選修分子立體結構三課時總

復習回顧共價鍵σ鍵π鍵鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角衡量共價鍵的穩(wěn)定性描述分子的立體結構的重要因素成鍵方式“頭碰頭”,呈軸對稱成鍵方式“肩并肩”,呈鏡像對稱第1頁/共82頁第一頁，共83頁。化學式電子式結構式共價鍵類型立體結構鍵角H2OCO2NH3CCl4C2H4C2H2第2頁/共82頁第二頁，共83頁。一、形形色色的分子O2HClH2OCO2第3頁/共82頁第三頁，共83頁。C2H2NH3CH2OP4第4頁/共82頁第四頁，共83頁。CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH第5頁/共82頁第五頁，共83頁。C60C20C40C70第6頁/共82頁第六頁，共83頁。第7頁/共82頁第七頁，共83頁。思考：

同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結構卻不同，為什么？

同為四原子分子，CH2O與NH3分子的空間結構也不同，為什么？直線形V形平面三角形三角錐形第8頁/共82頁第八頁，共83頁?？茖W視野分子的立體結構是怎樣測定的？第9頁/共82頁第九頁，共83頁。早年的科學家主要靠對物質的宏觀性質進行系統(tǒng)總結得出規(guī)律后進行推測，如今，科學家已經創(chuàng)造了許許多多測定分子結構的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結構其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結構。第10頁/共82頁第十頁，共83頁。測分子體結構：紅外光譜儀→吸收峰→分析。第11頁/共82頁第十一頁，共83頁。二、價層電子對互斥理論（VSEPR模型）1、要點：預測ABn型的分子或離子的空間構型。

中心原子A價層電子對（包括用于形成共價鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠的相對位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低?！A測分子結構的簡單理論第12頁/共82頁第十二頁，共83頁。鍵角價層電子對數(shù)VSEPR模型模型名稱實例180212034直線形平面三角形四面體BeCl2BF3CH4、CCl4109°28’第13頁/共82頁第十三頁，共83頁。鍵角價層電子對數(shù)VSEPR模型模型名稱實例56三角雙錐 正八面體PCl5SF61200900900第14頁/共82頁第十四頁，共83頁。推測分子或離子立體構型的步驟：第15頁/共82頁第十五頁，共83頁。價層電對δ鍵電子對=與中心原子結合的原子數(shù)=δ鍵電子對+中心原子上的孤電子對中心原子上的孤電子對=?（a-xb)a:中心原子的價電子數(shù)(對于陽離子：a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；對于陰離子：a為中心原子的價電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)）x為與中心原子結合的原子數(shù)b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)(H為1，其他原子為“8-該原子的價電子數(shù)）第16頁/共82頁第十六頁，共83頁。探究與討論：1、寫出H、C、N、O等原子的電子式：原子HCNO電子式價電子數(shù)可形成共用電子對數(shù)最多能接受的電子數(shù)H···O：··C：··1654·N：··11443322第17頁/共82頁第十七頁，共83頁。探究與討論：1、寫出H、C、N、O等原子的電子式：原子HCNO電子式價電子數(shù)可形成共用電子對數(shù)最多能接受的電子數(shù)H···O：··C：··1654·N：··11443322第18頁/共82頁第十八頁，共83頁。分子或離子中心原子axb孤電子對σ鍵的電子對數(shù)中心原子的價層電子對數(shù)CO2H2OSO2S622123CO32-4+2C32033NH3N531134NH4+SO32-FS6N5-141044第19頁/共82頁第十九頁，共83頁。（2）中心原子上有孤對電子的分子孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥第20頁/共82頁第二十頁，共83頁。價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型VSEPR模型分子構型實例321AB2431AB3422AB2V型三角錐V型PbCl2

NH3H2O第21頁/共82頁第二十一頁，共83頁。分子式價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)VSEPR模型分子空間構型CO2SO2SO3220213330直線形V型平面三角形第22頁/共82頁第二十二頁，共83頁。分子式價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)VSEPR模型分子空間構型SO32-SO42-134440三角錐正四面體第23頁/共82頁第二十三頁，共83頁。

成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布方式

分子構型

實例直線形

23平面三角形20 AB2直線形 HgCl230 AB321 AB2層價電子對數(shù)平面三角形BF3SO3V形PbCl2VSEPR模型名稱第24頁/共82頁第二十四頁，共83頁。價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排布分子構型 實例方式4四面體4 0AB43 1AB32 2AB2正四面體CH4三角錐形NH3Ｖ形H2OVSEPR模型名稱第25頁/共82頁第二十五頁，共83頁。價層電子對數(shù)價層電子對排布成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排分子構型 實例布方式5三角雙錐5 0AB54 1AB43 2AB32 3AB2三角雙錐 變形四面體T形直線形 僅作了解PCl5SF4ClF3第26頁/共82頁第二十六頁，共83頁。價層電子對數(shù)價層電子對排布成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對的排分子構型 實例布方式6八面體6 0AB65 1AB54 2AB4正八面體四方錐形 IF5平面正方形僅作了解SF6第27頁/共82頁第二十七頁，共83頁。

注：價層電子對互斥模型對少數(shù)化合物判斷不準，不能適用于過渡金屬化合物，除非金屬具有全滿、半滿或全空的d軌道第28頁/共82頁第二十八頁，共83頁。應用反饋:化學式

中心原子孤對電子數(shù)中心原子結合的原子數(shù)空間構型HCNNO2NH2－NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V型平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體PO43－04正四面體第29頁/共82頁第二十九頁，共83頁。利用價層電子對互斥理論時，首先要根據(jù)原子的最外層電子數(shù)，判斷中心原子上有沒有孤對電子，然后再根據(jù)中心原子結合的原子的數(shù)目，就可以判斷分子的空間構型

價層電子對數(shù)

23

4

5

6電子對排布方式 直線形平面三角形四面體三角雙錐八面體第30頁/共82頁第三十頁，共83頁。思考與交流:P:38第31頁/共82頁第三十一頁，共83頁。1、下列物質中，分子的立體結構與水分子相似的是（）A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl4B2、下列分子的立體結構，其中屬于直線型分子的是（）A、H2OB、CO2

C、C2H2D、P4BC第32頁/共82頁第三十二頁，共83頁。3、為了解釋和預測分子的空間構型，科學家在歸納了許多已知的分子空間構型的基礎上，提出了一種十分簡單的理論模型—價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是

；另一類是是

。BF3和NF3都是四個原子的分子，BF3的中心原子是

，NF3的中心原子是

；BF3分子的立體構型是平面三角形，而NF3分子的立體構型是三角錐形的原因是

。

第33頁/共82頁第三十三頁，共83頁。

值得注意的是價層電子對互斥模型只能解釋化合物分子的空間構形，卻無法解釋許多深層次的問題，如無法解釋甲烷中四個C—H的鍵長、鍵能相同及H—C—H的鍵角為10928′。因為按照我們已經學過的價鍵理論，甲烷的4個C—H單鍵都應該是σ鍵，然而，碳原子的4個價層原子軌道是3個相互垂直的2p軌道和1個球形的2s軌道，用它們跟4個氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構型的甲烷分子。第34頁/共82頁第三十四頁，共83頁。為了解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論，2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)它的要點是：當碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，碳原子的2s軌道和3個2p軌道會發(fā)生混雜，混雜時保持軌道總數(shù)不變，得到4個能量相等、成分相同的sp3雜化軌道，夾角10928′，表示這4個軌道是由1個s軌道和3個p軌道雜化形成的如下圖所示：第35頁/共82頁第三十五頁，共83頁。三、雜化軌道理論簡介雜化：原子內部能量相近的原子軌道，在外界條件影響下重新組合的過程叫原子軌道的雜化雜化軌道：原子軌道組合雜化后形成的一組新軌道雜化軌道類型：sp、sp2、sp3等雜化結果：重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等成鍵能力更強的原子軌道雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對電子第36頁/共82頁第三十六頁，共83頁。2s2pC的基態(tài)2s2p激發(fā)態(tài)正四面體形sp3雜化態(tài)CHHHH109°28’激發(fā)Sp3雜化第37頁/共82頁第三十七頁，共83頁。Sp3雜化第38頁/共82頁第三十八頁，共83頁。碳的sp2雜化軌道sp2雜化：三個夾角為120°的平面三角形雜化軌道。Sp2雜化第39頁/共82頁第三十九頁，共83頁。C2H4Sp2雜化第40頁/共82頁第四十頁，共83頁。大π鍵C6H6Sp3雜化第41頁/共82頁第四十一頁，共83頁。碳的sp雜化軌道sp雜化：夾角為180°的直線形雜化軌道。Sp雜化第42頁/共82頁第四十二頁，共83頁。乙炔的成鍵第43頁/共82頁第四十三頁，共83頁。第44頁/共82頁第四十四頁，共83頁。

基態(tài)N的最外層電子構型為2s22p3，在H影響下，N的一個2s軌道和三個2p軌道進行sp3不等性雜化，形成四個sp3雜化軌道。其中三個sp3雜化軌道中各有一個未成對電子，另一個sp3雜化軌道被孤對電子所占據(jù)。N用三個各含一個未成對電子的sp3雜化軌道分別與三個H的1s軌道重疊，形成三個鍵。由于孤對電子的電子云密集在N的周圍，對三個鍵的電子云有比較大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此NH3的空間構型為三角錐形。第45頁/共82頁第四十五頁，共83頁。第46頁/共82頁第四十六頁，共83頁。

基態(tài)O的最外層電子構型為2s22p4，在H的影響下，O采用sp3不等性雜化，形成四個sp3雜化軌道，其中兩個雜化軌道中各有一個未成對電子，另外兩個雜化軌道分別被兩對孤對電子所占據(jù)。O用兩個各含有一個未成對電子的sp3雜化軌道分別與兩個H的1s軌道重疊，形成兩個鍵。由于O的兩對孤對電子對兩個鍵的成鍵電子有更大的排斥作用，使鍵之間的鍵角被壓縮到，因此H2O的空間構型為角型。

第47頁/共82頁第四十七頁，共83頁。1、看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個叁鍵，則其中有2個π鍵，用去了2個p軌道，形成的是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中有1個π鍵，形成的是sp2雜化；如果全部是單鍵，則形成的是sp3雜化。2、沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化.第48頁/共82頁第四十八頁，共83頁。

根據(jù)以下事實總結：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C第49頁/共82頁第四十九頁，共83頁。已知：雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納孤對電子雜化軌道數(shù)=中心原子孤對電子對數(shù)＋中心原子結合的原子數(shù)第50頁/共82頁第五十頁，共83頁。代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結構CO2CH2OCH4SO2NH3H2O結合上述信息完成下表：0+2=2SP直線形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面體形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角錐形2+2=4SP3V形第51頁/共82頁第五十一頁，共83頁。科學探究1、寫出HCN分子和CH20分子的路易斯結構式。2．用VSEPR模型對HCN分子和CH2O分子的立體結構進行預測(用立體結構模型表示)3．寫出HCN分子和CH20分子的中心原子的雜化類型。4．分析HCN分子和CH2O分子中的π鍵。第52頁/共82頁第五十二頁，共83頁。1、下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．CO2與SO2B．CH4與NH3

C．BeCl2與BF3D．C2H2與C2H4B課堂練習第53頁/共82頁第五十三頁，共83頁。課堂練習2、指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預測分子的幾何構型。

(1)PCl3(2)BCl3(3)CS2第54頁/共82頁第五十四頁，共83頁。3、寫出下列分子的路易斯結構式(是用短線表示鍵合電子,小黑點表示未鍵合的價電子的結構式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預測分子的幾何構型。(1)PCI3(2)BCl3(3)CS2

(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角錐形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直線形C=S=S........(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......第55頁/共82頁第五十五頁，共83頁。分子式立體結構路易斯結構式中心原子雜化類型CO2BF3CH4C2H4C2H2第56頁/共82頁第五十六頁，共83頁。分子式立體結構路易斯結構式中心原子雜化類型NH3H2OHCHONH4+SO42-第57頁/共82頁第五十七頁，共83頁。配位健——一種特殊的共價鍵H3O+NH4+SO42-配位鍵：一方是能夠提供孤對電子的原子，另一方是能夠接受孤對電子的空軌道的原子間形成的“電子對給予---接受鍵”第58頁/共82頁第五十八頁，共83頁。天藍色天藍色天藍色無色無色無色四、配合物理論簡介：實驗2-1固體顏色溶液顏色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色綠色深褐色白色白色白色思考：前三種溶液呈天藍色大概與什么物質有關？依據(jù)是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+第59頁/共82頁第五十九頁，共83頁?！锱湮换衔?，簡稱配合物，通常是由中心離子（或原子）與配位體(某些分子或陰離子)以配位鍵的形式結合而成的復雜離子或分子。第60頁/共82頁第六十頁，共83頁。2+CuNH3H3NNH3NH3實驗2-2已知氫氧化銅與足量氨水反應后溶解是因為生成[Cu(NH3)4]2+

，其結構簡式為：試寫出實驗中發(fā)生的兩個反應的離子方程式？第61頁/共82頁第六十一頁，共83頁。Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍色沉淀深藍色溶液第62頁/共82頁第六十二頁，共83頁。實驗2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血紅色練習書寫：向硝酸銀溶液中逐漸滴加氨水的離子方程式第63頁/共82頁第六十三頁，共83頁。配合物的組成第64頁/共82頁第六十四頁，共83頁。復鹽：由兩種或兩種以上的陽離子與一種酸根離子組成的鹽叫做復鹽。如:KAl（SO4）2·12H2O混鹽：是指一種金屬離子與多種酸根離子所構成的鹽。如氯化硝酸鈣[Ca(NO3)Cl]復鹽、混鹽、配合物鹽配合物鹽:是在配合物的溶液或晶體中，十分明確地存在著含有配位鍵的、能獨立存在的復雜組成的離子：

[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]2++SO42-第65頁/共82頁第六十五頁，共83頁。鹽的種類很多，有正鹽、酸式鹽、堿式鹽、復鹽、配合物鹽、混鹽等等。其中的混鹽是由一種金屬陽離子（包括NH4+）和兩種酸根陰離子所組成的化合物。則下列物質屬于混鹽的是AKAl(SO4)2?12H2OBCaOCl2

CNaHSO4DMg2(OH)2CO3

第66頁/共82頁第六十六頁，共83頁。形成配合物時性質的改變1、顏色的改變Fe3++nSCN-==[Fe(SCN)n](n-3)-2、溶解度的改變：AgCl＋HCl＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-Au+HNO3+4HCl==H[AuCl4]+NO+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O3、酸堿性的改變：[Cu(NH3)4](OH)2

的堿性大于Cu(OH)2第67頁/共82頁第六十七頁，共83頁。下列分子或離子中都存在著配位鍵的是A．NH3、H2OB．NH4+

、H3O+

C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+

、PCI3第68頁/共82頁第六十八頁，共83頁。下列各種說法中錯誤的是A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤對電子。B、配位鍵是一種特殊的共價鍵。C、配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。D第69頁/共82頁第六十九頁，共83頁。下列屬于配合物的是（）A、NH4ClB、Na2CO3﹒10H2OC、CuSO4﹒5H2OD、Co（NH3）6Cl3第70頁/共82頁第七十頁，共83頁。配合物K3[Fe(CN)6]中，中心離子的化合價是A．＋3 B．－3 C．＋6 D．－6配合物[Zn(NH3)4]Cl2的中心離子的配位數(shù)是A．2 B．3 C．4 D．5第71頁/共82頁第七十一頁，共83頁。0.01mol氯化鉻（CrCl3·6H2O）在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產生0.02molAgCl沉淀。此氯化鉻最可能是A．[Cr(H2O)6]Cl3

B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O第72頁/共82頁第七十二頁，共83頁。已知[Co(NH3)6]3＋呈正八面體結構：各NH3分子間距相等，Co3＋位于正八面的中心。若其中二個NH3分子被Cl－取代，所形成的[Co(NH3)4Cl2]＋的同分異構體的種數(shù)有A．2種 B．3種 C．4種 D．5種第73頁/共82頁第七十三頁，共83頁。第74頁/共82頁第七十四頁，共83頁。若將NH3看成是一個整體，[Ag(NH3)2]＋的構型為直線型，中心原子Ag＋的雜化軌道類型是A．sp B．Sp2

C．sp3 D．dsp3

第75頁/共82頁第七十五頁，共83頁。如圖是卟啉配合物葉綠素的結構示意圖(部分)，有關的敘述正確的是A．該葉綠素含有H、Mg、C、N元素B．該葉綠素是配合物，中心離子是鎂離子C．該葉綠素是配合物，其配體是N元素D．該葉綠素不是配合物，而是高分子化合物第76頁/共82頁第七十六頁，共83頁。Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，已知兩種配合物的分子式分別為[Co(NH3)5Br]SO4

和[Co(SO4)(NH3)5]Br。(1)若在第一種配合物的溶液中加BaCl2

溶液時，產生

現(xiàn)象；(2)如果在第二種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時，產生

現(xiàn)象，(3)若在第二種配合物的溶液中加入AgNO3溶液時，產生

現(xiàn)象。第77頁/共82頁第七十七頁，共83