(完整word版)2019-2020年高中化学《分子构型与物质的性质》教案1苏教版选修3
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2019-2020年高中化学 《分子构型与物质的性质》教案 1苏教版选修3
【学习目标】
1 .理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；
2 .学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型；
3 .掌握价层电子对互斥理论，知道确定分子空间构型的简易方法；
4 . 了解等电子原理及其应用。
【学习重点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子空间构型的简易方法、等电子原理
【学习难点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论
【学习方法】讲解法、归纳法
【教学过程】
R你知道吗］
1.O原子与H原子结合形成的分子为什么是 H20,而不是HO或HkO?
2 .C原子与H原子结合形成的分子为什么是 CH,而不是CH? CH分子为什么具有正四面体结
构？
3 .为什么H20分子是 7 型.键角是104.5。，而不是“直线型”或键角是“ 90。” ？
一、杂化轨道理论(1931年，美国化学家鲍林 L.Pauling 提出) _ 3 .
1. CH 4——sp杂化
轨道排布式:
(1)能量相近的原子轨道才能参与杂化；
(2)杂化后的轨道一头大，一头小，电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向
重叠，形成 b键；由于杂化后原子轨道重叠更大，形成的共价键比原有原子轨道形成 的共价键稳定，所以 C原子与H原子结合成稳定的 CH,而不是CH。
(3)杂化轨道能量相同，成分相同，如：每个 sp3杂化轨道占有一个s轨道、一个p轨
道；
(4)杂化轨道总数等参与杂化的原子轨道数目之和， 如一个s轨道和一个p轨道杂化成一个 sp3杂化轨道
(5)正四面体结构的分子或离子的中心原子， 二般采取sp3杂化轨道形式形成化学键， 如CCL、
NH+等，原子晶体金刚石、晶体硅、 S0等中C和Si也采取sp3杂化形式，轨道间夹角
为。
2. BF 3——sp 2杂化型
用轨道排布式表示 B原子采取sp2杂化轨道成键的形成过程:
(1)每个sp2杂化轨道占有 个s轨道、个p轨道；
2 2) sp2杂化轨道呈 型，轨道间夹角为 ;
(3)中心原子通过 sp2杂化轨道成键的分子有 、等。
R思考、讨论］
2
根据现代价键理论即“电子配对理论”， Be原子外围电子排布式为 2s ,电子已配对不能形成
共价键，但气态 BeCl2分子却能稳定存在，为什么？
3 .气态BeCl2——sp杂化型
用轨道排布式表示 Be原子采取sp杂化轨道成键的形成过程：
(1)每个sp杂化轨道占有 个s轨道、个p轨道；
(2) sp杂化轨道呈 型，轨道间夹角为 ;
(3)中心原子通过 sp杂化轨道成键的分子有 、等。
R思考1为何不能形成气态 BeCl4分子？
【例题选讲】
电子云示意图：
O nxu
电子云示意图：
O
例1.根据乙烯、乙快分子的结构，试用杂化轨道理论分析乙烯和乙快分子的成键情况。 例2:试用杂化轨理论解释石墨、苯的结构
小结：请填写下表
表1杂化轨道类型与杂化轨道空间构型 杂化类型 轨道成分 轨道空间构型 轨道间夹角 相关实例
sp
2
sp
3
sp
*dsp 3或
sp3d
A
三角双锥 90° 、
120° PC15
*d2sp3 或
sp3d2
< 八面体 90° 、
180° SF6
R思考、讨论［NH、HkO分子中键角分另为107° 18'、104.5° ,与109° 28'相差不大，由
此可推测，N、O原子的原子轨道可能采取何种类型杂化？原子轨道间夹角小于 109。28',
可能说明了什么问题?
威克、吉来斯比等提出)
1 .价电子对：包括孤对电子对和成键电子对，一般孤对电子对离核较近。 二、价层电子对互斥理论 (1941年西奇 2 .价电子对之间存在相互排斥作用，为减小斥力，相互之间尽可能远离，因此分子的空间构
型受到影响，一般，分子尽可能采取对称的空间结构以减小斥力。
相邻电子对间斥力大小顺序：
孤对电子对孤对电子对 ＞孤对电子对成键电子对 ＞成键电子对成键电子对
*叁键叁键 ＞叁键双键 ＞ 双键双键 ＞双键单键 ＞单键单键
三、不等性杂化
NH、H2O的分子构型也可通过不等性杂化解释，即中心原子的孤对电子也参与杂化，得到
性质不完全等同的杂化轨道，轨道的 s成分和p成分不全相同，孤对电子对较密集于氮原子
或氧原子周围。由于孤对电子对的杂化轨道排斥成键电子的杂化轨道，以致轨道夹角不等，
氨分子和水分子成键电子又•之间的夹角都小于 109。28'。水分子中的氧原子有两个孤对电子
对，它的O-H键之间的夹角比氨分子中 N-H键之间夹角受到的排斥力作用更大。
例3. BR是平面三角型的几何构型， 但NR却是三角锥型的几何构型， 试用所学理论加以说明。
四、确定分子空间构型的简易方法
1.对于ABn型分子
人白》＞“拓口 中心原子A的价电子数 配位原子B提供的价电子数 m
价层电子对数目 （n） ---------------------------------------------
如：PCl5中
O S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为 离子的价电子对数计算
如：NH+ : ; SO 42- :
例4.计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
物质 价电子
对数 中心原子杂 化轨道类型 杂化轨道/电子 对空间构型 轨道夹角 分子空间 构型 键角
气态BeCl 2
CO
BF3
CH
+
NH4
H2O
NH
PCl3
2.对于AR型分子的空间构型（分子空间构型 指不包括孤对电子又•的空间的排布 ） 2
对于主族元素，中心原子价电子数 =最外层电子数，配位原子按提供的价电子数计算, (1)
(2)
(3)
6； （1）价层电子对数二配位原子数时，分子空间构型与杂化轨道空间构型相同
价电 中心原 杂化轨道/电子对 轨道夹
分子空间构
子对 子杂化 空间构型 角 头例 型 键用
数 轨道类 型
n=2
— 直线型 气态BeC»
CO
n=3
平囿二 角形
BF3、BC13
n=4
_人 四面体
CH、NH4+
n=5 dsp3 或
sp3d
Y 三角双 锥 90°、
120° PC15 三角双锥 90°、
120°
n=6 d2sp3 或
sp3d2 * 八面体 90°、
180° SF6 正八面体 90°、
180°
（2）价层电子对数w配位原子数时（一般存在孤对电子对） ，分子空间构型与杂化轨道空间
构型不同，一般由于价层电子对之间的斥力不同导致。确定分子的稳定构型时应考虑三种电 子对之间的排斥作用：一般孤对电子对间排斥作用数最少为最稳定构型，其次考虑孤对电子 对-成键电子对排斥作用数，最后考虑成键电子对 -成键电子对排斥作用数。
如：XeR分子空间构型的确定：价层电子对为 6,电子对构型为八面体，Xe的配位原子数
为4,存在两对孤对电子对，分子空间构型可能存在以下两种：
F
、F
F
（a） （b）
构型： （a） （b）
孤对电子对-孤对电子对排斥作用数： 0 1
孤对电子对-成键电子对排斥作用数： 8 6
成键电子对-成键电子对排斥作用数： 4 5
构型（a）比构型（b）的孤对电子对-孤对电子对排斥作用数少，因此，构型（ a）是XeF4 较稳定的空间构型。
说明：电子对空间构型与分子构型既有区别又有联系，分子构型可根据价层电子对互斥理论 从电子对空间构型推导而得，此规律一般不适用于推测过渡金属化合物的几何构型，对极少 数化合物判断也不准，如： CaE、SrF2、BaFz,是弯曲型而不是预期的直线型。 表2 部分分子的空间构型与价层电子对空间构型 价电
子对
数 杂化轨道/电子 对空间构型 轨道夹角
实例 成键 电子 对数 孤对 电子 对数 分子空间 构型
键角
n=3 A 平囿
三角 120° SQ、
PbCl2 2
2 1
1 V型
V型 119.5 °
—
n=4
正四
面体 109° 28' H20 NH 2
3 2
1 V型、 三角锥型 104.5 °、
107° 18'
*n=5
* 三角
双锥 90°、
120° XeF2 2 3 直线型
180°
*n=6 * 正八
面体 90°、
180° XeF4
Xe0E 4
5 2
1 止方形 四方锥形 90°
例5:用价层电子对互斥理论推测下列分子的空间构型
①CS ②NCl 3
④NG- ⑤SQ
五、等电子原理
1 .规律内容：具有相同 和相同 的分子或离子具有相同的结构
特征，某些物理性质也相似。如： CO^电 SiCl4、SiO44-与SO2-
2 .等电子原理的应用
(1)判断一些简单分子或离子的立体构型；
(2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料； 如、、、是良好半导体材料。
(3)利用等电子原理针对某物质找电子体；
例5: 1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。 Q能吸收有害紫外线,
保护人类赖以生存的空间。 03分子的结构如图，呈V型，键角116. 5C。
三个原子以一个 0原子为中心，与另外两个0原子分别构成一个非极性 共价键；中间0原子提供2个电子，旁边两个 0原子各提供1个电子， 构成一个特殊的化学键一一三个 0原子均等地享有这 4个电子。请从下
列选项中选择合适的答案： 中心原子与臭氧的中心氧原子的杂化轨道类
型相同的有： 。与03分子构型最相似的是 一 ■ A. H20 B. C0
C . S0 D. BF3 E. N0
子间作用力 分子晶体》教案1苏教版选修3
［教学目标］
1 .掌握三种不同类型晶体的结构和性质特点； 掌握分子间作用力的概念，理解分子间作 ⑥ H3C+ … 2-
③SO
O
2019-2020年高中化学《分
