高二化学选修3第2章第2节分子的立体结构课件(共3课.

3 4 2 5
6 5 4 4
结合的 原子数
2 3
3
2 4 6
5 3 4
孤对电 子对数
2 0
1
0 1 0
0
1 0
②确定价层电子对构型
价层电
子对数 2 3 4
5
6
目
价 子 型注层 对意电 构：的孤分对直线布电方子平 三 型向的面 角，存从在正 面而会四 体改改变变化键三 双合合角锥电物子的正面对键角八体
sp3
型
dsp2
sp3d
sp3d2 d2sp3
杂
化 轨
2
3
4
4
5
6
道
轨
道 夹
180°
120°
109°28′
180°/90 °
90°/120 90°/180 °/180 ° °
角
空
间 构
直线 型
平面三 角型
正四面体
平面正方 形
三角双锥
正八面体
四、配合物理论简介
1、配位键
①定义：共用电子对由一个原子单方向 提供给另一个原子共用所形成| 的共价键称配位键。
Fe3+ + 3SCN— = Fe(SCN)3
黄色
血红色
Fe3+ + nSCN— = [Fe(SCN)n ]3-n (n=1-6) 血红色
银氨溶液的配制
Ag++ NH3·H2O = AgOH↓+ NH4+ 白色沉淀
AgOH+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++ OH—+2H2O
二氨合银离子
第二章 分子的结构与性质

分子的立体构型 ---杂化轨道理论
思考
↑↓
↑↓
1s 2s
↑↑
2p
根据碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与
氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
↑↓碳原子的一个2S电子受外界影响跃迁到2P空轨道 上，使碳原子具有四个单电子，因此碳原子与氢原子 结合生成CH4。
思考
如果C原子就以1个2S轨道和3个2P轨道上的单电子，
D.H2O
B ❖ 2.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（ ）
❖ A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
❖ C.BeCl2与BF3
D.C2H2与C2H4
❖ 3.ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-中Cl都是以sp3杂化轨道与 O原子成键的，试推测下列微粒的立体结构
直线形
V形 三角锥形 正四面体
强调：杂化前后轨道数目不变。即杂化轨道数=参与杂化的轨道数目 如：1个s，1个p形成2个完全相同的sp杂化轨道,
1个s，2个p形成3个完全相同的sp2杂化轨道, 1个s，3个p形成4个完全相同的sp3杂化轨道, 杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。
2说明：
(1)只有能量相近的原子轨道才能杂化。 (2)杂化轨道数目和参与杂化的原子轨道数目相等，杂 化轨道能量相同。
例题
❖ 例：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
❖ 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π键
❖ D．两个碳原子形成两个π键
返回
C ❖ 1.下列分子中心原子是sp2杂化的是 （ ）
❖ A.PBr3
B.CH4
C.BF3

2
无孤电子对 CH2O
3
CH4
4
分子 类型
AB2 AB3 AB4
空间构型 直线形
平面三角形 正四面体
有孤电子对 H2O
2
AB2
V形
NH3
3
AB3 三角锥形
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型 人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
::
..
CH2O
H. . . . H C O. .
.. ..
CH4
H H:C :H
H
O=C=O H-C-H
H H-C-H
H
直线形
V 形 三角锥形 平面三角形 正四面体
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
分析CO2 、 H2O、NH3 、CH2O、CH4电子 式的中心原子价电子层电子的成键情况。
3、五原子分子立体结构 最常见的是正四面体
CH4
正四面体
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
一、形形色色的分子
4、其它
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
P4
正四面体 60°
C2H2
直线形 180°
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
C60
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
C20
C40
C70
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型 人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型
人教版化学选修三第二章第二节分子 的立体 构型

四、配合物理论简介
（一）配位键和配位化合物
1、配位键
⑴概念：共用电子对由一个原子单方向提供给另一
原子共用所形成的共价键。
⑵表示： A
B
电子对给予体 电子对接受体
⑶条件：其中一个原子必须提供孤对电子。另一原
子必须有能接受孤对电子的空轨道。
举例： NH4 +
H3O+
实验2-1 CuSO4 CuCl2.2H2
共轭大л键
苯分子中6个碳原子连接成环，每个碳原子上再连一个 氢原子，所有原子处在同一个平面上。
苯的结构式里的碳-碳键有单键和双键之分，这种结构满 足了碳的四价，可是事实上苯分子的单键和双键的键长和键能 并没有区别，苯的结构式并不能反映这个事实。苯形成p-p大 键。
大π 键
C6H6
C6H6的大π键（离域键）
• 杂化 轨道：原子轨道组合杂化后形成的 一组新轨道
• 杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、sp3d2等 • 杂化结果：重新分配能量和空间方向，组
成数目相等成键能力更强的原子轨道 • 杂化轨道用于容纳σ键和孤对电子
1、sp3 杂
化
思考： 学习价层电子互斥模型知道: NH3和H2O的模型和甲烷
分子一样,也是四面体形的, 它们的中心原子是不是sp3杂化呢？
ABn 立体结构 n=2 直线型 n=3 平面三角形 n=4 正四面体型
范例 C02
CH20 CH4
另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键 的电子对)的分子，如H2O和NH3，中心原子上的孤对电子也 要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。
例如，H20和NH3的中心原子工分别有2对和l对孤对电 子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥， 形成四面体，因而H：O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。

化学式
HCN
SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－
价层电 结合的原 孤对电子
子对数 子数
对数
2
2
0
3
2
1
4
2
2
3
3
0
4
3
1
4
4
0
4
4
0
4
4
0
4
4
0
化学式
H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4
价层电 子对数
4 3 4
2
5
2、四原子分子的空间结构
①平面三角型： SO3、HCHO ②三角锥型： NH3
3、五原子分子的空间结构
①四面体： CCl4、 CH4 ②其它等
二、价层电子对互斥（VSEPR）理论
（ Valence Shell Electron Pair Repulsion ）
1、理论要点
共价分子中，中心原子周围电子对排布的几 何构型主要取决于中心原子的价层电子对的 数目。价层电子对各自占据的位置倾向于彼 此分离得尽可能的远，此时电子对之间的斥 力最小，整个分子最稳定。 价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对
4
0
4
四面体
3
1
电子对的 排列方式
分子的 空间构型
四面体
三角锥
实例
CH4 CCl4 NH4＋ SO42—
NH3 PCl3 SO32－ H3O+
2
2
V—型
H2O
电子对 电子对的 成键电 孤电子 数目 空间构型 子对数 对 数
电子对的 排列方式

4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109°28′ 的是＿ ＿C＿＿
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤ 5、用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 ＿D＿＿ A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形
课堂练习
6.下列物质中，分子的立体结构与水分子
杂化轨道
杂化轨道
基本要点：在形成分子时，由于原子的相 互影响，若干不同类型能量相近的原子轨 道混合起来，重新组合成一组新轨道。这 种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成 的新轨道就称为杂化轨道。
杂化前后轨道数目不变。 杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。
sp3杂化 CH4的空间构 型为正四面体
C：2s22p2
A.若n=2，则分子的立体构型为V形 B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形 C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确
课堂练习
美国著名化学家鲍林（L.Pauling, 1901— 1994）教授具有独特的化学想象力：只要
给他物质的分子式，他就能通过“毛估”
1.价层电子对数目的计算
价层电子对数 = 1/2( a + xb ) a为中心原子的价电子数;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
强调:（1）与中心原子连接的原子
如果是氧或是硫则b为0 （2）阴阳离子的孤电子对计算
价层电子对数目 =δ键电子对+孤电子对数
分子或 中心 a
CH4
5、其它：
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
资料卡片： 形形色色的分子 C60

用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
CH4分子（sp3杂化）
2s
2 p 激发 2s 2 p
sp 3杂化
sp3
三、杂化轨道理论简介
1、sp3杂化 由1个S轨道和3个P轨道组合而成， 杂化轨道间的夹角为109°28′，呈 四面体形。如CH4。
要点：
基态 原子
激发态 原子
1个S轨 道和3个 P轨道
混杂
4个相同的 SP3杂化轨道
7 、自卑的人，总是在自卑里埋没的自己，记住，你是这个世界上唯一的。 3 、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少 。
5 、生命的路上，耐心使你获得力量，耐心使你认清方向;耐心使你坦途疾进，耐心使你少遭波浪。寻着古往今来的路，在耐心的帮助下看生 活。
杂化轨道间 夹角
VSEPR模 型名称
180°
直线形
实 例 BeCl2 , C2H2
sp2
sp3
1个s + 2个p 1个s + 3个p
3个sp2杂化轨 4个sp3杂化轨
道
道
120° 109°28′
平面三角形 四面体形
BF3 , C2H4 CH4 , CCl4
杂化轨道理论解释微粒的立体构型 杂化轨道数= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
课堂练习
例1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类
型相同的是 ( B )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
例2：对SO2与CO2说法正确的是( D )
A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道 C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构， CO2为直线形结确定杂化轨道类型的方法

C原子轨道子轨道排布图
1s1
2021/4/24
3
杂化轨道理论简介
C：2s22p2
2s
2p
激发
2s
2p
sp3杂化
sp3
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个 能量与形状完全相同的轨道。我们把这种轨道称之 为 sp3杂化轨道。
2021/4/24
4
人教版高中化学选修三第二章第二节分子的立体结构 课件(共23张PPT)
2.要点：
（1）参加杂化的各原子轨道能量要相近；杂化后的轨道能量相 同。 （2）杂化前后原子轨道数目不变：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轨道的形状方向， 在成键时更有利于轨道间的重叠； （3）杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对，不能形成 π键，未参与杂化的P轨道可用于形成π键。
z
z
z
z
109°28′
y
y
y
y
x
x
x
x
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含
有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分，每两个轨道间的
夹角为109.5°，空间构型为正四面体型
2021/4/24
9
杂化轨道理论简介
2021/4/24
18
杂化轨道理论简介
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子 的成键情况
2021/4/24
19
杂化轨道理论简介
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨 道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形 的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原 子的1s轨道形成2个相同的σ键，各自剩余的1个sp2杂化 轨道相互形成一个σ键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂 直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。 所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。

思考ห้องสมุดไป่ตู้
根据电荷分布是否均匀，共价键有极 性、非极性之分，以共价键结合的分 子是否也有极性、非极性之分呢？
分子的极性又是根据什么来判定呢？
3.分子的极性
非极性分子： 电荷分布均匀对 称的分子
正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
Cl
Cl
Cl
Cl
共用电子对 2个 Cl原子吸引电子的能力相同，共用电 子对不偏向任何一个原子，整个分子的 电荷分布均匀，∴为非极性分子
分子对称性与分子的许多性质如极性、 旋光性及化学性质都有关
2.手性分子
左手和右手不能重叠
左右手互为镜像
手性异构体和手性分子
概念：如果一对分子，它们的组成和原 子的排列方式完全相同，但如同左手和右手 一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这 对分子互称手性异构体。有手性异构体的分 子称为手性分子。 条件：当四个不同的原子或基团连接在碳 原子上时，形成的化合物存在手性异构体。 其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子 称为手性碳原子。
道混合起来，重新组合成一组新轨道。这 种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成 的新轨道就称为杂化轨道。
① 有多少个原子轨道发生杂 化就形成多少个杂化轨道。
②杂化轨道的电子云一头大， 一头小，成键时利用大的一头， 可以使电子云重叠程度更大， 形成的化学键更稳定。即杂化 轨道增强了成键能力。
③杂化轨道之间在空间取最大 夹角分布，使相互间的排斥能最 小，故形成的键较稳定。不同类 型的杂化轨道之间夹角不同，成 键后所形成的分子就具有不同的 空间构型。
碳原子的p轨道
杂化轨道理论解释苯分子的结构：
C为SP2杂化 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )

答案
学习小结
配位键与非极性键、极性键的区别与联系
类型 比较
非极性键
共价键 极性键
配位键
本质 相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用
成键原子得、 成键原子得、失电子能力 成键原子一方有孤电
成键条件
失电子能力相 差别较小(不同非金属或 子对(配体)，另一方
(元素种类)
同(同种非金属) 少数金属与非金属)
2.配合物的形成 实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首 先出现 蓝色沉淀，氨水
_C_u_2_＋_＋__2_N__H_3_·H__2_O_=_=_=_ _C_u_(_O_H__)2_↓__＋__2_N__H_、___
过量后沉淀逐渐 滴加乙醇后析出
溶解 ， 深蓝 色
_C_u_(_O_H__)2_＋__4_N__H_3_=_=_=__ _[_C_u_(N__H_3)_4_]2_＋_＋__2_O__H_－__
_[A_g_(_N_H_3_)_2]_C_l_而__溶__解____。
解析 答案
4.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配体、配位数及配位原子。 (1)K2[Cu(CN)4] 答案 K2[Cu(CN)4]的配离子为[Cu(CN)4]2－，中心离子为Cu2＋，配体为 CN－，配位数为4，配位原子为C。 解析 有关配合物的组成：中心原子、配体、配位数、配离子等概念， 在理解的基础上能够准确的从配位化合物中找出来。
解析 答案
2.气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中 原子间成键关系如图所示，请在图中你认为是配位键 的斜线上加上箭头。
答案
解析 Cl原子最外层有7个电子(其中1个为未成对电子)，Al原子最外层

用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成
CH4分子（sp3杂化）
2s
2 p 激发 2s 2 p
sp 3杂化
sp3
三、杂化轨道理论简介
1、sp3杂化 由1个S轨道和3个P轨道组合而成， 杂化轨道间的夹角为109°28′，呈 四面体形。如CH4。
要点：
基态 原子
激发态 原子
1个S轨 道和3个 P轨道
混杂
4个相同的 SP3杂化轨道
课堂练习
例1：下列分子中的中心原子杂化轨道的类
型相同的是 ( B )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
例2：对SO2与CO2说法正确的是( D )
A．都是直线形结构 B．中心原子都采取sp杂化轨道 C． S原子和C原子上都没有孤对电子 D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
杂化轨道间 夹角
VSEPR模 型名称
180°
直线形
实 例 BeCl2 , C2H2
sp2
sp3
1个s + 2个p 1个s + 3个p
3个sp2杂化轨 4个sp3杂化轨
道
道
120° 109°28′
平面三角形 四面体形
BF3 , C2H4 CH4 , CCl4
杂化轨道理论解释微粒的立体构型 杂化轨道数= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
第二节 分子的立体构型
（第三课时）
思考：
价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构 形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲 烷中四个C-H的键长、键能相同及H-C-H的键角为 10928′。因为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σ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， 不可能得到正四面体构型的甲烷分子。

蓝色 沉淀
深蓝色 溶液
深蓝色 晶体
Cu(OH)2
NH3 2+
CHu2O2++ 2NH32·H+ 2OH=3NCuC(OuH)N2↓H+32NH4+
H2O Cu CuH(O2OH)2
O+ H4N2 H3
=
[Cu(HN3HN3)4]2+ [Cu(NH3)
+
4
2OH— ] SO4•H2O
② Ag+ 配合物形成
配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水， 先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，为什么？
【提示】 因为氨水呈弱碱性，滴入 AgNO3 溶 液中，会形成 AgOH 白色沉淀，继续滴加氨水 时，NH3 分子与 Ag＋形成[Ag(NH3)2]＋配离子， 配离子很稳定，会使 AgOH 逐渐溶解，反应过 程如下： Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH＋4 ， AgOH＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋OH－。
Fe3+ + 3SCN— = Fe(SCN)3
黄色
血红色
能形成配合物的 离子不能大量共
存
Fe3+ + nSCN— = [Fe(SCN)n ]3-n (n=1-6) 血红色
配位数可为1—6
4、配合物电离——断裂离子键即电离时内外 界分开，但配离子不电离 例 [Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2+ + SO42— K[Pt(NH3)Cl3] = K+ + [Pt(NH3)Cl3]—
() A．向FeCl3中滴入KSCN溶液，溶液呈红色 B．向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O，溶 液呈绿色，再加水，溶液呈蓝色 C．Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀 HNO3反应后，溶液呈蓝色 D．向FeCl3中滴加氨水产生红褐色沉淀

配人教版 化学 选修3 物质结构与性质
2．四原子分子 四原子分子主要有__平__面__三__角__形__、__三__角__锥__形___两种立体 构型。例如甲醛分子呈_平__面__三__角___形，键角约为__1_2_0_°__；氨 分 子 呈 _三__角__锥_____ 形 ， 键 角 ___1_0_7_．__3_°___ 。 另 外 白 磷 分 子 呈 _正__四__面__体___形，键角____6_0_°_______。
2．在AXm型分子中，A与X之间通过两对或三对电子(即 通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或 三键作为一个电子对。
3．价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤 对—孤对>孤对—键对>键对—键对。
配人教版 化学 选修3 物质结构与性质
4．中心原子的价层电子对数目和空间构型的关系
(2)配合物的形成举例
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓ 先出现 _蓝__色__沉__淀_____， ＋2NH＋ 4 Cu(OH)2＋ 氨水过量后沉淀逐渐 4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ __溶__解______，滴加乙醇 [Cu(NH3)4]2＋＋SO24－＋H2O=乙==醇== 后析出__深__蓝__色__晶__体____ [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
配人教版 化学 选修3 物质结构与性质
3．由价层电子对的相互排斥，得到___含__有__孤__电__子__对_____ 的 VSEPR 模 型 ， 然 后 略 去 VSEPR 模 型 中 的 中 心 原 子 上 的 _孤__电__子__对____，便可得到__分__子__的__立__体__构__型__。