高考化学 专题4 第一单元 分子构型与物质的性质 苏教选修3
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互动课堂疏导引导知识点1:分子的空间构型1.杂化和杂化轨道杂化是指在形成分子时,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。
2.杂化过程及杂化轨道类型(1)杂化过程杂化轨道理论认为在形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
(2)杂化轨道的类型对于非过渡元素,由于ns、np能级比较接近,往往采用sp型杂化。
对于过渡元素,(n-1)d、ns、np能级比较接近,常常采用dsp型杂化。
sp型杂化,又分为sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。
dsp型杂化分为dsp2、dsp3、d2sp2等。
3.典型分子的杂化过程及立体构型(1)sp型杂化:一个ns轨道和一个np轨道间的杂化,杂化后得到两个sp杂化轨道,且杂化轨道间的夹角是180°,呈直线形。
如BeCl2、CH≡CH分子的形成。
①BeCl2:Be原子的电子排布为1s22s2,从表面上看Be原子似乎不能形成共价键,但是在激发状态下,Be的一个2s电子可以进入2p轨道,经过杂化形成2个sp杂化轨道,与氯原子的具有一个单电子的3p轨道重叠形成两个σ键。
由于杂化轨道间的夹角为180°,所以形成的BeCl2分子的空间结构是直线形的。
请参看过程图:Be原子sp杂化过程两个sp杂化轨道BeCl2分子中σ键②CH≡CH:碳原子的电子排布为1s22s22p2,在形成CH≡CH分子时,碳原子2s轨道上的一个电子受激发跃迁到2p空轨道,一个2s轨道和一个2p轨道杂化形成2个sp杂化轨道,且各有一个单电子,呈直线形;剩余的2个各具有1个电子的2p轨道未参加杂化,则垂直于两个sp杂化轨道形成的直线,每个碳原子的两个sp杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道形成1个σ键,各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成一个σ键,而各自没有参与杂化的2个2p轨道以垂直于前面3个σ键所在的直线“肩并肩”形成2个π键,从而形成CH≡CH分子。
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●课标要求1.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。
2.结合实例说明“等电子原理”的应用。
●课标解读1.能准确判断共价分子中中心原子的杂化轨道类型。
2.能用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论判断分子的空间构型。
3.利用“等电子原理”推测分子或离子中中心原子的杂化轨道类型及空间构型。
●教学地位本节主要内容有:(1)杂化轨道的类型;(2)分子的空间构型;(3)等电子原理。
上述内容在近几年的高考试题中,重现率较高,是各级考试命题的热点内容。
●新课导入建议研究表明,CH4分子为正四面体构型,所以CH2Cl2的结构只有一种,为四面体形。
最新研制的一种分子式为PtCl2(NH3)2的抗癌药,其有2种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小,有抗癌作用;一种为黄绿色,在水中的溶解度较大,但没有抗癌作用。
(1)PtCl2(NH3)2是否和CH2Cl2一样具有四面体结构?(2)两种固体溶解度不同的原因是什么?若解决上述问题,请学习“分子构型与物质的性质”。
●教学流程设计课前预习安排:阅读教材P66~72。
⇒步骤1:引入新课⇒步骤2:处理CH4的空间完成[课前自主导学]构型:(1)sp3杂化。
(2)CH4分子中化学键的形成。
(3)空间构型。
其中:师生一起突破sp3杂化。
⇒步骤3:BF3、BeCl2的空间构型:模仿处理CH4的空间构型的模式,通过同学之间交流讨论,老师轮回指导完成,同时完成[探究1],将分析中心原子杂化方式上升到一般规律高度。
⇓步骤7:布置作业:完成[课后知能检测]⇐步骤6:处理[当堂双基达标]⇐步骤5:课堂小结⇐4(1)杂化轨道的形成碳原子2s 轨道上的1个电子进入2p 空轨道,1个2s 轨道和3个2p 轨道“混合”,形成能量相等、成分相同的4个sp 3杂化轨道。
图示为:(2)sp 3杂化轨道的空间指向碳原子的4个sp 3杂化轨道指向正四面体的4个顶点,每个轨道上都有一个未成对电子。
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1.能精确推断共价分子中中心原子的杂化轨道类型。
(难点)2.能用杂化轨道理论和价层电子对互斥理论推断分子的空间构型。
(重难点)3.利用“等电子原理”推想分子或离子中中心原子的杂化轨道类型及空间构型。
杂化轨道理论与分子的空间构型[基础·初探]1.sp3杂化与CH4分子的空间构型(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道,1个2s轨道和3个2p轨道“混合”,形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。
(2)sp3杂化轨道的空间指向碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四周体的4个顶点,每个轨道上都有一个未成对电子。
(3)共价键的形成碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的σ键。
(4)CH4分子的空间构型CH4分子为空间正四周体结构,分子中C—H键之间的夹角都是109.5°。
2.sp2杂化与BF3分子的空间构型(1)sp2杂化轨道的形成硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。
1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。
图示为:(2)sp2杂化轨道的空间指向硼原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的三个顶点,3个sp2杂化轨道间的夹角为120°。
(3)共价键的形成硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠,形成3个相同的σ键。
(4)BF3分子的空间构型BF3分子的空间构型为平面三角形,键角为120°。
3.sp杂化与BeCl2分子的空间构型(1)杂化轨道的形成Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道,1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化,形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。
图示为:(2)sp杂化轨道的空间指向两个sp杂化轨道呈直线形,其夹角为180°。
(3)共价键的形成Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的1个3p轨道重叠形成2个相同的σ键。
[课后练习]一、选择题1.最早提出轨道杂化理论的是()A.美国的路易斯B.英国的海特勒C.美国的鲍林D.法国的洪特2.下列关于杂化轨道理论的说法不正确的是()A.原子中能量相近的某些轨道,在成键时,能重新组合成能量相等的新轨道B.轨道数目杂化前后可以相等,也可以不等C.杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理D.杂化轨道可分等性杂化轨道和不等性杂化轨道3.用杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构,下列说法不正确的是()A.C原子的四个杂化轨道的能量一样B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据4.关于原子轨道的说法正确的是()A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道D.凡AB3型的共价化合物,其中中心原子A均采用sp3杂化轨道成键5.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6.乙烯分子中含有4个C—H和1个C=C双键,6个原子在同一平面上。
下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是()A.每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化,形成两个sp杂化轨道B.每个C原子的1个2s轨道与2个2p轨道杂化,形成3个sp2杂化轨道C.每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化,形成4个sp3杂化轨道D.每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道,1个价电子占据1个2p轨道7.下列分子中心原子是sp2杂化的是()A.H2SB.CH4C.BF3D.H2O8.下列含碳化合物中,碳原子发生了sp3杂化的是()A.CH4B.CH2=CH2C.CH≡CHD.9.已知次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,下列有关说法正确的是()A.O原子发生sp杂化 B.O原子与H、Cl都形成σ键C.该分子为直线型分子D.该分子的电子式是H︰O︰Cl10.对SO2与CO2说法正确的是()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11.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.C2H2与C2H4 12.(06高考广东)研究发现,烯烃在合适催化剂作用下可双键断裂,两端基团重新组合为新的烯烃。