高中化学选修分子立体构型

高中化学：分子的立体结构知识点1．价层电子对互斥理论(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。

(2)孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

(3)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中中心原子上的价层电子对数。

其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。

(4)价层电子对互斥理论与分子构型2. 杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。

杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。

3．配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。

(2)配位键①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。

②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH4+可表示如下，在NH4+中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。

(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。

中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。

【特别提示】(1)价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。

①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。

如：中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。

(2)价层电子对互斥理论能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。

选修3 第一章原子结构与性质第2节分子的立体构型第1课时价层电子对互斥理论学习目标：1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。

2.理解价层电子对互斥理论的含义。

3.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。

教学难点：1、理解价层电子对互斥理论的含义2、能根据有关理论判断简单分子或离子的构型教学重点：1、理解价层电子对互斥理论的含义2、能根据有关理论判断简单分子或离子的构型教学过程：知识回顾:1．分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质并填空。

A．NH3B．H2O C．HCl D．CH4E．C2H6F．N2(1)所有的价电子都参与形成共价键的是______；(2)只有一个价电子参与形成共价键的是______；(3)最外层有未参与成键的电子对的是______；(4)既有σ键，又有π键的是______；(5)既有极性键又有非极性键的是__________；(6)分子构型为正四面体的是____________。

【解析】A．NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键，还有一对不成键电子；B．H2O中O原子与2个H原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；C．HCl中Cl原子与1个H原子形成1个σ键，还有三对不成键电子；D．CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键，其分子构型为正四面体形；E．C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C—H为极性键，C—C为非极性键；F．N2中N原子与另1个N原子形成1个σ键，2个π键，还有一对不成键电子。

答案(1)DE (2)C (3)ABCF (4)F (5)E (6)D2．常见分子的立体构型通常有两种表示方法，一是比例模型，二是球棍模型。

请你用短线将下列几种分子的比例模型、球棍模型连接起来。

【解析】 本题主要考查常见分子的立体构型。

H 2O 分子为三原子分子呈V 形，应选E—c ；NH 3分子为四原子分子呈三角锥形，应选B—d ； CCl 4分子为五原子分子呈正四面体形，应选C—a ； CO 2分子为三原子分子呈直线形，应选A—b 。

怎样快速推断分子的立体构型作者：曹少伟来源：《新课程·中学》2012年第09期人教课标版高中化学选修3——《物质结构与性质》中介绍了用价层电子对互斥理论（简称VSEPR理论）预测AXn型分子的立体构型的方法。

该方法的要点是：（1）确定中心原子A的价层电子对数；（2）由VSEPR模型确定分子（或离子）的立体构型。

VSEPR理论因为方法简单而得到普遍应用。

但是按上述方法确定价层电子对数感觉还是有些麻烦，现介绍一种确定价层电子对数的简便方法。

中心原子（A）的价层电子数=中心原子（A）的价电子数+配位原子（X）提供的电子数。

价层电子对数=价层电子数×。

每个配位原子（X）提供的电子数等于该化合物中X的化合价的绝对值。

若为离子，则结果应减去或加上该离子失去或得到的电子数；若配位原子为氧族元素原子，则认为其不提供电子给中心原子。

举例如下：分别求H2O、BeCl2、NO2、NH4+、SO42-的空间构型。

解析：对于H2O，中心原子O最外层6个电子加上2个H原子提供的2个电子，故价层电子数为8，价层电子对数为4。

VSEPR模型为四面体，但O原子只与两个H原子成键，说明四面体四个顶点中两个顶点为H原子占据，另两个顶点为未参与成键的孤对电子占据，故H2O分子立体构型为V形。

对于BeCl2，Be原子最外层2个电子、2个Cl原子提供2个电子，价电子数共4个，共2对，故立体构型为直线形。

NO2分子中，N原子最外层5个电子，认为O原子不提供电子，故中心原子价层电子对数为2.5进为3，VSEPR模型为平面三角形，但N原子只结合两个O原子，两个O原子占据三角形两个顶点，故另一顶点为孤对电子占据，N原子处于三角形中心，故NO2立体构型为V形。

对于NH4+，N原子最外层5个电子，4个H原子提供4个电子，又失去一个电子，故价层电子对数为×（5+4-1）=4，立体构型为正四面体。

SO42-类似可得：S最外层6个电子，O原子不提供电子，又得到2个电子，故价层电子对数为×（6+2）=4，立体构型为正四面体。

（111）§2.2.2 分子的立体构型【教学目标】1．知识与技能：认识杂化轨道理论的要点，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。

2．过程与方法：通过模型、动画培养学生抽象思维能力，使学生掌握透过现象看本质的认识事物的方法。

3．情感、态度、价值观：激发学生探索科学的兴趣，培养学生的探究精神，加深对微观世界的认识。

【预习任务】三、杂化轨道理论简介1．精读课本P39～P40页，理解并能叙述杂化轨道理论的要点：⑴原子在相互结合成键的过程中，能量最接近的原子轨道重新组合，形成新的原子轨道。

这种轨道的重新组合过程叫做杂化，所形成的新轨道叫做杂化轨道。

⑵杂化前后轨道数目保持不变。

也就是说，参与杂化的轨道有几条，形成的杂化轨道就有几条。

杂化后轨道的能量相同。

⑶杂化后原子轨道的伸展方向，形状发生变化。

遵循杂化轨道间斥力最小原理，确定杂化轨道的空间伸展方向。

⑷杂化轨道的电子云一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使轨道重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。

⑸杂化轨道形成的化学键全部为σ键。

2．分析P41表2——6，能判断AB m型杂化轨道的类型：（条数、伸展方向、夹角）⑴sp3杂化：⑵sp2杂化：⑶sp杂化：3．根据中心原子价层电子对数（仅限2、3、4对），会确定中心原子的杂化轨道的类型记住杂化轨道之间的夹角。

思考：如何判断分子或离子的中心原子的杂化轨道类型？1．完成课本习题２、3.2．CH3+是重要的有机反应中间体，已知：CH3+中四个原子共平面，三个键角相等，则CH3+的键角应是；它的电子式是；中心碳原子的杂化类型为。

3．写出HCN分子和CH2O分子的路易斯结构式（用短线表示键合电子，小黑点表示未键合的价电子的结构式如氮气分子的路易斯结构式为：N≡N ）。

预测HCN分子、CO2和CH2O 分子的立体结构。

分析HCN分子、CO2分子和CH2O分子中的π键。

下方文件为赠送，方便学习参考第三节酯化反应教学目标知识技能：掌握酯化反应的原理、实验操作及相关问题，进一步理解可逆反应、催化作用。

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专题提升训练(一)分子的立体构型的判断方法1.下列有关二氯化锡(SnCl2)分子的说法正确的是( )A.有一个σ键、一个π键B.是直线形分子C.中心原子Sn是sp2杂化D.键角等于120°【解析】选C。

氯原子只能形成单键,而单键只能是σ键,A项错误;由于中心原子Sn形成了两个σ键,还有一对孤电子对,故它是sp2杂化,SnCl2为V形结构,受孤电子对的影响,键角小于120°,B、D项错误,C 项正确。

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SO2B.CH4与NH3C.BeCl2与BF3D.C2H4与C2H2【解析】选B。

中心原子杂化轨道数=中心原子价层电子对数=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数)实例价层电子对数杂化类型BeCl2n=×(2+2)=2spBF 3n=×(3+3)=3sp2CO2n=×(4+0)=2spSO2n=×(6+0)=3sp2CH4n=×(4+4)=4sp3NH3n=×(5+3)=4sp3C2H2和C2H4中每个碳原子连接的原子个数分别为2、3个,每个碳原子分别形成2个σ键、2个π键和3个σ键、1个π键,碳原子杂化类型分别为sp杂化、sp2杂化。

3.对于短周期元素形成的各粒子,下表所述的对应关系错误的是( )选项 A B C D分子式C N CS2Cl2OVSEPR模型四面体形四面体形直线形四面体形分子的立体构型平面三角形V形直线形V形杂化方式sp3sp2sp2sp3【解析】选D。

C、N、CS2、Cl2O价层电子对数分别为4、4、2、4,所以分别为sp3、sp3、sp、sp3杂化,VSEPR模型分别为四面体、四面体、直线、四面体,由于分别有孤电子对数为1、2、0、2,实际形状为三角锥、V形、直线形、V形,故D正确。

其次节⎪⎪分子的立体构型 第一课时价层电子对互斥理论————————————————————————————————————— [课标要求]1．生疏共价分子结构的多样性和简单性。

2．能依据价层电子对互斥理论推断简洁分子或离子的构型。

1．常见分子的立体构型：CO 2呈直线形，H 2O 呈V 形，HCHO 呈平面三角形，NH 3呈三角锥形，CH 4呈正四周体形。

2．价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。

中心原子形成几个σ键就有几对σ键电子对，而中心原子上的孤电子对数可由下式计算：12(a －xb )，其中a表示中心原子的价电子数，x 表示与中心原子结合的原子数，b 表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．价层电子对为2时，VSEPR 模型为直线形；价层电子对为3时，呈平面三角形；价层电子对为4时，呈四周体形，由此可推想分子的立体构型。

形形色色的分子1．三原子分子的立体构型有直线形和V 形两种化学式 电子式结构式 键角 立体构型立体构型名称CO 2O===C===O180°直线形H 2O105°V 形2．四原子分子大多数实行平面三角形和三角锥形两种立体构型化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH 2O约120°平面三角形NH 3107°三角锥形3．五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四周体化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH 4109°28′正四周体形CCl 4109°28′正四周体形1．下列分子的立体结构模型正确的是( )ABCD解析：选D CO 2分子是直线形，A 项错误；H 2O 分子为V 形，B 项错误；NH 3分子为三角锥形，C 项错误；CH 4分子是正四周体结构，D 项正确。

2．硫化氢(H 2S)分子中，两个H —S 键的夹角都接近90°，说明H 2S 分子的立体构型为________________；二氧化碳(CO 2)分子中，两个C===O 键的夹角是180°，说明CO 2分子的立体构型为______________；甲烷(CH 4)分子中，任意两个C —H 键的夹角都是109°28′，说明CH 4分子的立体构型为__________________。