专题4 分子空间结构与物质性质第一单元 分子构型与物质的性质
课前预习
问题导入
氮气的化学性质不活泼，通常难以与其他物质发生化学反应，以N2为例分析氮原子的原子轨道是如何重叠形成共价键的？
答：氮原子的核外电子排布式为1s22s22p1x2p1y2p1z,有3个未成对电子，当结合成分子时，Px-Py轨道“头碰头”方式重叠，Py-Py和Pz-Pz轨道“肩并肩”方式重叠，我们把原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。所以在N2分子中有一个δ键和两个π键。
氮分子的结构式为N，电子式：。
知识预览
1.分子的立体构型：__________常称为分子的立体构型。
2.杂化与杂化轨道的概念
（1）轨道的杂化：____________________的过程。
（2）杂化轨道：____________________叫杂化原子轨道。
3.对称性的概念：对称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部分__________，它们经过不改变物体内任意两点间距离的操作__________，即操作前在物体某个地方有的部分，经操作后____________________，也就是说，____________________。
4.极性分子和非极性分子的概念
（1）极性分子：______________________________称为极性分子。
（2）非极性分子：______________________________称为非极性分子。
5.杂化轨道的类型：
（1）sp1杂化：sp1杂化轨道是由__________个s轨道和__________个p轨道组合而成。每个sp1杂化轨道含有__________s和__________p的成分。sp1杂化轨道之间的夹角为__________,呈__________形，如__________。
（2）sp2杂化轨道是由__________个s轨道和__________个p轨道组合而成。每个sp2杂化轨道含有__________s和__________p的成分。sp2杂化轨道之间的夹角为__________，呈__________形，如__________。
第1课时 杂化轨道理论与分子空间构型
[核心素养发展目标] 1.了解杂化轨道理论，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间构型的影响。2.通过对杂化轨道理论的学习，掌握中心原子杂化轨道类型的判断方法，建立分子空间构型分析的思维模型。
一、杂化轨道及其理论要点
1．试解释CH4分子为什么具有正四面体的空间构型？
(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”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，可表示为
(2)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。
(3)CH4分子的空间构型
甲烷分子中的4个C—H键是等同的，C—H键之间的夹角——键角是109.5°，形成正四面体型分子。
2．轨道杂化与杂化轨道
(1) 轨道的杂化：在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化。
(2)杂化轨道：重新组合后的新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
(3)轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。
3．杂化轨道的类型
杂化类型 sp sp2 sp3
参与杂化的原子轨道及数目 ns 1 1 1
np 1 2 3
杂化轨道数目 2 3 4
杂化轨道理论的要点
(1)原子形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。发生轨道杂化的原子一定是中心原子。
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。
(3)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s、2p)。
(4)杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目)，且杂化轨道的能量相同。
(5)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理，使轨道在空间取得最大夹角分布。故杂化后轨道的伸展方向、形状发生改变，但杂化轨道的形状完全相同。
例1 下列关于杂化轨道的说法错误的是( )
《分子构型与物质的性质》 知识清单
一、分子构型的基本概念
分子构型，简单来说，就是分子中原子的空间排列方式。它对于物质的性质有着至关重要的影响。就好像一个建筑物的结构决定了它的功能和稳定性一样，分子的构型决定了物质的各种物理和化学性质。
分子中的原子通过化学键相互连接，这些键的类型和角度以及原子之间的相对位置，共同决定了分子的构型。常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
二、常见的分子构型
1、 直线型分子
像二氧化碳（CO₂）就是典型的直线型分子。其中心原子碳（C）与两个氧原子（O）通过双键相连，由于双键的存在以及氧原子的电负性较大，使得分子呈现出直线的构型。这种构型使得二氧化碳分子在空间中的分布较为对称，从而影响其物理性质，如熔点、沸点等。
2、 平面三角形分子
例如，BF₃（三氟化硼）就是平面三角形分子。硼原子（B）位于三角形的中心，三个氟原子（F）位于三角形的三个顶点。这种构型使得分子具有一定的对称性，在化学性质上表现出特定的反应活性。
3、 四面体构型分子 甲烷（CH₄）是最常见的具有四面体构型的分子。碳（C）原子位于四面体的中心，四个氢原子（H）位于四面体的四个顶点。这种构型使得甲烷分子具有较高的稳定性，在常温常压下为气态。
4、 三角锥形分子
氨气（NH₃）是三角锥形分子的代表。氮原子（N）位于锥顶，三个氢原子（H）位于锥底。由于氮原子上有一对孤对电子，对成键电子对产生排斥作用，导致分子构型发生变形，成为三角锥形。
5、 折线形分子
水（H₂O）是折线形分子。氧原子（O）位于两个氢原子（H）的中间，但由于氧原子上有两对孤对电子，对成键电子对的排斥作用更强，使得分子构型不是直线形，而是折线形。
三、分子构型对物质物理性质的影响
1、 熔点和沸点
分子构型会影响分子间的相互作用力。例如，直线型的二氧化碳分子间的作用力较弱，因此其熔点和沸点相对较低；而水这种折线形分子由于存在氢键，分子间作用力较强，所以水的熔点和沸点相对较高。
教学时间 第二十周 7月4日 本模块第24课时
教学
课题 专题
专题4 分子空间结构与结构物质性质
单元 第一单元分子构型与物质的性质
节题 第三课时分子的极性
教学目标 知识与技能 1、初步认识分子空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念。
过程与方法 认识分子空间构型与极性的关系，能运用有关理论预测分子的极性
情感态度
与价值观 培养学生科学的世界观和实事求是的科学态度，激发学生探索未知世界的兴趣。
教学重点 极性分子、非极性分子
教学难点 极性分子、非极性分子
教学方法 探究讲练结合
教学准备
教
学
过
程
教师主导活动 学生主体活动
三、 分子的极性
1．非极性分子和极性分子
（1）极性分子
（2）非极性分子
2．常见分子的类型与形状
分子 空间构型 键角 键的极性 分子极性
O2 、H2
HCl、NO
CO2、CS2
H2O、SO2
BF3 SO3
NH3、NCl3
CH4、CCl4
CH3Cl、CH2Cl2
He、Ne O3、P4
H2O2、C2H2
P65
讨论后口答
完成
理解
教师主导活动 学生主体活动
教
学
过
程 3．分子极性的判断
⑴只含有非极性键的单质分子是非极性分子。
⑵含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子。
⑶含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的为极性分子。
注意：判断ABn型分子可参考使用以下经验规律：
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子；（CH4）
②若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)则为极性分子，
