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1、分子的空间构型分子的空间构型第一课时第一课时 价层互斥理论价层互斥理论一、形形色色的分子一、形形色色的分子H2OCO2 1 1、三原子分子立体结构、三原子分子立体结构直线形直线形180180V V形形105105一、形形色色的分子一、形形色色的分子 2 2、四原子分子立体结构、四原子分子立体结构HCHONH3平面三角形平面三角形120120三角锥形三角锥形1071073 3、五原子分子立体结构、五原子分子立体结构一、形形色色的分子一、形形色色的分子CH4正四面体正四面体4 4、其它、其它一、形形色色的分子一、形形色色的分子P4正四面体正四面体6060C2H2直线形直线形180180 同为三原子
2、分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结构却不分子的空间结构却不同，什么原因？同，什么原因？ 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空分子的的空间结构也不同，什么原因？间结构也不同，什么原因？二、价层互斥理论二、价层互斥理论1.1.内容内容对对ABm型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价价层电层电子子对对（包括成（包括成键键键键电电子子对对和未成和未成键键的的孤孤对电对电子子对对）之）之间间由于存在排斥力，将使分子的几何构型由于存在排斥力，将使分子的几何构型总总是采取是采取电电子子对对相互排斥最小相互排斥最小的那种构型，的那种构型，以使彼此
3、之以使彼此之间间斥斥力最小，力最小，分子体系分子体系能量最低能量最低能量最低能量最低, ,最稳定。最稳定。最稳定。最稳定。二、价层互斥理论二、价层互斥理论2.2.价层电子对（价层电子对（键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤对电子对孤对电子对）代表代表物物电子式电子式中心原子结合中心原子结合原子数原子数键电键电子子对对孤孤对电对电子子对对价层电价层电子对数子对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O: : :2342224314404202=键个数键个数+中心原子上的孤对电子对个数中心原子上的孤对电子对个数价层电子对数价层电子对数键电子对数键电子对数
4、= 与中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子数配位原子中卤素原子、配位原子中卤素原子、H原子提供原子提供1个价电子，个价电子，氧和硫氧和硫作为配位原子按不提供电子计算。作为配位原子按不提供电子计算。分子中价层电子对数分子中价层电子对数的的确定确定: :n=AA的价电子数的价电子数+B+B提供的价电子数提供的价电子数mm2以以ABABm m为例为例 (A(A中心原子中心原子,B,B配位原子配位原子) ) ：阳离子阳离子：中心原子的最外层电子数减去离子：中心原子的最外层电子数减去离子的电荷数；的电荷数；阴离子阴离子： 中心原子的最外层电子数加上离子中心原子的最外层电子数加上离子的电荷数）的电荷数
5、）二、价层互斥理论二、价层互斥理论 剖析内容剖析内容对对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价价层电层电子子对对（包括成（包括成键键键键电电子子对对和未成和未成键键的的孤孤对电对电子子对对）之）之间间由于存在排斥力，将使分子的几何构型由于存在排斥力，将使分子的几何构型总总是采取是采取电电子子对对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间间斥斥力最小，分子体系力最小，分子体系能量最低能量最低能量最低能量最低, ,最稳定。最稳定。最稳定。最稳定。排斥力最小排斥力最小A3.3.价电子对的空间构型即价电子对的空间构型即VSEPRVSEPR模型模型电子对数
6、目电子对数目电子对数目电子对数目：2 3 4VSEPRVSEPR模型模型模型模型： 二、价层互斥理论二、价层互斥理论直线直线直线直线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二、价层互斥理论二、价层互斥理论分子或分子或离子离子价层价层电子对电子对数数VSEPR模型及名称模型及名称分子的立体分子的立体构型及名称构型及名称CO2CO32-SO24. 4. VSEPRVSEPR模型应用模型应用预测分子立体构型预测分子立体构型233COOCOOOSOO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形形平面三角形平面三角形中心原子的孤对电子也要占据中心原
7、子的空间，中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成并与成并与成并与成键电子对互相排斥键电子对互相排斥键电子对互相排斥键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去。推测分子的立体模型必须略去VSEPRVSEPR模型中的孤电子对模型中的孤电子对模型中的孤电子对模型中的孤电子对二、价层互斥理论二、价层互斥理论分子或分子或离子离子价层电子对数价层电子对数VSEPR模型及名模型及名称称分子的立体构分子的立体构型及名称型及名称CH4NH3H2O4.4.价电子对的空间构型即价电子对的空间构型即VSEPRVSEPR模型应用模型应用444CHHHH
8、NHHHOHH正四面体正四面体正四面体正四面体正四面体正四面体三角锥形三角锥形正四面体正四面体V形形应用反馈应用反馈化学式化学式价层电子对数价层电子对数VSEPR模型模型H H2 2S SBFBF3 3NHNH2 2- -43空间构型空间构型V V形形平面三角形平面三角形 V 形形4平面三角形平面三角形四面体四面体四面体四面体SO42-ABn 型分子的型分子的VSEPRVSEPR模型模型和立体结构和立体结构VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数孤对电子对数分子类型 电子对的排布模型 立体结构立体结构 实 例 23平面平面三角三角形形2 0 AB2直线形直线形3 0 AB32 1 AB2价层电
9、子对数平面三角形平面三角形V V形形SO2直线直线形形CO2 BeCl2CH2O BF3 CO32-价层电子对数 VSEPRVSEPR模型模型成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布分子构型 实 例模型 4正四正四面面体体4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面体正四面体 CH4三角锥形三角锥形V V形形H2OH2SNH3 NCl3SO32-CH4 SiCl4NH4+知识拓展二：三三. .等电子原理等电子原理 具有相同具有相同价电子数价电子数( (价电子总数价电子总数) )和相同和相同原子数原子数的分子或离子具有相同的结构特征，的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为这一
10、原理称为“等电子原理等电子原理”。1.若若ABn型分子的中心原子型分子的中心原子A上没有未用于形上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（型，下列说法正确的（ ） A.若若n=2，则分子的立体构型为，则分子的立体构型为V形形 B.若若n=3，则分子的立体构型为三角锥形，则分子的立体构型为三角锥形 C.若若n=4，则分子的立体构型为正四面体形，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确以上说法都不正确C2.用价层电子对互斥模型判断用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型的分子构型 A、正四面体形、正四面体形 B、V形
11、形 C、三角锥形、三角锥形 D、平面、平面三角形三角形D课堂练习：课堂练习：1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有 形和形和 形，大多数四原子分子采取形，大多数四原子分子采取 形和形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。形。 2 、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+3 、下列分子、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中中,其键角由小到其键角由小到大的顺序为大的顺序
12、为 4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为10928 的是的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42-A、 B、 C、 D、直线V平面三角三角锥 DC正四面体正四面体分子的空间构型分子的空间构型第二课时第二课时杂化理论杂化理论写出碳原子的核外电子排布图，思考：写出碳原子的核外电子排布图，思考：C原子与原子与H原子结合形成的分子为什么是原子结合形成的分子为什么是CH4，而，而不是不是CH2或或CH3？C原子轨道排布图原子轨道排布图1s22s22p2H原子轨道排布图原子轨道排布图1s1按照我们已经学过的价键理论，甲烷的按照我们已经学过的价键理
13、论，甲烷的4个个C H单键单键都应该是都应该是键，然而，碳原子的键，然而，碳原子的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个球形的个球形的2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4个氢原子的个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子的甲烷分子CC为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论例如：例如： Sp3 杂化杂化 CH4分子的形成分子的形成sp3C：2s22p2三、杂化理论简介三、杂化理论简介1.1.概念：概念：在在形成分子形成分子时，在外界条件影响下若干时，在外界条件影
14、响下若干不同不同类型类型能量相近能量相近的原子轨道的原子轨道混合起来，重新组合成一组混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的新轨道的过程叫做原子轨道的杂化杂化，所形成的新轨道，所形成的新轨道就称为就称为杂化轨道杂化轨道。2.2.要点：要点：（2 2）参与杂化的各原子轨道）参与杂化的各原子轨道能量要相近能量要相近（同一能级（同一能级组或相近能级组的轨道）；组或相近能级组的轨道）；（1 1）只有在）只有在形成分子形成分子的过程中原子轨道才能进行的过程中原子轨道才能进行杂化杂化, ,孤立的原子不可能发生杂化。孤立的原子不可能发生杂化。（5 5）组合得到的杂化轨道与其他原子形成）组合得到的杂
15、化轨道与其他原子形成键或排键或排布孤对电子布孤对电子，而不会以空轨道的形式存在。，而不会以空轨道的形式存在。学学. .科科. .网网（4 4）杂化前后原子轨道）杂化前后原子轨道数目不变数目不变：参加杂化的轨道数：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向（一头大一头小，轨道的形状方向（一头大一头小，最大重叠原理最大重叠原理），），在成键时更有利于轨道间的重叠；故在成键时更有利于轨道间的重叠；故杂化轨道的成键杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的能力比未杂化的原子轨道的成键能力强成键能力强。（3 3）轨道杂化时，通常
16、有）轨道杂化时，通常有激发、杂化、轨道重叠激发、杂化、轨道重叠等等过程；过程；2.2.轨道杂化理论的基本轨道杂化理论的基本要点：要点：（6 6）中心原子采取的杂化类型决定了杂化轨道分布）中心原子采取的杂化类型决定了杂化轨道分布形状（形状（最小斥力原理最小斥力原理）及所形成的分子的几何构型。）及所形成的分子的几何构型。2.2.要点：要点：120FFFB例如：例如： Sp2 杂化杂化 BF3分子的形成分子的形成B B： 1s1s2 22s2s2 22p2p1 1没有没有3 3个成单电子个成单电子sp2sp2杂化180ClClBe例如：例如： Sp 杂化杂化 BeCl2分子的形成分子的形成Be原子：
17、原子：1s22s2 没有单个电子，没有单个电子，spsp杂化杂化ClClsppxpx三、杂化理论简介三、杂化理论简介3.3.杂化轨道分类：杂化轨道分类：sp3CH4原子原子轨道杂化轨道杂化等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。 杂化轨道杂化轨道 每个轨道的成分每个轨道的成分 轨道间夹角轨道间夹角( 键角键角) sp 1/2 s，1/2 p 180 sp2 1/3 s，2/3 p 120 sp3 1/4 s，3/4p 109283.3.杂化轨道分类：杂化轨道分类：三、杂化理论简介三、杂化理论简介H2O原子原子轨道杂化轨道杂化 O原子：原
18、子：2s22p4 有有2个个单电子，可形成单电子，可形成2个共价键，个共价键，键角应当是键角应当是90，Why? 2s2p2 对孤对电子对孤对电子杂化杂化不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的 不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对排斥力排斥力：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 成键电子对成键电子对- -成键电子对成键电子对三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断： 因为因为杂化轨道只能用于形成杂化轨道只能用于形成键或用来容键或用来容纳孤
19、电子对纳孤电子对，故有，故有 杂杂化化类类型的判断方法：先确定分子或离子的型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比模型，然后就可以比较较方便地确定中心方便地确定中心原子的原子的杂杂化化轨轨道道类类型。型。=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数杂化轨道数=中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数三、杂化理论简介三、杂化理论简介4.4.杂化类型判断：杂化类型判断：A的价的价电电子子对对数数234A的的杂杂化化轨轨道数道数杂杂化化类类型型A的价的价电电子空子空间间构型构型A的的杂杂化化轨轨道空道空间间构型构型ABmABm型分子
20、或离子空型分子或离子空间构型间构型对于对于ABmABm型分子或离子，其型分子或离子，其中心原子中心原子A A的杂化轨道的杂化轨道数恰好与数恰好与A A的价电子对数相等的价电子对数相等。234spsp2sp3直直线线型型平面三角形平面三角形正四面体正四面体直直线线型型平面三角形平面三角形正四面体正四面体直直线线型型平面三角平面三角形或形或V形形正四面体三角正四面体三角锥锥形或形或V形形例例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表物物质质价价电电子子对对数数中心原中心原子子杂杂化化轨轨道道类类型型杂杂化化轨轨道道/电电子子对对空
21、空间间构型构型轨轨道道夹夹角角分子空分子空间间构型构型键键角角气气态态BeCl2CO2BF3CH4NH4+H2ONH3PCl322344444spspspspspsp2 2spsp3 3直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形正四正四面体面体180180120109.5直线形直线形直线形直线形平面三平面三角形角形正四正四面体面体V形形三角三角锥形锥形1801801201092810928104.51071810718课堂练习课堂练习例题二：对例题二：对SO2与与CO2说法正确的是说法正确的是( ) A都是直线形结构都是直线形结构 B中心原子都采取中心原子都采取sp杂化轨道杂化轨道 C S原
22、子和原子和C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子 D SO2为为V形结构，形结构， CO2为直线形结构为直线形结构D试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况成键情况 C C原子在形成乙烯分子时，碳原子的原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s2s轨道与轨道与2 2个个2p2p轨道发生杂化，形成轨道发生杂化，形成3 3个个spsp2 2杂化轨道，伸向平面正杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个三角形的三个顶点。每个C C原子的原子的2 2个个spsp2 2杂化轨道分杂化轨道分别与别与2 2个个H H原子的原子的1s1s轨道形成轨道形成2 2个相同的个相同
23、的键，各自剩键，各自剩余的余的1 1个个spsp2 2杂化轨道相互形成一个杂化轨道相互形成一个键，各自没有杂键，各自没有杂化的化的l l个个2p2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成肩并肩重叠形成键。所以，在乙烯分子中双键由一键。所以，在乙烯分子中双键由一个个键和一个键和一个键构成。键构成。 C C原子在形成乙炔分子时发生原子在形成乙炔分子时发生spsp杂化，两个杂化，两个碳原子以碳原子以spsp杂化轨道与氢原子的杂化轨道与氢原子的1s1s轨道结合形成轨道结合形成键。各自剩余的键。各自剩余的1 1个个spsp杂化轨道相互形成杂化轨道相互形成1
24、 1个个键，两个碳原子的未杂化键，两个碳原子的未杂化2p2p轨道分别在轨道分别在Y Y轴和轴和Z Z轴轴方向重叠形成方向重叠形成键。所以乙炔分子中碳原子间以键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。叁键相结合。大 键 C6H6 sp sp2 2杂化杂化 第三课时第三课时分子的极性分子的极性极性分子极性分子 正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子非极性分子非极性分子 正电荷重心和负电荷重心相重合的分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子分子极性的判断方法分子极性的判断方法双原子分子双原子分子取决于成键原子之间的共价键是否有极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性多原
25、子分子多原子分子( (ABm型型) )取决于分子的空间构型取决于分子的空间构型分分子子极极性性的的判判断断判断下列分子的极性，并交流你的判断依据：双原子分子的极性：双原子分子的极性：分子分子H2O2Cl2HCl CO分子的极性分子的极性单质分子的极性：单质分子的极性：分子分子P4 C60分子的极性分子的极性非极性非极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性极性非极性非极性非极性非极性分分子子极极性性的的判判断断分子分子CO2BF3 CH4空间结构空间结构分子的极性分子的极性直直 线形线形 正三角形正三角形正四面体正四面体分子分子H2ONH3HCNCH3Cl空间结构空间结构分子的极性分子的极性V形
26、形 直线形直线形 四面体四面体三角锥形三角锥形多原子分子的极性：多原子分子的极性：非极性非极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性极性极性极性极性极性课本课本P72 活动与探究活动与探究 实验实验1实验现象：当摩擦带电的玻璃棒接近水滴实验现象：当摩擦带电的玻璃棒接近水滴时，水滴会随之运动。时，水滴会随之运动。实验结论：水是极性分子，正、负电荷重实验结论：水是极性分子，正、负电荷重心不重合，水分子在外界电场的影响下，心不重合，水分子在外界电场的影响下，略显电性，受到外界电场的作用而运动略显电性，受到外界电场的作用而运动。分子的极性与物质物理性质的关系分子的极性与物质物理性质的关系 分子的极性对物
27、质的熔点、沸点、溶解分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。性等物理性质有显著的影响。 如如“相似相溶规则相似相溶规则”完成课本完成课本P73交流与讨论、问题解决交流与讨论、问题解决下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）：）：1.凡是含有极性键的分子一定是极性分子。凡是含有极性键的分子一定是极性分子。2.极性分子中一定含有极性键。极性分子中一定含有极性键。3.非极性分子中一定含有非极性键。非极性分子中一定含有非极性键。4.非极性分子一定不含有极性键。非极性分子一定不含有极性键。5.极性分子一定不含有非极性键。极性分子一定不含有非极性键。6.凡是含有极性键的一定是极性分子。
28、凡是含有极性键的一定是极性分子。7.非金属元素之间一定形成共价键。非金属元素之间一定形成共价键。8.离子化合物中一定不含有共价键。离子化合物中一定不含有共价键。无答案无答案手性分子手性分子旋光性与对映异构现象旋光性与对映异构现象法国化学家路易法国化学家路易巴斯德（巴斯德（L LPasteurPasteur）发现酒）发现酒石酸钠铵有两种不同的晶体石酸钠铵有两种不同的晶体. .左旋和右旋酒石酸钠左旋和右旋酒石酸钠铵的晶体外型不对称，它们之间的关系相当于左铵的晶体外型不对称，它们之间的关系相当于左手与右手或物体与镜象。手与右手或物体与镜象。荷兰化学家范特荷夫和法国化学家勒比尔分别提荷兰化学家范特荷夫
29、和法国化学家勒比尔分别提出了碳原子的正四面体学说，碳原子处在四面体出了碳原子的正四面体学说，碳原子处在四面体的中心，四个价指向四面体的四个顶点，如果碳的中心，四个价指向四面体的四个顶点，如果碳原子所连接的原子所连接的四个基团互不相同四个基团互不相同，这四个基团在，这四个基团在碳原子周围就有两种不同的排列方式，代表两种碳原子周围就有两种不同的排列方式，代表两种不同的四面体空间构型，它们像左右手一样互为不同的四面体空间构型，它们像左右手一样互为镜象，非常相似但不能叠合。镜象，非常相似但不能叠合。左手和右手不能重叠左手和右手不能重叠 左右手互为镜像左右手互为镜像两种不同的四面体构型两种不同的四面体构
30、型乳酸分子的两种构型乳酸分子的两种构型手性碳原子手性碳原子 通常把与四个互不相同的原子或基团通常把与四个互不相同的原子或基团相连接的碳原子叫相连接的碳原子叫手性碳原子手性碳原子 。1下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH 练习：练习：CH2OHCH2OHOHB BA.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有下列化合物中含有2个个“手性手性”碳原子的是碳原子的是( )B B 3.下
31、下列列有有机机物物CH3COCHCHO含含有有一一个个手手性性碳碳原原子子(标标有有“*”的的碳碳原原子子)，具具有有光光学学活活性性。当当发发生生下下列列化化学学反反应应时时，生生成成新新的的有有机机物物无无光光学学活活性的是性的是( )A与银氨溶液反应与银氨溶液反应 B与甲酸在一定条件下发生酯化反应与甲酸在一定条件下发生酯化反应C与金属钠发生反应与金属钠发生反应 D与与H2发生加成反应发生加成反应 O*CH2OHD D4分子式为分子式为C4H10O的有机物中含的有机物中含“手性手性”碳原子碳原子的结构简式为的结构简式为_，葡萄糖分子中含有，葡萄糖分子中含有_个个“手性手性”碳原子，其加氢后碳原子，其加氢后“手性手性”碳原子碳原子数为数为_个。个。 CH3CCH2CH3HOHCH2CHCHCHCHCHOOH OHOHOHOHCH2CHCHCHCHCH2OHOH OHOHOHOH
