第2節(jié)__共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型修改2

1、109.5一、一些典型分子的空間構(gòu)型一、一些典型分子的空間構(gòu)型1、甲烷分子的空間構(gòu)型、甲烷分子的空間構(gòu)型碳原子碳原子:為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論 為了四為了四個(gè)雜化個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，使軌道間的排斥最小，4 4個(gè)雜化軌道的伸展個(gè)雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。方向分別指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。：四個(gè)雜化軌道分別指向的四個(gè)頂點(diǎn)，雜化軌道之間的夾角為0u雜化前后軌道數(shù)目不變雜化前后軌道數(shù)目不變u雜化后軌道伸展方向，形狀發(fā)生改變。雜化后軌道伸展方向，形狀發(fā)生改變。n雜化軌道只用于形成雜

2、化軌道只用于形成鍵或者用來容納孤對電子鍵或者用來容納孤對電子 剩余的剩余的p軌道可以形成軌道可以形成鍵鍵乙烯乙烯C C2 2H H4 4CHCH2 2 CHCH2 2u兩個(gè)碳原子所余下的垂直于分子平面的兩個(gè)兩個(gè)碳原子所余下的垂直于分子平面的兩個(gè)p pz z軌道重疊形成軌道重疊形成p pz z-p-pz z的的鍵鍵2s2pB的的基態(tài)基態(tài)2p2s激激發(fā)態(tài)發(fā)態(tài)sp2 雜化態(tài)雜化態(tài)BF3分子形成過程分子形成過程BFFF激發(fā)激發(fā)120BeCl2分子形成過程分子形成過程激發(fā)激發(fā)2s2pBe基態(tài)基態(tài)2s2p激激發(fā)態(tài)發(fā)態(tài)雜化雜化直線形直線形sp雜化態(tài)雜化態(tài)Cl Be Cl180 3雜化軌道理論解釋苯分子的結(jié)構(gòu)

3、：雜化軌道理論解釋苯分子的結(jié)構(gòu)：C為為SP2雜化雜化所有原子（所有原子（12個(gè)）處于同一平面?zhèn)€）處于同一平面分子中分子中6個(gè)碳原子未雜化的個(gè)碳原子未雜化的2P軌道軌道上的未成對電子重疊結(jié)果形成了上的未成對電子重疊結(jié)果形成了一個(gè)閉合的、環(huán)狀的大一個(gè)閉合的、環(huán)狀的大鍵鍵形成的形成的電子云像兩個(gè)連續(xù)的面包圈，一個(gè)位于平面上面，電子云像兩個(gè)連續(xù)的面包圈，一個(gè)位于平面上面，一個(gè)位于平面下面，經(jīng)能量計(jì)算，這是一個(gè)很穩(wěn)定的體系。一個(gè)位于平面下面，經(jīng)能量計(jì)算，這是一個(gè)很穩(wěn)定的體系。 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )大 鍵 C6H6C6H6的大鍵（離域鍵）3NHNHHH雜化3sp2ps

4、2NH3 的空間構(gòu)型的空間構(gòu)型2H O0 0 0 1 2109.5共價(jià)分子的幾何外形取決于分子價(jià)電子對數(shù)目和類型。共價(jià)分子的幾何外形取決于分子價(jià)電子對數(shù)目和類型。1.基本觀點(diǎn)基本觀點(diǎn)（1）分子的價(jià)電子對數(shù)）分子的價(jià)電子對數(shù)=成鍵電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)孤電子對數(shù) （分子的價(jià)電子對數(shù)（分子的價(jià)電子對數(shù)= n + m ）（2）分子的價(jià)電子對由于相互排斥作用）分子的價(jià)電子對由于相互排斥作用, 而趨向盡可能遠(yuǎn)離以減小斥力而趨向盡可能遠(yuǎn)離以減小斥力 而采取對稱的空間構(gòu)型。而采取對稱的空間構(gòu)型。二、價(jià)電子對互斥理論（二、價(jià)電子對互斥理論（VSEPRVSEPR法）法）確定分子空間構(gòu)型的簡易方法：確定

5、分子空間構(gòu)型的簡易方法：鍵課堂練習(xí)課堂練習(xí) 寫出下列分子的的雜化軌道類型及空間構(gòu)型寫出下列分子的的雜化軌道類型及空間構(gòu)型 BF3、 BeCl2、 CS2 、 Cl2O 、 PCl3、 H2O、 SiCl4、CH3F、 NI3、NH4+、SO42- SO32-、ClO3-、PO43-、ClO4-、CO32- NO3-23平面三角形2 0 AB2直線形HgCl23 0 AB32 1 AB2價(jià)層電子對數(shù)平面三角形 BF3角形PbCl2布方式 4四面體4 0 AB43 1 AB32 2 AB2正四面體 CH4三角錐形 NH3角形H2O布布方式3I體5三角雙錐50 AB54 1 AB43 2 AB32

6、3 AB2三角雙錐 PCl5變形四面 SF4T形 ClF3直線形布布方式形4ICl6八面體60 AB651 AB542 AB4正八面體 SF6四方錐形IF5平面正方4.等電子原理等電子原理 具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征?；螂x子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。 符合等電子原理的分子或離子互為等電符合等電子原理的分子或離子互為等電子體。子體。等電子原理的某些應(yīng)用：等電子原理的某些應(yīng)用：（1）判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型：等電子體）判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型：等電子體一般有相同的立體構(gòu)型。一般有相同的立體構(gòu)型。（2）制造新材料方面的應(yīng)用。

7、）制造新材料方面的應(yīng)用。等電子體有相似的性質(zhì)。等電子體有相似的性質(zhì)。 根據(jù)等電子原理，判斷根據(jù)等電子原理，判斷下列各組分子屬下列各組分子屬于等電子體的是（于等電子體的是（ ） A、H2O、H2S B、HF、NH3 C、CO、CO2 D、NO2、SO2A在短周期元素組成的物質(zhì)中，與在短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2互為互為等電子體的分子有：等電子體的分子有： 、 。3個(gè)原子個(gè)原子H HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArO3 各原子最外層電各原子最外層電子數(shù)之和為子數(shù)之和為18SO2 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 寫出下列分子的的雜化軌道類型及空間構(gòu)型寫出下列分子

8、的的雜化軌道類型及空間構(gòu)型 NH3、BeCl2、PCl3、BF3、CS2 H2O、Cl2O 、SiCl4、CH3F、NI31 1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是型相同的是 ( )( )A ACOCO2 2與與SOSO2 2 B BCHCH4 4與與NHNH3 3 C CBeClBeCl2 2與與BFBF3 3 D DC C2 2H H2 2與與C C2 2H H4 4B B2 2、對對SOSO2 2與與COCO2 2說法正確的是說法正確的是( )( )A.A.都是直線形結(jié)構(gòu)都是直線形結(jié)構(gòu)B.B.中心原子都采取中心原子都采取spsp雜化軌道雜化軌道C.

9、SC.S原子和原子和C C原子上都沒有孤對電子原子上都沒有孤對電子D.SOD.SO2 2為為V V形結(jié)構(gòu)，形結(jié)構(gòu)， COCO2 2為直線形結(jié)構(gòu)為直線形結(jié)構(gòu)D 對稱性普遍存在于自然界。對稱性普遍存在于自然界。例如五瓣對稱的梅花、桃花，例如五瓣對稱的梅花、桃花，六瓣對稱的水仙花、雪花（軸六瓣對稱的水仙花、雪花（軸對稱或中心對稱）；建筑物和對稱或中心對稱）；建筑物和動(dòng)物的鏡面對稱；美術(shù)與文學(xué)動(dòng)物的鏡面對稱；美術(shù)與文學(xué)中也存在很多對稱的概念。中也存在很多對稱的概念。自然界中的對稱性 依據(jù)對稱軸的旋轉(zhuǎn)或借助對稱面的反映能夠依據(jù)對稱軸的旋轉(zhuǎn)或借助對稱面的反映能夠復(fù)原的分子稱為對稱分子，分子所具有的這種性復(fù)

10、原的分子稱為對稱分子，分子所具有的這種性質(zhì)稱為對稱性。質(zhì)稱為對稱性。左手和右手不能重疊左手和右手不能重疊 左右手互為鏡像左右手互為鏡像手性異構(gòu)體和手性分子手性異構(gòu)體和手性分子 概念：如果一對分子，它們的組成和原概念：如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對分子互稱對分子互稱手性異構(gòu)體手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分。有手性異構(gòu)體的分子稱為子稱為手性分子手性分子。 條件：條件：當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳當(dāng)四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時(shí)，形成的化合物存

11、在手性異構(gòu)體。原子上時(shí)，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子其中，連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為稱為手性碳原子手性碳原子。1下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH CH2OHCH2OHOHB課堂練習(xí)課堂練習(xí)A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有下列化合物中含有2個(gè)個(gè)“手性手性”碳原子的是碳原子的是( )B根據(jù)電荷分布是否均勻，共價(jià)鍵有極根

12、據(jù)電荷分布是否均勻，共價(jià)鍵有極性、非極性之分，以共價(jià)鍵結(jié)合的分性、非極性之分，以共價(jià)鍵結(jié)合的分子是否也有極性、非極性之分呢？子是否也有極性、非極性之分呢？分子的極性又是根據(jù)什么來判定呢？思考思考觀察觀察. .思考思考 P P4545非非極性分子：極性分子：電荷分布均勻?qū)ΨQ的分子；分子內(nèi)電荷分布均勻?qū)ΨQ的分子；分子內(nèi)沒正、負(fù)兩極的分子。沒正、負(fù)兩極的分子。3、分子的極性、分子的極性 正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子ClCl共用電子對共用電子對ClCl2個(gè)個(gè)Cl原子吸引電子的能力相同，共用電原子吸引電子的能力相同，共用電子對不偏向任何一個(gè)原子，整個(gè)分子的子對不偏

13、向任何一個(gè)原子，整個(gè)分子的電荷分布均勻，電荷分布均勻，為為非極性分子非極性分子只只含有非極性鍵含有非極性鍵的分子因?yàn)楣灿秒姷姆肿右驗(yàn)楣灿秒娮訉o偏向，子對無偏向，分子是分子是非極性分子非極性分子極性分子：極性分子：電荷分布不均勻不對稱的分子電荷分布不均勻不對稱的分子；分子內(nèi)存在正、負(fù)兩極的分子。 正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重合的分子正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重合的分子HCl共用電子對共用電子對HClHCl分子中，共用電子對偏向分子中，共用電子對偏向Cl原子，原子，Cl原子一端相對地顯負(fù)電性，原子一端相對地顯負(fù)電性，H原子原子一端相對地顯正電性，整個(gè)分子的電荷一端相對地顯正電性，整個(gè)分子的電荷分

14、布不均勻，分布不均勻，為極性分子為極性分子+-以以極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子分子極性的判斷方法分子極性的判斷方法1 1、雙原子分子、雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價(jià)鍵是否有極性取決于成鍵原子之間的共價(jià)鍵是否有極性2 2、多原子分子、多原子分子( (ABm型型) )取決于分子的空間構(gòu)型取決于分子的空間構(gòu)型ABm分子極性的判斷方法分子極性的判斷方法1 1、化合價(jià)法、化合價(jià)法請判斷請判斷PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的極性。分子的極性。若中心原子若中心原子A A的化合價(jià)的絕對值等于該元素所的化合價(jià)的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等

15、則為在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子；極性分子；若中心原子有孤對電子若中心原子有孤對電子( (未參與成鍵的電子對未參與成鍵的電子對) )則為極性分子，若無孤對電子則為非極性分子。則為極性分子，若無孤對電子則為非極性分子。ABm分子極性的判斷方法分子極性的判斷方法1 1、化合價(jià)法、化合價(jià)法 將分子中的共價(jià)鍵看作作用力，不同的將分子中的共價(jià)鍵看作作用力，不同的共價(jià)鍵看作不相等的作用力，運(yùn)用物理上共價(jià)鍵看作不相等的作用力，運(yùn)用物理上力的合成與分解，看中心原子受力是否平力的合成與分解，看中心原子受力是否平衡，如平衡則為非極性分子；否則為極性衡，如平衡則為非極性分子；否則為極性分子。分子

16、。2 2、物理模型法、物理模型法C=O鍵是極性鍵，但鍵是極性鍵，但從分子總體而言從分子總體而言CO2是是直線型直線型分子，兩個(gè)分子，兩個(gè)C=O鍵是鍵是對稱對稱排列的，排列的，兩鍵的極性互相抵消兩鍵的極性互相抵消（ F合合=0），），整個(gè)整個(gè)分子沒有極性，電荷分子沒有極性，電荷分布均勻，是分布均勻，是非極性非極性分子分子。180F1F2F合合=0OOCHOH10430F1F2F合合0O-H鍵是極性鍵，共用電鍵是極性鍵，共用電子對偏子對偏O原子，由于分子原子，由于分子是是V V形形構(gòu)型構(gòu)型，兩個(gè)，兩個(gè)O-H鍵鍵的極性不能抵消（的極性不能抵消（ F合合0），），整個(gè)分子電荷分整個(gè)分子電荷分布不均勻，

17、是布不均勻，是極性分子極性分子HHHNBF3：NH3：12010718 三角錐型三角錐型, 不對稱，鍵的極不對稱，鍵的極性不能抵消，是極性分子。性不能抵消，是極性分子。F1F2F3F平面三角形，對稱，平面三角形，對稱，鍵的極性互相抵消鍵的極性互相抵消（ F合合=0） ，是非極，是非極性分子。性分子。CHHHH109.5正正四面體型四面體型 ，對稱結(jié)構(gòu)，對稱結(jié)構(gòu)，C-H鍵的極性鍵的極性互相抵消（互相抵消（ F合合=0） ，是，是非極性分子。非極性分子。常見分子的構(gòu)型及分子的極性常見分子的構(gòu)型及分子的極性雙雙原原子分子分子子H2、Cl2 非非 無無 直線型直線型 非極性非極性HCl 有有 無無 直線型直線型 極性極性H2O 有有 104.50 V V形形 極性極性CO2 有有 180 直線型直線型 非極性非極性三原三原子分子分子子四原四原子分子分子子NH3 有有 107.30 三角錐型三角錐型 極性極性BF3 有有 120 平面三角形平面三角形 非極性非極性CH4 有有 109.50 正四面體型正四面體型 非極性非極性五原五原子子分子的分子的極性極性分子的空分子的空間結(jié)構(gòu)間結(jié)構(gòu)鍵角鍵角決定決