高中化学专题4分子空间结构与物质性质4.1.3分子构型与物质的性质单元整合同步训练苏教版选修3

第1课时分子的空间结构模型课程目标1．能用杂化轨道理论判断分子的空间构型。

2．理解价层电子对互斥理论的含义。

3．知道一些常见简单分子的空间构型。

图说考点基础知识[新知预习]一、杂化轨道理论1．杂化轨道在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干____________的原子轨道重新组合，形成的一组能量相等、成分相同的新轨道。

．用杂化轨道理论解释甲烷分子的空间构型碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，________2s轨道和________2p轨道“混合”，形成________________的4个sp3杂化轨道碳原子的4个____________轨道分别与氢原子的________轨道重叠，形成4个相同的σ键CH分子为____________结构，分子中C—H键之间的夹角都是3.用杂化轨道理论分析C2H6、C2H4、C2H2的成键情况烷烃中C原子均采取sp3杂化；烯烃中碳碳双键两端的碳原子采取sp2杂化；炔烃中碳碳三键两端的碳原子采取sp杂化。

二、价层电子对互斥理论1．价层电子对互斥理论分子的____________是“价层电子对”相互________的结果。

2．价层电子对互斥模型与分子的立体结构(1)(2)中心原子有孤电子对的分子[即时性自测]1．下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是( )A．分子的中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构B．杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对C．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109° 28′、120°、180°2．下列分子的立体构型，可以用sp杂化方式解释的是( )A．HCl B．BeCl2C．BCl3 D．CCl43．下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是( )A．sp杂化轨道的夹角最大B．sp2杂化轨道的夹角最大C．sp3杂化轨道的夹角最大D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等4．用价层电子对互斥理论预测下列粒子的立体结构是三角锥形的是( )A．PCl3 B．BeCl2C. N H4+ D．SO35．下列分子或离子中心原子形成4对σ键电子对的是( )A．CO2 B．SO2C. C O32− D．CH46．回答下列问题：(1)计算下列分子或离子中点“·”原子的价电子对数。

专题4分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质第1课时分子的空间构型学习目标能用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型及等电子原理解释或预测一些分子或离子的空间构型。

一、杂化轨道及其类型1．杂化轨道(1）碳原子的电子排布式为__________，当2s的一个电子被激发到2p空轨道后，电子排布式为____________.(2)在外界条件影响下，原子内部能量________的原子轨道_________________的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做________________________,简称________________。

（3）参与杂化的原子轨道数等于________________________。

（4)原子轨道的杂化改变了原子轨道的____________________。

原子轨道的杂化使原子的成键能力增加.（5)杂化轨道为使相互间的排斥力最小,故在空间取最大夹角分布,不同的杂化轨道伸展方向________。

在多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫做__________。

键角与分子的形状（立体构型）有密切联系。

2．杂化轨道类型和空间构型（1) sp型杂化对于非过渡元素,由于n s、n p能级的能量接近,往往采用sp型杂化，而sp型杂化又分为sp杂化：________s轨道和________p轨道间的杂化.sp2杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。

sp3杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。

（2）对sp型杂化而言,杂化轨道的空间分布与形成分子的立体构型的关系:sp杂化：键角________，空间构型________形，例如：C2H2、BeCl2。

sp2杂化：键角________，空间构型________________形，例如：BF3。

sp3杂化：键角________，空间构型________________形,例如:CH4、CF4。

专题4 分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质课前预习问题导入氮气的化学性质不活泼，通常难以与其他物质发生化学反应，以N2为例分析氮原子的原子轨道是如何重叠形成共价键的？答：氮原子的核外电子排布式为1s22s22p1x2p1y2p1z,有3个未成对电子，当结合成分子时，P x-P y轨道“头碰头”方式重叠，P y-P y和P z-P z轨道“肩并肩”方式重叠，我们把原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。

所以在N2分子中有一个δ键和两个π键。

氮分子的结构式为N，电子式：。

知识预览1.分子的立体构型：__________常称为分子的立体构型。

2.杂化与杂化轨道的概念（1）轨道的杂化：____________________的过程。

（2）杂化轨道：____________________叫杂化原子轨道。

3.对称性的概念：对称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部分__________，它们经过不改变物体内任意两点间距离的操作__________，即操作前在物体某个地方有的部分，经操作后____________________，也就是说，____________________。

4.极性分子和非极性分子的概念（1）极性分子：______________________________称为极性分子。

（2）非极性分子：______________________________称为非极性分子。

5.杂化轨道的类型：（1）sp1杂化：sp1杂化轨道是由__________个s轨道和__________个p轨道组合而成。

每个sp1杂化轨道含有__________s和__________p的成分。

sp1杂化轨道之间的夹角为__________,呈__________形，如__________。

（2）sp2杂化轨道是由__________个s轨道和__________个p轨道组合而成。

专题四分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质思考、分析两个问题：1．S原子与H原子结合为什么形成H2S分子，而不是H3S或H4S？答案：共价键具有饱和性，S原子最外层有两个未成对电子，故只可与两个H原子结合形成两对共用电子对，形成H2S分子，而不会形成H3S或H4S2.C原子与H原子结合形成的是CH4分子？而不是CH2或CH3？CH4 分子为什么具有正四面体的空间构型？(1)杂化轨道的形成碳原子的1个2s轨道上的电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相同的4个sp3杂化轨道，可表示为(2)共价键的形成碳原子的4个sp3杂化轨道分别与四4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的σ键。

(3)CH4分子的空间构型甲烷分子中的4个C—H是等同的，C—H之间的夹角——键角是109.5°，形成正四面体型分子。

sp3杂化同一个原子中能量相近的一个ns轨道与三个np轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为sp3 杂化轨道。

一、杂化轨道及其理论要点1.杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程2.杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道3.轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。

4.杂化结果①变化：轨道的能量（降低）和方向发生改变；不变：轨道数目不变②杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。

杂化轨道增强了成键能力。

例如一个ns轨道与三个np轨道进行混合杂化后得到4个sp3 杂化轨道③常见杂化类型：sp、sp2、sp3④杂化轨道成键时应满足化学键间最小排斥，最大夹角如两个杂化轨道夹角理论上应为180°，三个杂化轨道为120°，四个为109°28′⑤杂化轨道一般用于形成σ键或容纳孤电子对。

未参与杂化的轨道上的电子可形成π键二、用杂化轨道理论解释分子的形成及分子中的成键情况1．用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成BF3是平面三角形构型，分子中键角均为120o；气态BeCl2是直线型分子构型，分子中键角为180o。

4.1分子构型与物质的性质一、选择题1.下列关于杂化轨道的说法错误的是（）A.所有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.杂化轨道中不一定有电子【解析】选A。

参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大,如1s与2s、2P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项错误,B项正确;杂化轨道的电子云一头大一头小,成键时利用大的一头,可使电子云重叠程度更大,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NH「H2O的形成），故D项正确。

2.（2015 •淮阴高二检测）下列关于杂化轨道的叙述正确的是（）A.杂化轨道可用于形成。

键,也可用于形成n键B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对C.NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的3个p轨道与氢原子的s轨道杂化而成的D.在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C-H O 键【解析】选B。

杂化轨道只用于形如键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成n键，故B正确,A不正确;NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的1个s轨道和3个p 轨道杂化而成的,C不正确;在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C-H O键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—C o键,D不正确。

【补偿训练】在CH； /中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是（）A.sp2 sp2B.sp3 sp3C.sp2 sp3D.sp sp3【解析】选C。

—CH3中C的杂化轨道数为4,采用sp3杂化；中间C的杂化轨道数为3,采用sp2 杂化。

3.用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为()A.正四面体型B.V形C.三角锥型D.平面三角形【解析】选D。

、初步认识分子空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分极性分子、非极性分子的极性CCl、存在的共价键．分子极性的判断注意：型分一、选择题1.下列说法中不正确的是（）A.共价化合物中不可能含有离子键B.有共价键的化合物，不一定是共价化合物C.离子化合物中可能存在共价键D.原子以极性键结合的分子，肯定是极性分子2.下列四种分子中，只含极性键而没有非极性键的是（）A.CH4B.CH3CH3C.CH2=CH2D.CH≡CH3.下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的一组是（）A.CH4、CCl4、CO2B.C2H4、C2H2、C6H6C.Cl2、H2、N2D.NH3、H2O、SO24.下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是（）A．氯化氢易溶于水B．氯气易溶于NaOH溶液C．碘易溶于CCl4 D．碘难溶于水5．下列物质易溶于苯的是（）A．NH3 B．HF C．I2 D．Br26.下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的一组是（）A.CH4、CCl4、CO2B.C2H4、C2H2、C6H6C.Cl2、H2、N2D.NH3、H2O、SO27．瑞典皇家科学院 10月10日宣布，诺贝尔化学奖授予“手性碳原子的催化氢化、氧化反应”研究领域作出贡献的美、日三位科学家。

下列分子中含有“手性碳原子”的是（）A．CBr2F2 B．CH3CH2OH C．CH3CH2CH3 D．CH3CH（OH）COOH8.下列有机物分子中带“*”碳原子就是手性碳原子。

该有机物分别发生下列反应，生成的有机物分子中含有手性碳原子的是（）A.与乙酸发生酯化反应B.与NaOH水溶液反应C.与银氨溶液作用只发生银镜反应D.催化剂作用下与H2反应9.已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190℃，则下列结论错误的是（）A.氯化铝是电解质B.固体氯化铝是分子晶体C.可用电解熔融氯化铝的办法制取金属铝D.氯化铝为非极性分子10.根据“相似相溶”的规律，下列溶剂可以用来从溴水中萃取溴的是（）(1)酒精(2) CCl4(3)液氨(4)苯(5)直馏汽油A.(1)(2)(4)(5)B.(2)(4)(5)C.(1)(3)(5)D.(1)(3)(4)11.根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是（）A .乙烯B .二氧化碳 C.二氧化硫 D.氢气二、填空题12.我们可把共价键按分为极性键和非极性键，而共价键产生极性的根本原因是，故此有人这样判断键的极性：凡是同种元素原子间形成的共价键属极性键，凡是异种元素原子间形成的共价键属非极性键。

专题4 分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质第1课时杂化轨道理论与分子空间构型一、教学目标1、初步认识杂化概念。

2、了解杂化轨道的类型，并能用杂化轨道理论判断分子的空间构型。

3、能运用杂化轨道理论解释或预测分子或离子的空间结构。

4、培养学生科学的世界观和实事求是的科学态度，激发学生探索未知世界的兴趣。

二、教学重点：能用杂化轨道理论判断分子的空间构型教学难点：杂化轨道理论三、教学过程复习：共价键(按成键方式) ：（1）σ键：头碰头（2）π键：肩并肩键参数：键能、键长、键角导入：我们已经知道甲烷分子呈正四面体形结构,它的4个C-H键的键长相同H —C--H的键角为109.28°。

按照我们已经学过的价键理论,甲烷的4个C-H单键都应该是0键然而碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠,不可能得到四面体构型的甲烷分子。

那这是问什么呢？师解释：形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。

1、分子轨道杂化甲烷分子形成过程像CH4分子一个s轨道与三个p轨道的杂化形成4个sp3杂化轨道的就是sp3 杂化请同学们参照甲烷分子形成过程为例用杂化轨道理论解释BF3和BeCl2分子的形成及结构。

4.杂化轨道的类型与空间结构⑴sp 1个s轨道1个p轨道杂化当中心原子取sp杂化轨道时，形成直线形的骨架结构，中心原子上有一对垂直于分子骨架的未参与杂化的p轨道。

例如CO2中的碳原子、H-C≡N:中的碳原子、BeF2分子中的铍原子等等都是sp杂化。

⑵sp2 1个s轨道2个p轨道杂化BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3、烯烃>C=C<结构中的中心原子都是以sp2杂化的。

以sp2杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp2骨架的未参与杂化的p轨道，如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠，并填入电子，就会形成π键。

分子的空间结构与物质性质1.化学键：化学键是分子中原子之间的连接力。

根据键的类型和性质，分子可以分为离子化合物、共价化合物和金属化合物。

离子化合物中，正负离子通过离子键相互吸引，空间结构多为离子晶体结构，物质通常具有高熔点和脆性。

共价化合物中，原子通过共用电子形成共价键，空间结构多样，可以是线性、平面三角、四面体等几何形状，物质性质因分子的空间结构而异。

金属化合物中，金属原子形成金属键，形成密堆积结构，物质常具有高电导性和可塑性。

2.分子的几何构型：分子的几何构型描述了分子中原子的相对位置。

几何构型对分子的理化性质具有重要影响。

以共价键为例，根据VSEPR理论（分子电子对排斥理论），分子中的电子对会尽量排布在能量最低的位置，从而使分子保持最稳定的构型。

线性分子的化合物通常具有较高的极性和溶解性，如CO2；平面三角形分子的形成使分子极化可能性降低，分子通常具有较低的极性和较小的溶解性，如BF3；四面体分子的形成使分子极化进一步降低，分子通常具有较低的活性和较小的溶解性，如CH43.立体异构：立体异构是指相同分子式但空间结构不同的化合物。

立体异构分为构象异构和对映异构。

构象异构是由于原子之间的键能旋转而产生的，如顺式和反式异构体。

这种异构通常不影响分子的性质，如2-氯丙烷的构象异构体。

对映异构是指分子的镜像结构，这种异构体由于具有手性，对极性溶剂和酶活性等都会有重要影响，如D-葡萄糖和L-葡萄糖。

立体异构中的分子的空间结构差异导致了它们在物质性质上的差异。

例如，对映异构体的手性决定了它们与手性分子的相互作用，因此在药物开发和生物学领域具有重要意义。

另外，立体异构体的旋光性也是分辨对映异构体的重要手段，它与分子的构象密切相关。

此外，立体异构也影响了分子的物理性质，如熔点、沸点和密度。

综上所述，分子的空间结构对物质的性质起着至关重要的影响。

通过了解分子的化学键、几何构型和立体异构，我们可以预测和解释物质的性质，为合理设计和利用分子提供指导。