【2012优化方案精品课件】鲁科版化学选修3第2章第2节共价键与分子的空间构型(共67张PPT)

(2)有同学认为，NH5与PCl5类似，N原子的一个 2s轨道、三个2p轨道和一个2d轨道可能发生sp3d 杂化。请你对该同学的观点进行评价
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【思路点拨】 杂化类型 ―判―断→ 分子空间结构 ―判―断→
(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中P原子价电子数应 加上3，而NH中N原子的价电子数应减去1。 (3)如果价电子数出现奇数，可把这个单电子当 作电子对看待。
2．确定价电子对的空间构型 由于价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。价电子对的空间构型与 价电子对数目的关系如下表：
实例
sp1
sp2
2
3
2
3
180°
120°
__直__线__形___ 平__面__三__角__形__ CH≡CH CH2===CH2
sp3
4
4 109.5° 四__面__体__形__
CH4
2.苯环的结构与大π键 苯环上，碳原子以sp2杂化，每个碳原子的两个 sp2杂化轨道上的电子分别与邻近两个碳原子的 杂化轨道上的电子配对形成σ键，六个碳原子 形成正六边形的碳环，另外一个sp2杂化轨道上 的电子与H原子的__1_s __电子配对形成σ键，同 时，六个碳原子上剩余的___2_p___轨道，以 “__肩__并__肩____”的形式形成多原子、多电子的 大π键。
(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式 ________；该分子的中心原子以sp2杂化，是 ________分子，分子构型为________。 (4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常
见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出 其分子式____________、____________，并比 较酸性强弱：____________。 (5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非 极性键的是________(写分子式)，分子构型为 V形的是________(写分子式)。
手和右手，相似而不完全相同，即它们不能 __重__叠___。 ②手性分子：具有__手__性___的分子。手性分子和 它的镜像分子构成一对异构体，分别用D和L标 记。 2．分子的极性 (1)极性分子：分子内存在正、负两极的分子。 (2)非极性分子：分子内没有正、负两极的分子。
(3)分子的极性判断 ①双原子分子的极性 a．相同原子构成的单质分子，分子的正、负 电荷重心重合，为__非__极__性__分子。 b．不同元素原子构成的双原子分子，分子的 正、负电荷重心不重合，为__极__性__分子。
第2节 共价键与分子的空间构型
学习目标
1.了解轨道杂化的基本思想，能用杂化轨道理 论判断简单分子共价键的形成和空间构型。 2.结合实例说明等电子原理的应用。 3.学会判断简单分子的极性情况，知道分子的 立体构型与分子极性的关系。
第2节
课前自主学案 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练
课前自主学案
二、分子的空间构型与分子性质 1．分子的对称性 (1)对称分子 ① 依 据 _对__称__轴__ 的 旋 转 或 借 助 _对__称__面___ 的 反 映 能够复原的分子。
②分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质 等都与分子的对称性有关。
(2)手性分子 ①手性：一种分子和它在镜中的像，就如人的左
变式训练1 指出下列原子的杂化轨道类型及
分子的结构式、空间构型。 (1)CO2分子中的C为____________杂化，分子 的 结 构 式 为 ________ ， 空 间 构 型 为 ________________； (2)CH2O中的C为____________杂化，分子的 结构式为____________，空间构型为 ____________；
CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O
杂化轨道数 0＋2＝2 0＋3＝3 0＋4＝4 1＋2＝3 1＋3＝4 2＋2＝4
杂化轨道类型 sp1 sp2 sp3 sp2 sp3 sp3
2.共价键全部为σ键的分子构型与杂化类型
3.含σ键和π键的分子构型和杂化类型
特别提醒：(1)杂化轨道间的夹角与分子内的键 角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电 子对越多，键角越小。例如，NH3中的氮原子 与CH4中的碳原子均为sp3杂化，但键角分别为 107.3°和109.5°。 (2)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同， 但能量不同。 (3)杂化轨道也符合价层电子对互斥模型，应尽 量占据整个空间，使它们之间的排斥力最小。
价电子 对数目
2
价电子 直线
对构型 形
3
4
5
6
三角 正四面 三角双 正八面
形体
锥
体
3.分子空间构型确定 根据分子中成键电子对数和孤电子对数，可以 确定相应的较稳定的分子几何构型，如下表：
例2 元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X 和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X 的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两 种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分 别为50%和60%。 (1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置。 (2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中， 写出X质量分数为50%的化合物的化学式 ________；该分子的中心原子以sp2杂化，是 ________分子，分子构型为________。
__________________________________________ __________________。 (3)经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电 子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则 NH5的电子式是________________。
【解析】 写出NH3、PCl3和PCl5分子的电子式 不难发现，氢原子是2e－稳定，氯原子是8e－稳 定，在PCl3中磷原子外围是8e－，PCl5中磷原子 外围是10e－，所有原子的最外层电子数都是8个 的只有PCl3，联想到氨分子的空间构型，PCl3 分子的形状是三角锥形。要满足N原子最外层电 子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2， 则NH5的电子式必须是
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1．在
分子中，羰基碳原子与甲基碳
原子成键时所采取的杂化方式分别为( )
A．sp2杂化；sp2杂化 B．sp3杂化；sp3杂化
C．sp2杂化；sp3杂化 D．sp1杂化；sp3杂化
解析：选C。羰基上的碳原子共形成3个σ键，为
sp2杂化，两侧甲基中的碳原子共由极性键构成的分子都是极性分子 B．含非极性键的分子一定是非极性分子 C．极性分子一定含有极性键，非极性分子一
3．在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发 生sp3杂化生成4个________杂化轨道，生成的4个 杂化轨道中，只有________个含有未成对电子， 所以只能与________个氢原子形成共价键，又因 为 4 个 sp3 杂 化 轨 道 其 中 一 个 轨 道 含 有 一 对 ________，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。 解析：NH3中N原子为sp3杂化，形成4个sp3杂化 轨道，但NH3分子空间构型不是正四面体形，而 是三角锥形，是因为氮原子形成NH3时仍有一对 孤电子对。
例1 已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化 合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物 ——NH3和NH5。②PCl5分子中，P原子的一个3s 轨道、三个3p轨道和一个3d轨道发生杂化形成5个
sp3d杂化轨道，PCl5分子呈三角双锥形(
)。
(1)NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外层电 子数都是8个的是____________(填分子式)，该分 子的形状是________。
③甲烷中碳原子的杂化轨道： 碳原子中能量相近的一个_2_s__轨道和_三__个__2_p__ 轨道重新组成新的轨道，称为sp3杂化，形成的 四个能量相同的杂化轨道称为__sp_3_杂__化__轨__道__。 (2)杂化轨道的类型及典例
杂化类型 用于杂化 的原子数
目 杂化轨道
的数目 杂化轨道 间的夹角 空间构型
【答案】 (1)PCl3 三角锥形 (2)不对，因为N原子没有2d轨道 (3)
【规律方法】 (1)杂化轨道成键时，要满足化 学键间最小排斥原理，键与键间排斥力的大小
决定键的方向，即决定杂化轨道间的夹角，键
角越大，化学键之间的排斥力越小。 (2)sp1杂化和sp2杂化的两种形式中，原子还有 未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化 轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成 键的孤对电子。
(3)CH4分子中的C为____________杂化，分子 的结构式为____________，空间构型为 ____________； (4)H2S分子中的S为____________杂化，分子 的结构式为____________，空间构型为 ____________。
解析：杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且 杂化轨道只能用于形成σ键，剩余的p轨道还可 以形成π键。杂化轨道类型决定了分子(或离子) 的空间构型，如sp2杂化轨道的键角为120°，
自主学习
一、一些典型分子的空间构型 1．甲烷分子的空间构型 (1)杂化原子轨道(杂化轨道) ①杂化：原子在组合成分子的过程中原子内部 ___能__量__相__近____的原子轨道重新组合形成一组能量 相等的新轨道的过程。 ②杂化轨道：杂化后形成的新的__能__量__相__同______ 的原子轨道。
定含有非极性键 D．以极性键结合的双原子分子，一定是极性 分子
解析：选D。由极性键构成的分子若空间构型 均匀对称，则分子是非极性分子，A项说法错
误；含非极性键的分子也可能含有极性键，分 子也可能是极性分子，如CH3CH2OH等，B项 说法不正确；CO2是由极性键形成的非极性分 子，C项说法错误；以极性键结合的双原子分 子都是极性分子，D项说法正确。