人教版化学选3第二章 第二节 分子的立体结构
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第二章第二节分子的立体构造第 2 课时分子的空间构造与价层电子对互斥理论【学习目标】 1、能应用价层电子对互斥理论判断分子的空间构型。
【学习要点】σ键电子对、孤电子对和价层电子对的计算,VSEPR 模型【学习难点】分子立体构型的推测课前预习案一、价层电子对互斥理论(阅读课本 P37-38 达成填空)1、价层电子对互斥理论以为,分子的“立体构型”是的结果。
2、价层电子对是指;价层电子对 =+;( 1)σ键电子对数:可由确立。
比如,H2O的中心原子是______,构造式是 __________,有个σ键,故σ键电子对数是______;(2)中心原子上的孤对电子对数:依据公式 _______________________确立,此中 a 为,关于主族元向来说,价电子数等于;x 为;b 为;氢为 _____,其余原子等于。
阳离子: a 为中心原子的价电子数减去 _______________;阴离子:a为中心原子的价电子数加上(绝对值)。
2-的孤对电子数 =1/2(6+2-2*3 )=13比如: SO【预习检测】1、运用你对分子的已有的认识,达成以下表格,写出C、 H、N、O 的电子式,依据共价键的饱和性议论C、H、N、 O、F 的成键状况。
原子H C N O F 电子式可形成的共用电子对数讲堂研究案研究一:价层电子对空间构型(即VSEPR 模型)价层电子对互斥理论的基本内容:对AB n型的分子或离子,中心原子A 价层电子对(包含成键σ键电子对和未成键的孤对电子对)之间因为存在排挤力,将使分子的几何构型老是采纳电子对互相排挤最小的那种构型,以使相互之间斥力最小,分子系统能量最低、最稳固。
问题 1:请你依据价层电子对互斥理论的基本内容,总结出价层电子对的空间构型(即 VSEPR 模型)(利用牙签与橡皮泥模拟)空间构型价电子对数量234VSEPR 模型形形形问题 2:依据价层电子对互斥理论,计算出以下分子的中心原子含有的σ键电子对数、孤对电子数及价层电子数。
化学选修三第二章第二节分子的立体构型选修三第二章第2节分子的立体构型第2节分子的立体构型一、常见分子的空间构型1.双原子分子都是直线形,如:HCl、NO、O 2、N2等。
2.三原子分子有直线形,如CO2、CS2等;还有“V”形,如H2O、H2S、SO2等。
3.四原子分子有平面三角形,如BF3、BCl3、CH2O等;有三角锥形,如NH3、PH3等;也有正四面体,如P4。
4.五原子分子有正四面体,如CH4、CCl4等,也有不规则四面体,如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
二、价层电子对互斥理论(Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory)简称VSEPR适用AD m 型分子1、理论模型分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对),由于相互排斥作用,而趋向尽可能彼此远离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间构型。
2、用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的一般步骤:(1)确定中心原子A价层电子对数目法1.经验总结中心原子的价层电子对数=1(中心离子价电子数+配2对原子提供电子总数)对于AB m型分子(A为中心原子,B为配位原子),计算方法如下: n =中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m2注意:①氧族元素的氧做中心时:价电子数为 6, 如 H 2O ,H 2S ;做配体时:提供电子数为 0,如在 CO 2中。
②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PO -34中P 原子价层电子数5+(0×4)+3 = 8;NH +4中N 原子的价层电子数5+(1×4)-1 = 8。
③结果为单电子时视作有一个电子对。
例:IF 5 价层电子对数为21[7+(5×1)] = 6对 正八面体(初步判断)N H +4价层电子对数为21[5+(4×1)-1] = 4对 正四面体PO -34价层电子对数为21[5+(0×4)+3] = 4对 正四面体NO 2 价层电子对数为21[5+0] = 2.5−→−3对 平面三角形法2. 确定中心原子A 价层电子对数目-----普遍规则中心原子A 价层电子对数目=成键电子对数+孤对电子数 (VP = BP + LP )VP 是价层电子对,BP 是成键电子对(BOND ),LP 是孤对电子对(LONE PAIR )VP = BP + LP =与中心原子成键的原子数+中心原子的孤对电子对数LP=配位原子数+LP Lp =21(中心原子价电子数—配位原子未成对电子数之和)IF 5 Lp =21[7-(5×1)] = 1 构型由八面体−→−四方锥 NH +4Lp =21[(5-1)-(4×1)] = 0 正四面体PO -34Lp =21[(5+3)-(4×2)] = 0 正四面体SO -24Lp =21[(6+2)-(4×2)] = 0 正四面体NO 2 Lp =21[5-(2×2)] = 21−→− 1 构型由三角形−→−V 形 SO -23Lp =21[(6+2)-(3×2)] = 1 构型由四面体−→−三角锥法3:由Lewis 结构式或结构式直接写出,双键、三键都是1对电子P ClClCl ClCl P Cl Cl ClP ClClCl Cl+Cl P Cl ClClCl Cl -Cl Cl ClCl +Cl P Cl Cl Cl Cl Cl -VP: 5 4 4 6 4(2)确定价层电子对的空间构型价层电子对数目2 3 4 5 6价层电子对构型直线形三角形四面体三角双锥八面体(3)分子空间构型确定价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子。
人教版高中化学选修3_《物质结构与性质》第二章教学案第二章分子结构与性质教材分析本章比较系统的介绍了分子的结构和性质,内容比较丰富。
首先,在第一章有关电子云和原子轨道的基础上,介绍了共价键的主要类型σ键和π键,以及键参数——键能、键长、键角;接着,在共价键概念的基础上,介绍了分子的立体结构,并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。
最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念,以及它们对物质性质的影响,并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。
化学2已介绍了共价键的概念,并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。
本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上,运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键,通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键,以及它们的差别,并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。
在第二节“分子的立体结构”中,首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构,并配有立体结构模型图。
为什么这些分子具有如此的立体结构呢?教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。
在介绍这两个理论时要求比较低,文字叙述比较简洁并配有图示。
还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。
在第三节分子的性质中,介绍了六个问题,即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。
除分子的手性外,对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识,如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性;根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响;根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响;根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则;根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等;对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用第二章分子结构与性质第一节共价键第一课时教学目标:1.复习化学键的概念,能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。
化学选修三第二章第二节分子的立体构型2选修三第二章第2节 分子的立体构型 第2节 分子的立体构型一、常见分子的空间构型1.双原子分子都是直线形,如:HCl 、NO 、O 2、N 2 等。
2.三原子分子有直线形,如CO 2、CS 2等;还有“V ”形,如H 2O 、H 2S 、SO 2等。
3.四原子分子有平面三角形,如BF 3、BCl 3、CH 2O 等; 有三角锥形,如NH 3、PH 3等; 也有正四面体,如P 4。
4.五原子分子有正四面体,如CH 4、CCl 4等,也有不规则四面体,如CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
二、价层电子对互斥理论(Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory )简称VSEPR 适用AD m 型分子1、理论模型分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对),由于相互排斥作用,而趋向尽可能彼此远离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间构型。
2、用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的一般步骤: (1)确定中心原子A 价层电子对数目 法1.经验总结中心原子的价层电子对数=21(中心离子价电子数+配对原子提供电子总数)对于AB m 型分子(A 为中心原子,B 为配位原子),计算方法如下: n =中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m 2注意:①氧族元素的氧做中心时:价电子数为 6, 如 H 2O ,H 2S ;做配体时:提供电子数为 0,如在 CO 2中。
②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PO -34中P 原子价层电子数5+(0×4)+3 = 8;NH +4 中N 原子的价层电子数5+(1×4)-1 = 8。
③结果为单电子时视作有一个电子对。
例:IF 5 价层电子对数为21[7+(5×1)] = 6对 正八面体(初步判断)N H +4 价层电子对数为21[5+(4×1)-1] = 4对 正四面体 PO -34 价层电子对数为21[5+(0×4)+3] = 4对 正四面体 NO 2 价层电子对数为21[5+0] = 2.5−→−3对 平面三角形 法2. 确定中心原子A 价层电子对数目-----普遍规则中心原子A 价层电子对数目=成键电子对数+孤对电子数 (VP = BP + LP )VP是价层电子对,BP是成键电子对(BOND ),LP是孤对电子对(LONE PAIR)VP = BP + LP =与中心原子成键的原子数+中心原子的孤对电子对数LP=配位原子数+LPLp =21(中心原子价电子数—配位原子未成对电子数之和)IF5Lp =21[7-(5×1)] = 1 构型由八面体−→−四方锥NH+4Lp =21[(5-1)-(4×1)] = 0 正四面体PO-34Lp =21[(5+3)-(4×2)] = 0 正四面体SO-24Lp =21[(6+2)-(4×2)] = 0 正四面体NO2Lp =21[5-(2×2)] =21−→− 1 构型由三角形−→−V形SO-23Lp =21[(6+2)-(3×2)] = 1 构型由四面体−→−三角锥法3:由Lewis结构式或结构式直接写出,双键、三键都是1对电子PClClClClCl PCl Cl ClPClClClCl+ClPClClClClCl-ClClClCl+ClPClClClClCl-VP: 5 4 4 6 4(2)价层电子对数目23456价层电子对构型直线形三角形四面体三角双锥八面体(3)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子。
知识目标第一章分子结构与性质第二节分子的立体结构:(第二课时)能力目标1.认识杂化轨道理论的要点2.进一步了解有机化合物中碳的成键特征3.能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型过程重点杂化轨道理论的要点难点杂化轨道理论教学过程备注[复习]共价键类型:σ、π键,价层电子对互斥模型。
[质疑] 我们已经知道,甲烷分子呈正四面体形结构,它的4个C--H键的键长相同,H—C--H的键角为109~28°。
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π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ls原子轨道重叠,不可能得到四面体构型的甲烷分子。
为什么?[讲]碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。
[引入]碳原子的价电子构型2s22p2,是由一个2s轨道和三个2p轨道组成的,为什么有这四个相同的轨道呢?为了解释这个构型Pauling提出了杂化轨道理论。
[板书]三、杂化轨道理论简介1、杂化的概念:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合,形成一组新的轨道,这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。
[讲]杂化轨道理论是一种价键理论,是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。
为了解决甲烷分子四面体构型,鲍林提出了杂化轨道理论,它的要点是:当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,却得到4个相同的轨道,夹角109°28′,称为sp3杂化轨道,表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。
当碳原子跟4个氢原子结合时,碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的ls轨道重叠,形成4个C--Hσ键,因此呈正四面体的分子构型。
[投影][讲]杂化轨道理论认为:在形成分子时,通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。
但应注意,原子轨道的杂化,只有在形成分子的过程中才会发生,而孤立的原子是不可能发生杂化的。