分子空间结构方法方法仪器仪器三原子分子三原子分子四原子分子四原子分子五原子分子五原子分子早年科学家主要靠对物质的化学性质早年科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测进行系统总结得出规律后进行推测红外光谱仪：可分析分子中含有红外光谱仪：可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息何种化学键或官能团的信息现代科学家应用了许多测定分子结构的现代
12、仪现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱器和方法，如红外光谱、晶体、晶体X射线衍射等射线衍射等质谱仪：测定分子的相对分子质量质谱仪：测定分子的相对分子质量其他多原子分子的空间结构其他多原子分子的空间结构珞珞第二章第二章 分子的结构与性质分子的结构与性质第二节第二节 分子的空间结构分子的空间结构 第第2 2课时课时 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 授课人：罗庆红授课人：罗庆红学习目标学习目标1 1、理解理解价层电子对互斥理论的含义。价层电子对互斥理论的含义。2 2、能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构，、能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构，发展学
13、生的模型认知能力。发展学生的模型认知能力。知识回顾知识回顾写出写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：及分子的空间结构：分子分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式电子式结构式结构式中心原子中心原子有无孤对电子有无孤对电子空间结构空间结构O=C=O无无有有有有无无无无直线形直线形V 形形三角锥形三角锥形 平面三角形平面三角形 正四面体正四面体空间结构是空间结构是空间结构是空间结构是怎么推测呢怎么推测呢怎么推测呢怎么推测呢？知识精讲知识精讲一、价层电子对互斥理论一、价层电子对互斥理论（VSEPR模型模型）思考：思考：同为三原子分
14、子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的分子的空间结构空间结构 却却不同，为什么？不同，为什么？同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的分子的空间结构空间结构 也也不同，为什么？不同，为什么？知识精讲知识精讲1、内容：、内容：ABn的分子或离子的立体构型主要的分子或离子的立体构型主要取决于取决于中心原子的中心原子的价层价层电子对电子对之间的之间的相互排斥相互排斥。这些。这些电子对电子对在在中心原子周围中心原子周围尽可能按尽可能按互相互相远离远离的位置排布，使彼此间的的位置排布，使彼此间的排斥能最小排斥能最小。即分子的空间结构是即分子的空间结构是中心原子周围中心原子周
15、围的的“价层电子对价层电子对价层电子对价层电子对”相互排斥相互排斥的结果。的结果。解读：解读：中心原子：中心原子：对对ABn型分子，型分子，B围绕围绕A成键，则成键，则A为中心原子，为中心原子，B为配为配位位 或或端位原子。端位原子。n值为中心原子结合的原子数值为中心原子结合的原子数VSEPR的的“价层电子对价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的是指分子中的中心原子与结合原子间的 键电子对键电子对键电子对键电子对和中心原子上的和中心原子上的孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对。多重键只计其中的。多重键只计其中的键电子键电子对，对，不计不计电子对电子对。(一一)价层电子对互斥理论的解读价层电
16、子对互斥理论的解读预测分子空间构型的简单理论知识精讲知识精讲2、价层电子对的计算、价层电子对的计算价层电子对价层电子对=键键电子对电子对+中心原子上的中心原子上的孤电子对孤电子对键电子对数键电子对数=配位配位原子原子的数目的数目3、价层电子对之间的排斥作用的大小顺序是：、价层电子对之间的排斥作用的大小顺序是：孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对孤电子对成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对 注意：注意：有时计算出来的有时计算出来的孤电子对数不是整数，如孤电子对数不是整数，如NO2为为0.5，这时要按，这时要按1来对待，来对待，因为单电子也要占据一个轨道。因为单电子也要
17、占据一个轨道。对于阳离子：a价电子数电荷数；如 NH4+对于阴离子：a价电子数电荷数。如 CO32-孤电子对：孤电子对：指未形成指未形成共价键的成对价电子共价键的成对价电子知识精讲知识精讲计算计算H2O、NH3、SO3、NH4+、CO32分子或离子的分子或离子的孤电子对孤电子对数数和和键电子对数键电子对数分子分子或离或离子子中心中心原子原子中心原子中心原子上的孤电上的孤电子对数子对数键键电子对电子对数数价层电子价层电子对数对数H2OONH3NSO3SNH4+NCO32-C2 21 10 00 00 02 23 33 34 43 34 44 43 34 43 3知识精讲知识精讲二、二、价层电子对
18、互斥模型价层电子对互斥模型(VSEPR模型模型)与分子的空间构型与分子的空间构型价层电子对数价层电子对数 VSEPR模型模型分子的构型分子的构型及名称及名称典例典例2直线形直线形 CO23平面三角形平面三角形BF34正四面体形正四面体形 CH45三角双锥形三角双锥形 PCl56正八面体形正八面体形 SCl61、无孤电子对无孤电子对（即：（即：当中心原子上的价电子都用于形成共价键当中心原子上的价电子都用于形成共价键）时）时知识精讲知识精讲ABn立体结构立体结构范例范例n=2直线形直线形CO2n=3平面三角形平面三角形CH2On=4（正）（正）四面体形四面体形CH4n=5三角双锥三角双锥形形PCl
19、5n=6正八面体正八面体SF6中心原子上中心原子上无孤电子对无孤电子对（分子的（分子的VSEPR模型模型就是就是分子的空间构型）分子的空间构型）知识精讲知识精讲略去略去VSEPR模型模型中中心原子上中中心原子上的的孤电子对孤电子对，即为即为分子的空间结构分子的空间结构ABn孤电子对孤电子对 价层电子对价层电子对VSEPR模型模型 分子空间构型分子空间构型H2O NH3 PCl5 SO2 SO32-2 24 4V V形形形形正正正正四面体形四面体形四面体形四面体形1 14 4正正正正四面体形四面体形四面体形四面体形三角锥形三角锥形三角锥形三角锥形0 05 5三角三角三角三角双双双双锥形锥形锥形锥
20、形三角三角三角三角双双双双锥形锥形锥形锥形1 13 3三角锥形三角锥形三角锥形三角锥形V V形形形形1 14 4正正正正四面体形四面体形四面体形四面体形三角锥形三角锥形三角锥形三角锥形知识精讲知识精讲2、中心原子上中心原子上有孤电子对的分子有孤电子对的分子化学式化学式结构式结构式含孤电子对的含孤电子对的VSEPR模型模型分子的空间结构分子的空间结构模型模型H2ONH3写出写出NH3和和H2O的路易斯结构式。的路易斯结构式。知识精讲知识精讲分子分子或离或离子子中心原中心原子上的子上的孤电子孤电子对数对数中心原中心原子上的子上的价层电价层电子对数子对数VSEPR模模型型VSEPR模模型名称型名称分
21、子或离分子或离子的空间子的空间结构名称结构名称H2SNH2-CHCl3SiF42 42 40 40 4V形形四面体形四面体形正四面体形正四面体形V形形四面四面体形体形四面四面体形体形正四面体形正四面体形正四面体形正四面体形确定简单离子或分子的空间结构确定简单离子或分子的空间结构归纳总结归纳总结（1）确定）确定键电子对数键电子对数（2）确定中心原子上的孤电子对数）确定中心原子上的孤电子对数（3）得到中心原子上的价层电子对数）得到中心原子上的价层电子对数（4）画出分子的）画出分子的VSEPR模型模型（5）得到分子的立体构型）得到分子的立体构型确定分子的空间结构的步骤：确定分子的空间结构的步骤：归纳
22、总结归纳总结常见分子或离子的空间构型常见分子或离子的空间构型实例实例键电键电子对数子对数孤电子孤电子对数对数价层电价层电子对数子对数电子对的电子对的排列方式排列方式VSEPR模型模型分子的立分子的立体构型体构型BeCl2CO2 BF3BCl3 SO22 23 32 20 00 01 12 23 3直线形直线形直线形直线形平面三平面三平面三平面三角形角形角形角形直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形V V形形形形归纳总结归纳总结常见分子或离子的空间构型常见分子或离子的空间构型实例实例键电键电子对数子对数孤电子孤电子对数对数价层电价层电子对数子对数电子对的电子对的排列方式
23、排列方式VSEPR模型模型分子的立体分子的立体构型构型CH4CCl4 NH3H2O4 43 32 20 01 12 24 4正正四面体形四面体形四面四面体形体形三角锥形三角锥形V V形形归纳总结归纳总结常见分子或离子的空间构型常见分子或离子的空间构型实例实例键电子键电子对数对数孤电子孤电子对数对数价层电价层电子对数子对数电子对的电子对的排列方式排列方式VSEPR模模型型分子的立分子的立体构型体构型PCl5SF65 56 60 05 50 06 6三角双锥 三角双锥 正八面体 正八面体 学以致用学以致用分子或分子或离子离子键键电子电子对数对数孤电子孤电子对数对数价层电子价层电子对数对数VSEPR
24、模型模型空间结构空间结构HCNNO2NH2NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+PO43-0120100023434444直线形直线形 V 形形V 型型平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体04正四面体正四面体222334444直线形直线形平面三角形平面三角形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体正四面体正四面体平面三角形平面三角形四面体四面体四面体四面体拓展延伸拓展延伸 H2O、NH3的价层电子对均为的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形，模型均为四面体形，键角接近键角接近109，但，但H2O、NH3的的孤电子对分别为的的孤电子对
25、分别为2、1，分子中电分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对-成键电成键电子对子对 成键电子成键电子-成键电子成键电子，故，故H2O、NH3的键角均减小，但的键角均减小，但H2O中减小的更多，分别是中减小的更多，分别是105、107。判断分子中键角的大小判断分子中键角的大小 NO2-的价层电子对均为的价层电子对均为3，VSEPR模型均为平面三角形，键角模型均为平面三角形，键角接近接近120，孤电子对的排斥使得孤电子对的排斥使得NO2-的键角减小，变为的键角减小，变为115。拓展延伸拓展延伸1、【2021年全国乙卷】年全国乙卷】
26、H2O的键角小于的键角小于NH3的，分析原因：的，分析原因：H2O、NH3的价层电子对均为的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形，模型均为四面体形，由于斥力由于斥力孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对 成键电子成键电子-成键电子成键电子，因此孤电，因此孤电子对数越多，键角减小的越多，键角越小。子对数越多，键角减小的越多，键角越小。【结论【结论1】电子对之间的斥力大小顺序：电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对孤电子对-孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对 成键电子成键电子-成键电子成键电子中心原子的孤电子对数多，斥力大，键角小，如中心原子的孤电子对数多，斥力大，键角小，
27、如H3O+中键角大于中键角大于H2O键角。键角。拓展延伸拓展延伸2、【2020年山东卷】年山东卷】NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为：的键角由大到小的顺序为：同主族元素，随着原子序数递增，电负性逐渐减弱，则其同主族元素，随着原子序数递增，电负性逐渐减弱，则其氢化氢化物中成键电子对逐渐远离中心原子，致使成键电子对之间的排斥力物中成键电子对逐渐远离中心原子，致使成键电子对之间的排斥力降低，键角逐渐减小降低，键角逐渐减小，故键角由大到小的顺序是，故键角由大到小的顺序是NH3、PH3、AsH3。3、试解释：、试解释：NH3的键角大于的键角大于NF3的键角。的键角。F的的电负性大于电负性大于
28、H，则，则N-F键键中成键电子对更偏向于中成键电子对更偏向于F原子，致使原子，致使成键电子对之间的排斥力降低，键角变小成键电子对之间的排斥力降低，键角变小，故键角由大到小的顺序，故键角由大到小的顺序是是NH3NF3。【结论【结论2】电负性：中心原子电负性大，成键电子对斥力大，键角大，电负性：中心原子电负性大，成键电子对斥力大，键角大，例如例如H2O的键角大于的键角大于H2S的键角；配位原子电负性大，斥力小，键角小。的键角；配位原子电负性大，斥力小，键角小。拓展延伸拓展延伸4、试解释：、试解释：HCHO中，中，O-C-H键角（大于键角（大于120）大于）大于H-C-H（小于（小于120）。【结论
29、【结论3】由于三键、双键比单键包含的电子多，所以斥力大小顺序：三键双键由于三键、双键比单键包含的电子多，所以斥力大小顺序：三键双键单键单键。常用：。常用：双键间斥力双键间斥力 双键双键单键间斥力单键间斥力 单键间斥力单键间斥力。如。如SO2Cl2的的VSEPR模型为四面体型，模型为四面体型，S=O键是双键，键是双键，SCl键是单键，其中键是单键，其中O-S-O 10928，Cl-S-Cl O-S-Cl 电子对电子对-单电单电子子，NO2键角大于键角大于120，NO2键角小于键角小于120。拓展延伸拓展延伸6、试解释：、试解释：NO2、NO2-、NO2+键角大小。键角大小。NO2价层电子对为价层
30、电子对为3，VSEPR模型均为平面三角形，但模型均为平面三角形，但NO2中孤电子是一个中孤电子是一个单电子，单电子，由于由于斥力：电子对斥力：电子对-电子对电子对电子对电子对-单电子单电子，NO2键角大于键角大于120。NO2-价层电子对为价层电子对为3，VSEPR模型均为平面三角形，孤电子对数为模型均为平面三角形，孤电子对数为1，由于，由于斥力：孤电子对斥力：孤电子对-成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对-成键电子对成键电子对，NO2-键角小于键角小于120。NO2+价层电子对为价层电子对为2，VSEPR模型均为平面三角形直线型，键角模型均为平面三角形直线型，键角180。随堂检测随堂检测
31、1、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl42、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A、H2O B、CO2 C、C2H2 D、P4B BC珞珞珞珞第二章第二章 分子的结构与性质分子的结构与性质第二节第二节 分子的空间结构分子的空间结构 第第3 3课时课时 杂化轨道理论简介杂化轨道理论简介 授课人：罗庆红授课人：罗庆红学习目标学习目标1、结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型（、结合实例了解杂化轨道理论的要点和类型（sp3、sp2、sp）。
32、）。2、宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构以及杂化轨道理论，宏观辨识与微观探析：通过认识分子结构以及杂化轨道理论，能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构。能运用杂化轨道理论解释简单共价分子和离子的空间结构。3、证据推理与模型认知：结合杂化轨道理论与分子的立体构型，证据推理与模型认知：结合杂化轨道理论与分子的立体构型，能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。新课引入新课引入我们已经知道，我们已经知道，甲烷分子的甲烷分子的空间结构呈空间结构呈_，它的，它的4个个C-H的键长的键长_，H-C-H的键角皆为的键角皆为_。按照价键理论，甲烷的按照价键
33、理论，甲烷的4个个C-H单键都应该是单键都应该是_键。键。10928正正四面体形四面体形相同相同10928C原子的原子的4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3个相互垂直的个相互垂直的2p轨道和轨道和1个球个球形的形的2s轨道，用他们跟轨道，用他们跟4个氢原子的个氢原子的1s轨道重叠，不可能得轨道重叠，不可能得到正四面体形，针对这一问题，到正四面体形，针对这一问题，鲍林是如何解决的呢？鲍林是如何解决的呢？知识精讲知识精讲C原子原子2s22p2H原子原子s1s12个个C-H相互垂直相互垂直键角为键角为90sp3杂化杂化跃迁跃迁s4个个C-H，键角为，键角为10928sp p p基态基态sp p p激
34、发态激发态sp3 杂化轨道杂化轨道形成形成键键一、杂化轨道理论一、杂化轨道理论知识精讲知识精讲莱纳斯莱纳斯卡尔卡尔鲍林鲍林杂化轨道是一种价键理论模型。杂化轨道是一种价键理论模型。在在外外界界条条件件影影响响下下，原原子子内内部部能能量量相相近近的的原原子子轨轨道道重重新新组组合合形形成成新新的的原原子子轨轨道道的过程叫做原子的过程叫做原子轨道的杂化轨道的杂化。重重新新组组合合后后的的新新的的原原子子轨轨道道，叫叫做做杂杂化原子轨道，简称化原子轨道，简称杂化轨道杂化轨道。为了解释分子的空间结构，为了解释分子的空间结构，1931年鲍林提出了杂化轨道理论。年鲍林提出了杂化轨道理论。一、杂化轨道理论一
35、、杂化轨道理论轨道杂化的过程轨道杂化的过程：激发激发激发激发杂化杂化杂化杂化轨道重叠轨道重叠轨道重叠轨道重叠。知识精讲知识精讲原子在成键时，同一原子中原子在成键时，同一原子中能量相近能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。的原子轨道可重新组合成杂化轨道。参与参与杂化的原子轨道数等于杂化的原子轨道数等于形成形成的杂化轨道数。的杂化轨道数。杂化改变了杂化改变了中心原子中心原子原子轨道的形状、方向原子轨道的形状、方向。杂化使原子的成键能力增加。杂化使原子的成键能力增加。杂化前后杂化前后原子轨道数目不变原子轨道数目不变，且杂化轨道的能量相同。（，且杂化轨道的能量相同。（重新分配能量和重新分配能量和空间
36、方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道空间方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道）原子轨道的杂化原子轨道的杂化只有在形成分子的过程只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子不可能发中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化。生杂化。杂化轨道用于形成杂化轨道用于形成键键或者用来或者用来容纳未参容纳未参与成键的与成键的孤电子对孤电子对。未参与杂化未参与杂化的的p轨道可用于形成轨道可用于形成键。分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化类型键。分子的空间结构主要取决于原子轨道的杂化类型（sp、sp2、sp3等等）。杂化轨道数杂化轨道数=中心原子上的中心原子上的孤电子对数孤电子对数+与中心原子与中心原子结合
37、的原子数结合的原子数。杂化轨道理论要点杂化轨道理论要点知识精讲知识精讲价价层层电电子子空空轨轨道道激发激发杂杂化化轨轨道道轨道重新组合轨道重新组合成对电子成对电子中的一个中的一个与激发电与激发电子临近子临近能量相近、类型能量相近、类型不同的原子不同的原子吸收能量吸收能量轨道总数目不变，角轨道总数目不变，角度和形状发生变化，度和形状发生变化，成键时释放能量较多成键时释放能量较多，轨道重叠程度更大，轨道重叠程度更大，生成的分子更稳定生成的分子更稳定对杂化过程的对杂化过程的理解理解 sp3杂化轨道杂化轨道知识精讲知识精讲sp3杂化轨道杂化轨道CH4分子的形成分子的形成xyzxyz zxyzxyz10
38、928sp3杂化轨道是由杂化轨道是由一个一个一个一个n ns s轨道和轨道和三个三个np轨道杂化而得。轨道杂化而得。sp3杂化轨道杂化轨道的夹角为的夹角为1092810928，呈空间，呈空间正四面体正四面体正四面体正四面体形形(如如CHCH4 4、CFCF4 4、CClCCl4 4)。学以致用学以致用H原子原子s1s13个个N-H相互垂直相互垂直键角为键角为90s3个个N-H，键角为，键角为107N原子原子sp p p2s22p3基态基态sp3杂化轨道杂化轨道例例1、怎么用杂化轨道理论解释、怎么用杂化轨道理论解释NH3的空间结构呢？的空间结构呢？孤电子对孤电子对sp3杂化杂化形成形成键键知识精
39、讲知识精讲 sp2杂化轨道杂化轨道BF3分子的形成分子的形成 xyzxyz zxyzxyz120lsp2杂化轨道是由一个杂化轨道是由一个ns轨道和两个轨道和两个np轨道杂化而得。轨道杂化而得。sp2杂化杂化轨道间的夹角为轨道间的夹角为120，呈平面三角形，呈平面三角形(如如BF3)lsp2杂化后，未参与杂化的一个杂化后，未参与杂化的一个np轨道可以用于形成轨道可以用于形成键，如键，如乙烯分子碳碳双键的形成。乙烯分子碳碳双键的形成。知识精讲知识精讲碳的碳的sp2杂化轨道杂化轨道C2H4的形成的形成sp2杂化杂化：三个夹角为：三个夹角为120的的 平面三角形杂化轨道。平面三角形杂化轨道。2s2ps
40、p2杂化杂化sp2知识精讲知识精讲 键的存在使得键的存在使得C=C电子云密度增大，对成键电子对电子云密度增大，对成键电子对排斥力增大，排斥力增大，H-C-H键角变小（键角变小（120）。）。学以致用学以致用例例2、请同学们分析、请同学们分析BF3的中心原子杂化方式。的中心原子杂化方式。1个个B-F3个个B-F，键角为，键角为120B原子原子sp p p2s22p1基态基态形成形成键键sp2杂化杂化sp2杂化轨道杂化轨道pF原子原子2s22p5sp p psp p p未杂化轨道未杂化轨道知识精讲知识精讲 sp杂化轨道杂化轨道BeCl2分子的形成分子的形成xyzxyz zxyzxyz180sp杂化
41、轨道是由一个杂化轨道是由一个ns轨道和一个轨道和一个np轨道杂化而得。轨道杂化而得。sp杂化轨道间的夹杂化轨道间的夹角为角为180，呈直线形，呈直线形(如如BeCl2)。杂化后的。杂化后的2个个sp杂化轨道分别与氯原子的杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成轨道发生重叠，形成2个个键，构成直线形的键，构成直线形的BeCl2分子。分子。sp杂化后，杂化后，未参与杂化未参与杂化的两个的两个np轨道可以用于形成轨道可以用于形成键，如乙炔分子中键，如乙炔分子中的的CC键的形成。键的形成。sp杂化杂化sp知识精讲知识精讲碳的碳的sp杂化轨道杂化轨道C2H2的形成的形成sp杂化：杂化：夹角为夹角为1
42、80的直线的直线 形杂化轨道。形杂化轨道。2s2psp杂化杂化sp知识精讲知识精讲乙炔杂化轨道和成键乙炔杂化轨道和成键归纳总结归纳总结杂化轨道用于杂化轨道用于形成形成形成形成 键键键键或用来或用来容纳未参与成键容纳未参与成键容纳未参与成键容纳未参与成键的孤电子对（的孤电子对（不用于不用于形成形成键键）当当没有没有孤电子对时，能量相同的杂化轨道彼此远离，形成的分子为孤电子对时，能量相同的杂化轨道彼此远离，形成的分子为对称结构；对称结构；当当有有孤电子对时，孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生孤电子对时，孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生排斥排斥，形成的分子的空间结构也形成的分子的空间结构也
43、发生变化发生变化。杂化轨道与分子空间构型的关系杂化轨道与分子空间构型的关系学以致用学以致用1、甲醛分子的结构式为甲醛分子的结构式为 ，下列描述正确的是：，下列描述正确的是：A.甲醛分子有甲醛分子有4个个键键B.甲醛分子中的碳原子为甲醛分子中的碳原子为sp3杂化杂化C.甲醛分子中的氧原子为甲醛分子中的氧原子为sp杂化杂化D.甲醛分子为平面三角形，有一个甲醛分子为平面三角形，有一个键垂直于三角形平面键垂直于三角形平面D只有中心原子只有中心原子发生杂化，配发生杂化，配位原子不发生位原子不发生归纳总结归纳总结杂化类型杂化类型spsp2sp3轨道组成轨道组成轨道夹角轨道夹角杂化轨道杂化轨道示意图示意图实
44、例实例分子的空分子的空间结构间结构1 1个个个个nsns和和和和1 1个个个个npnp1 1个个个个nsns和和和和2 2个个个个npnp1 1个个个个nsns和和和和3 3个个个个npnp180180 120120 109109 2828BeClBeCl2 2BFBF3 3CHCH4 4直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形正四面体正四面体正四面体正四面体杂化轨道与分子空间构型的关系杂化轨道与分子空间构型的关系归纳总结归纳总结VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系模型与中心原子的杂化轨道类型的关系分析分析CO2、SO2、SO3、H2O、NH3、CH4的杂化轨道
45、类型、的杂化轨道类型、VSEPR模模型、空间构型，总结型、空间构型，总结VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型的关系。模型与中心原子的杂化轨道类型的关系。价价层层电子对数电子对数VSEPR模型模型VSEPR模型名称模型名称杂化杂化轨道数轨道数中心原子的杂中心原子的杂化轨道类型化轨道类型分子的空间分子的空间构型构型实例实例2 直线形直线形2sp直线形直线形BeCl2、CO23 平面三角形平面三角形3sp2V形形SO23 平面三角形平面三角形3sp2平面三角形平面三角形SO34 正正四面体形四面体形4sp3V形形H2O4 正正四面体形四面体形4sp3三角锥形三角锥形NH34 正四面体形正四面体形4
46、sp3正四面体形正四面体形CH4、CCl4归纳总结归纳总结判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法对于主族元素来说，对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数中心原子的杂化轨道数=价层电子数价层电子数=键电子对数键电子对数+孤电子对数孤电子对数规律：规律：当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型为时，其杂化类型为 杂化，杂化，当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为时，其杂化类型为 杂化，杂化，当中心原子的价层电子对数为当中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型为时，其杂化类型为 杂化。杂化。sp
47、3sp2sp归纳总结归纳总结含碳化合物中碳原子的杂化类型判断含碳化合物中碳原子的杂化类型判断规律：规律：如果碳原子形成如果碳原子形成1个个三键三键或或两个双键两个双键，则其中有，则其中有2个个键，用去键，用去2个个p轨道，形成的是轨道，形成的是sp杂化，如杂化，如CO2、HCCH等；等；如果如果碳原子形成碳原子形成1个双键个双键则其中必有则其中必有1个个键，用去键，用去1个个p轨道，形成轨道，形成的是的是sp2杂化，如杂化，如HCHO、CH2=CH2等；等；如果如果全部是单键全部是单键（即碳原子饱和），则形成（即碳原子饱和），则形成sp3杂化杂化，如，如CH4、CH3OH等。等。拓展延伸拓展延
48、伸PCl3中心原子的杂化类型为中心原子的杂化类型为sp3，那么，那么PCl5中心原子的中心原子的杂化类型如何杂化类型如何？三角双锥三角双锥sp3d杂化杂化3s3p3d 3s3p3d激发激发杂化杂化拓展延伸拓展延伸SF6中心原子的杂化中心原子的杂化正八面体正八面体sp3d2杂化杂化3s3p3d 激发激发3s3p3d 杂化杂化归纳总结归纳总结要点要点类型类型判断判断方法方法杂化轨杂化轨道理论道理论 轨道数不变轨道数不变 能量相近能量相近 成键力增强成键力增强 排斥力最小排斥力最小 sp、sp2、sp3 VSEPR模型模型 杂化轨道数目杂化轨道数目 键角键角 C原子杂化类型原子杂化类型随堂检测随堂检
49、测1、下列下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A、CO2与与SO2 B、CH4与与NH3C、BeCl2与与BF3 D、C2H2与与C2H4B2、下列下列分子的空间结构可用分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是杂化轨道来解释的是()BF3CH2=CH2 CHCHNH3CH4A、B、C、D、A随堂检测随堂检测3、下下列列分分子子中中的的中中心心原原子子的的杂杂化化方方式式为为sp杂杂化化，分分子子的的空空间间结结构构为直线形且分子中没有形成为直线形且分子中没有形成键的是键的是()A、CHCH B、CO2C、BeCl2 D、BF3C4、下列下列有关
50、甲醛有关甲醛(HCHO)分子的说法正确的是分子的说法正确的是()C原子采取原子采取sp杂化杂化 甲醛分子为三角锥形结构甲醛分子为三角锥形结构C原子采取原子采取sp2杂化杂化 甲醛分子为平面三角形结构甲醛分子为平面三角形结构A、B、C、D、C随堂检测随堂检测5、乙乙烯烯分分子子中中含含有有4个个C-H和和1个个C=C，6个个原原子子在在同同一一平平面面上上。下下列列关关于乙烯分子的成键情况分析正确的是于乙烯分子的成键情况分析正确的是()每个每个C原子的原子的2s轨道与轨道与2p轨道杂化，形成两个轨道杂化，形成两个sp杂化轨道杂化轨道每个每个C原子的原子的2s轨道与轨道与2个个2p轨道杂化，形成轨