判断分子的构型上课讲义
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目夺市安危阳光实验学校第二节分子结构与性质1.了解共价键的形式,能用键长、键能、键角等说明简单分子的某些性质。
(中频)2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp 2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。
(高频)3.了解化学键和分子间作用力的区别。
4.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含氢键的物质。
(中频)共价键和配位键1.共价键(1)共价键的本质与特征共价键的本质是原子之间形成共用电子对;共价键具有方向性和饱和性的基本特征。
(2)共价键种类根据形成共价键的原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。
σ键强度比π键强度大。
(3)键参数①键参数对分子性质的影响②键参数与分子稳定性的关系键能越大,键长越短,分子越稳定。
2.配位键及配合物(1)配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。
(2)配位键的表示方法如A→B:A表示提供孤电子对的原子,B表示接受共用电子对的原子。
(3)配位化合物①组成:②形成条件:⎩⎪⎨⎪⎧配位体有孤电子对⎩⎪⎨⎪⎧中性分子:如H2O、NH3和CO等。
离子:如F-、Cl-、CN-等。
中心原子有空轨道:如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
分子的立体结构1.用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型(1)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的中心原子上的价层电子对数。
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。
(2)价层电子对互斥理论与分子构型:电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例2 2 0 直线形直线形CO233 0三角形三角形BF32 1 角形SO244 0四面体形正四面体形CH43 1 三角锥形NH32 2 V形H2O2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 空间构型 实例 sp 2 180° 直线形 BeCl 2 sp 23 120° 三角形 BF 3 sp 34109°28′四面体形CH 43.等电子原理原子总数相同,价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构,许多性质相似,如N 2与CO ,O 3与SO 2,N 2O 与CO 2、CH 4与NH +4等。
高中化学第二章第二节分子的立体构型讲义含解析新人教版选修30613111.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。
4.了解杂化轨道理论的基本内容。
5.了解配位键的特点及配合物理论,能说明简单配合物的成键的情况。
细读教材记主干1.CH4、CO2和NH3分子的空间构型分别为正四面体形、直线形、三角锥形。
2.五原子分子都是正四面体结构吗?为什么?提示:不是,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,虽为四面体结构,但由于碳原子所连的四个原子不相同,四个原子电子云的排斥力不同,使四个键的键角不全相等,所以并不是正四面体结构。
3.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:1(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2心原子结合的原子最多能接受的电子数。
4.价层电子对数为2时,VSEPR模型为直线形;价层电子对数为3时,呈平面三角形;价层电子对数为4时,呈四面体形,由此可推测分子的立体构型。
5.杂化轨道理论是为了解释分子的立体构型提出的一种价键理论。
sp杂化得到夹角为180°的直线形杂化轨道,sp2杂化得到三个夹角为120° 的平面三角形杂化轨道,sp3杂化得到4个夹角为109°28′的四面体形杂化轨道。
6.由一个原子单方面提供而另一个原子接受孤电子对形成的共价键为配位键,金属离子或原子与某些分子或离子,通过配位键形成配位化合物。
[新知探究]1.三原子分子的空间构型:直线形和V形,如化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体结构比例模型球棍模型CO2O===C===O 180°直线形H2O 105°V形2.四原子分子的空间构型:平面三角形和三角锥形,如化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体结构比例模型球棍模型CH2O平面三角形NH3107°三角锥形3.五原子分子的空间构型:正四面体形,如化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体结构比例模型球棍模型CH4109°28′正四面体形[对点演练]1.硫化氢(H2S)分子中,两个H—S键的夹角都接近90°,说明H2S分子的立体构型为________________;二氧化碳(CO2)分子中,两个C===O键的夹角是180°,说明CO2分子的立体构型为______________;甲烷(CH4)分子中,任意两个C—H键的夹角都是109°28′,说明CH4分子的立体构型为__________________。
二、判断分子构型——价层电子对互斥理论(VSEPR)
现代化学的重要基础之一是分子(包括带电荷的离子)的立体结构。
实验测出,SO3分子是呈平面结构的,O—S—O的夹角等于120º,而SO32-离子却是呈三角锥体,硫是锥顶,三个氧原子是三个锥角,象一架撑开的照相用的三角架。
又例如SO2的三个原子不在一条直线上,而CO2却是直线分子等等。
价层电子对互斥理论用以预测简单分子或离子的立体结构,我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构,并用来进一步确定分子或离子的结构。
价层电子对互斥理论认为,在一个共价分子中,中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。
所谓价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。
价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些,这样电子对彼此之间的排斥力最小,整个分子最为稳定。
这样也就决定了分子的空间结构。
也正因此,我们才可以用价层电子对很方便地判断分子的空间结构。
例如:甲烷分子(CH4),中心原子为碳原子,碳有4个价电子,4个氢原子各有一个电子,这样在中心原子周围有8个电子,4个电子对,所以这4个电子对互相排斥,为了使排斥力最小,分子最稳定,它们只能按正四面体的方式排布。
这样就决定了CH4的正四面体结构。
利用VSEPR推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下:
①确定中心原子A价层电子对数目。
中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半,就是中心原子A价层电子对的数目。
例如BF3分子,B原子有3个价电子,三个F原子各提供一个电子,共6个电子,所以B 原子价层电子对数为3。
计算时注意:(ⅰ)氧族元素(ⅥA族)原子作为配位原子时,可认为不提供电子(如氧原子有6个价电子,作为配位原子时,可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构),但作为中心原子时,认为它提供所有的6个价电子。
(ⅱ)如果讨论的是离子,则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。
如PO43-离子中P原子的价层电子数应加上3,而NH4+离子中N原子的价层电子数则应减去1。
(ⅲ)如果价层电子数出现奇数电子,可把这个单电子当作电子对看待。
如NO2分子中N原子有5个价电子,O原子不提供电子。
因此中心原子N价层电子总数为5,当作3对电子看待。
②确定价层电子对的空间构型。
由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离。
于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示:
这样已知价层电子对的数目,就可及确定它们的空间构型。
③分子空间构型的确定。
价层电子对有成键电子对和孤电子对之分。
中心原子周围配位原子(或原子团)数,就是健对数,价层电子对的总数减去键对数,得孤对数。
根据键对数和孤对敌,可以确定相应的较稳定的分子几何构型,如下表所示:。