高三化學(xué)化學(xué)鍵_第1頁(yè)
高三化學(xué)化學(xué)鍵_第2頁(yè)
高三化學(xué)化學(xué)鍵_第3頁(yè)
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關(guān)于高三化學(xué)化學(xué)鍵第1頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日四、化學(xué)鍵化學(xué)鍵概念作用點(diǎn)特征形成條件和規(guī)律示例離子鍵陰陽(yáng)離子間靜電作用離子無方向性無飽和性活潑金屬(NH4+)與活潑非金屬或酸根鹽、堿金屬氧化物共價(jià)鍵極性鍵非極性鍵配位鍵原子間共用電子對(duì)偏不偏一方提供不同原子相同原子特殊原子有方向性和飽和性原子有未成對(duì)電子電子云要重疊不同非金屬元素之間同種非金屬元素之間一方有孤對(duì)電子,一方有空軌道COHXX2

、O2H2O2H3O+NH4+金屬鍵金屬離子和自由電子間的靜電作用金屬離子和自由電子間無方向性無飽和性金屬單質(zhì)和合金相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子或離子之間的強(qiáng)烈相互作用Na、鋼鎂鋁合金第2頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1、用電子式表示下列物質(zhì):2、用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程:1.電子式:在元素符號(hào)周圍用小點(diǎn)(或×)來表示原子的最外層電子,這種式子叫電子式。(1)CaO(2)Na2O(3)CaCl2(4)Na2O2(5)H2O2(1)MgCl2(2)Na2O2(3)HCl(4)NH4Cl

(5)CCl4(6)CH3COOH第3頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日Cl][HClH練習(xí)1.下列用電子式表示化合物的形成過程正確的是:KOKO][K2K]MgFFMgF2[2[]Ba[]Cl[]Cl2BaClClABCD(A)

電子式是重要的化學(xué)用語(yǔ),能清楚地表示出原子、離子、離子化合物和共價(jià)化合物的結(jié)構(gòu)和形成,要能正確地掌握和應(yīng)用,書寫時(shí)必須注意以下問題。1.用電子式表示離子化合物的形成的注意點(diǎn):(1)左邊寫出形成離子化合物中各原子的電子式,右邊寫出生成的離子化合物的電子式,中間用“→”連接,而不是“=”。第4頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日(2)用電子式表示離子化合物的結(jié)構(gòu)時(shí),對(duì)于陽(yáng)離子來說,一般用陽(yáng)離子符號(hào)表示,如Na+等;而陰離子則不同,應(yīng)在元素符號(hào)的周圍用小黑點(diǎn)(·)或小叉(×)表示最外層電子數(shù),外面加上中括號(hào)[],并在中括號(hào)的右上角標(biāo)上離子所帶的負(fù)電荷數(shù),如。(3)構(gòu)成離子化合物的每一個(gè)離子都要單獨(dú)書寫,不可合并,書寫原子的電子式時(shí),若有幾個(gè)相同的原子,可合并書寫。如:第5頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日2.用電子式表示共價(jià)化合物的形成的注意點(diǎn):(1)左邊寫出形成共價(jià)化合物中各原子的電子式,相同可以合并,右邊寫出生成的共價(jià)化合物的電子式,相同原子不可合并,中間用“→”連接。

(2)不同元素的原子形成分子時(shí),共用電子對(duì)的數(shù)目不同,原子最外層電子數(shù)目離穩(wěn)定結(jié)構(gòu)差幾個(gè)電子,一般要共用幾對(duì)電子。(3)由于共價(jià)化合物中沒有陰、陽(yáng)離子,所以用電子式表示共價(jià)化合物的結(jié)構(gòu)時(shí),不使用中括號(hào),也不標(biāo)電荷數(shù)。如:第6頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日3.電子式書寫中的常見錯(cuò)誤:(1)漏寫未參加成鍵的電子對(duì)。(2)離子錯(cuò)誤合并。(3)錯(cuò)寫分子中原子間的結(jié)合方式。(4)離子化合物、共價(jià)化合物不分,亂用或丟掉中括號(hào)。(5)不遵循成鍵規(guī)律,胡亂添加電子。第7頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日聯(lián)系回顧有關(guān)概念:結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、化學(xué)式、分子式、路易斯結(jié)構(gòu)式、VSEPR模型。(分子立體結(jié)構(gòu))路易斯結(jié)構(gòu)式:用短線表示鍵合電子,小黑點(diǎn)表示未鍵合的價(jià)電子的結(jié)構(gòu)式。用上述化學(xué)用語(yǔ)表示下列物質(zhì):CCl4、H2O第8頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日元素周期律:1.金屬性2.非金屬性3.元素的主要化合價(jià)4.原子半徑同一周期從左到右逐漸減弱同一主族從上到下逐漸增強(qiáng)同一周期從左到右逐漸增強(qiáng)同一主族從上到下逐漸減弱同周期最高正價(jià)從+1價(jià)到+7價(jià)負(fù)價(jià)從-4到-1價(jià)同一周期從左到右逐漸減小同一主族從上到下逐漸增大5.電離能6.電負(fù)性第9頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日5、電離能的周期性變化1)第一電離能:②第一電離能的意義:衡量元素的原子失去一個(gè)電子的難易程度。①概念:氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成+1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需最低能量。單位KJ·mol-1

。元素的第一電離能大小與原子失去電子能力有何關(guān)系?第一電離能越小,越易失去電子,金屬性越強(qiáng)第一電離能越大,越難失去電子,金屬性越弱第一電離能的遞變規(guī)律:同一周期,從左→右,逐漸增大;同一主族,從上→下,逐漸減小。稀有氣體最外層電子排布ns2np6,達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能大。第10頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1、判斷下列元素間的第一電離能的大小

Na

KN

PF

NeCl

SMg

AlO

N課堂練習(xí)>>>><<2、將下列元素按第一電離能由大到小的順序排列①KNaLi②BCBeN③HeNeAr④NaAlSPLi>Na>KN>C>Be>BHe>Ne>ArP>S>Al>Na第11頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日?qǐng)D中哪些元素的第一電離能出現(xiàn)異常?試用全充滿和半充滿狀態(tài)的結(jié)構(gòu)解釋。影響第一電離能的因素①原子核對(duì)核外電子的引力②原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)

元素本身處于全滿、半滿或全空,原子出于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),原子的能量相對(duì)較低,需要相對(duì)較大的第一電離能。第12頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日拓展視野:

根據(jù)第一電離能定義,你能說出什么是第二電離能、第三電離能嗎?討論后回答。

氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子形成+1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需最低能量叫第一電離能,用I1表示。依次類推可得:從+1價(jià)氣態(tài)離子中再失去一個(gè)電子,形成+2價(jià)氣態(tài)離子所需要的最低能量叫第二電離能,用I2

表示‥‥‥同一種元素的逐級(jí)電離能大小關(guān)系:I1<I2<I3<I4<I5……………

………

觀察分析下表電離能數(shù)據(jù)回答:為什么鈉易失去一個(gè)電子,鎂易失去兩個(gè)電子

?元素I1∕KJ·moL-1I2∕KJ·moL-1

I3∕KJ·moL-1

Na49645626912Mg73814157733可知,鈉元素的第二電離能遠(yuǎn)大于第一電離能,因此鈉容易失去第一個(gè)電子。而Mg的第一第二電離能相差不大,第三電離能遠(yuǎn)大于第二電離能,因此鎂易形成+2價(jià)鎂離子。第13頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日6、電負(fù)性:元素的原子在化合物中吸引電子能力的標(biāo)度。用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子,對(duì)鍵合電子的吸引力越大?;瘜W(xué)鍵:相鄰原子或原子團(tuán)之間的強(qiáng)烈相互作用。2)鍵合電子:原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。3)電負(fù)性:用了描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小2、電負(fù)性計(jì)算標(biāo)準(zhǔn):以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0,作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。第14頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日鮑林的電負(fù)性標(biāo)度:相對(duì)值

電負(fù)性的概念是由美國(guó)化學(xué)家鮑林1932年提出一個(gè)元素的原子在分子中吸引電子的能力。鮑林利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論計(jì)算,以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0,作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),得出了各元素的電負(fù)性,電負(fù)性越大的原子對(duì)鍵合電子的吸引力越大。

3.意義:

用于表示原子在化合物中吸引電子的能力,電負(fù)性越大,表示該原子在化合物中吸引電子的能力越強(qiáng)。反之,電負(fù)性越小,表示該原子在化合物中吸引電子的能力越弱。

電負(fù)性越大,元素的非金屬性越強(qiáng)。電負(fù)性越小,元素的金屬性增強(qiáng)。4.電負(fù)性的變化規(guī)律:①同周期:左→右,增大②同主族:上→下,減小周期表中,右上角的F元素電負(fù)性最大,左下角的Cs元素電負(fù)性最小。第15頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日4)電負(fù)性的應(yīng)用:①判斷元素的金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱一般:非金屬>1.8金屬<1.8類金屬≈1.8②判斷化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)正價(jià):電負(fù)性小的元素負(fù)價(jià):電負(fù)性大的元素例:NaH中,Na:0.9;H:2.1Na顯正價(jià),H顯負(fù)價(jià)③確定共價(jià)鍵的極性的強(qiáng)弱兩種元素的電負(fù)性相差越大,它們之間鍵的極性就越強(qiáng)。④確定化學(xué)鍵的類型

一般:成鍵元素原子的電負(fù)性差>1.7,離子鍵成鍵元素原子的電負(fù)性差<1.7,共價(jià)鍵例:Na:0.9,Cl:3.0;3.0-0.9=2.1,NaCl為離子化合物但,H:2.1,F(xiàn):4.0;4.0-2.1=1.9,HF為共價(jià)化合物第16頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日5)對(duì)角線規(guī)則

在元素周期表中,某些元素與右下方的主族元素,處于對(duì)角線的元素的電負(fù)性數(shù)值相近,而有些性質(zhì)是相似的,被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。

鋰、鎂在空氣中燃燒產(chǎn)物都是堿性氧化物,Be和AL的氫氧化物都是兩性氫氧化物,硼和硅的含氧酸均為弱酸,由此可以看出對(duì)角線規(guī)則是合理的。這是因?yàn)檫@些處于對(duì)角線的元素的電負(fù)性數(shù)值相差不大,得失電子的能力相差不大,故性質(zhì)相似。并不是所有處于對(duì)角線的元素的性質(zhì)都相似的。第17頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日分子間作用力(范德華力)分子間作用力的主要特征:③分子間作用力的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵。存在于分子之間的微弱作用力1、一般來說,對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力也就越大。①?gòu)V泛存在于分子晶體中;②只有分子間充分接近時(shí)才有分子間作用力;2、分子間作用力影響著分子晶體的熔沸點(diǎn)大小。第18頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日氫鍵1.定義:某些物質(zhì)的分子間(或分子內(nèi))H核與活潑非金屬原子之間的靜電吸引。2.表示方法:X-HY-●●●3.形成條件:X、Y必須為活潑非金屬原子(F、N、O)5.氫鍵分類:分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵4.結(jié)合力強(qiáng)度:分子間作用力<?xì)滏I<<化學(xué)鍵6.氫鍵應(yīng)用:①締合分子的形成;如(H2O)n、(HF)n②解釋某些分子晶體的熔、沸點(diǎn),密度的反常變化如沸點(diǎn):HF>HI>HBr>HCl;H2O>H2Te>H2Se>H2S第19頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

從圖中可以看出,NH3、H2O和HF的沸點(diǎn)反常。例如,HF的沸點(diǎn)按沸點(diǎn)曲線的下降趨勢(shì)應(yīng)該在-90℃以下,而實(shí)際上是20℃;H2O的沸點(diǎn)按沸點(diǎn)曲線下降趨勢(shì)應(yīng)該在-70℃以下,而實(shí)際上是100℃。第20頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日結(jié)冰時(shí)體積膨脹,密度減小,是水的另一反常性質(zhì),也可以用氫鍵來解釋。在水蒸氣中水是以單個(gè)的H2O分子形式存在的;液態(tài)水,經(jīng)常以幾個(gè)水分子通過氫鍵結(jié)合起來,形成(H2O)n(如圖);在固態(tài)水(冰)中,水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié),形成相當(dāng)疏松的晶體,從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙,造成體積膨脹,密度減小,因此冰能浮在水面上。

第21頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日化學(xué)鍵、氫鍵與分子間作用力的比較化學(xué)鍵氫鍵分子間作用力概念原子間、強(qiáng)烈H核與O、N、F原子分子之間范圍各類晶體中分子晶體分子晶體能量120-800kJ/mol<41.84kJ/mol約幾個(gè)至數(shù)十個(gè)800kJ/mol性質(zhì)影響主要影響物理性質(zhì)(如熔沸點(diǎn)、密度)例:共價(jià)鍵、離子鍵、分子間作用力都是構(gòu)成微粒間的不同作用力,下列晶體中,存在兩種作用力的是()A.氯化銀B.過氧化鈉C.干冰D.金剛石C第22頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日物質(zhì)中存在的作用力:化學(xué)鍵:分子間作用力:共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵…范德華力、氫鍵…第23頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日一、共價(jià)鍵自旋方向相反的兩個(gè)電子之間可以形成化學(xué)鍵。以H2分子的形成為例:1、定義:原子之間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用。2、形成過程:(1)電子式:H··H+→HH··(2)電子云:第24頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日(1)σ鍵:“頭頂頭”X++s—sσ鍵X++-p—sσ鍵+--+Xp—pσ鍵形成σ鍵的電子稱為σ電子。3、共價(jià)鍵類型:特征:以兩原子核的連線為軸,軸對(duì)稱。S電子和p電子,p電子和p電子能形成σ鍵嗎?以HCl和Cl2分子的形成為例:重疊程度較大,σ鍵較穩(wěn)定。第25頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

(2)π鍵:“肩并肩”+I+IXZZpZ—pZ特征:以兩原子核構(gòu)成平面對(duì)稱,鏡像對(duì)稱或平面對(duì)稱。形成π鍵的電子稱為π電子。重疊程度較小,π鍵較不穩(wěn)定,易斷裂。第26頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

(3)σ鍵和π鍵的區(qū)別:一般規(guī)律:先有σ鍵才有π鍵。共價(jià)單鍵是σ鍵;共價(jià)雙鍵一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵;共價(jià)三鍵有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。

鍵型項(xiàng)目σ鍵π鍵電子重疊方式(成鍵方向)特征(電子云形狀)兩原子沿鍵軸的方向以“頭碰頭”的方式重疊。兩原子以“肩并肩”的方式重疊。沿鍵軸呈軸對(duì)稱。以兩原子核構(gòu)成平面,呈鏡面對(duì)稱。第27頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日討論:1、氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵的類型?含有一個(gè)共價(jià)三鍵,即由有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。共價(jià)鍵的特性:具有飽和性(一般有多少個(gè)未成對(duì)電子就形成多少個(gè)共價(jià)鍵)和方向性(原子軌道只能沿一定的方向形成共價(jià)鍵)。第28頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日乙烷:7個(gè)σ鍵2、乙烷、乙烯、乙炔分子分別由幾個(gè)σ鍵和π鍵組成?乙炔:3個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵.乙烯:5個(gè)σ鍵一個(gè)π鍵第29頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能

概念意義鍵長(zhǎng)成鍵兩原子核間的平均距離鍵長(zhǎng)越短鍵越強(qiáng)結(jié)合越牢固鍵能破壞1mol化學(xué)鍵所吸收的能量鍵能越大鍵越強(qiáng)結(jié)合越牢固鍵角分子內(nèi)相鄰兩共價(jià)鍵之間的夾角決定分子構(gòu)型,判斷分子極性決定了分子的結(jié)構(gòu)和分子是否有極性。第30頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1、價(jià)鍵理論:(2)雜化軌道理論(1)價(jià)層電子對(duì)互斥理論鮑林為了解釋分子的立體結(jié)構(gòu)而提出的。2、價(jià)鍵理論的要點(diǎn):1.電子配對(duì)原理2.最大重疊原理兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對(duì)。兩個(gè)原子軌道重疊部分越大,兩核間電子的概率密度越大,形成的共價(jià)鍵越牢固,分子越穩(wěn)定。第31頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日寫出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的電子式、結(jié)構(gòu)式及分子的空間結(jié)構(gòu):分子CO2H2ONH3CH2OCH4電子式結(jié)構(gòu)式中心原子有無孤對(duì)電子空間結(jié)構(gòu)OCO:::::::::::HOH::::HNH:H::

HCH:O::::HCH:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H--HH無有有無無直線形V形三角錐形

平面三角形

正四面體第32頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)孤對(duì)電子對(duì)數(shù)鍵+孤對(duì)電子對(duì)總和分子類型空間構(gòu)型CO220AB2CH2O30AB3CH440AB4H2O22AB2NH331AB3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形小結(jié):價(jià)層電子對(duì)互斥模型23444第33頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日價(jià)層電子對(duì)互斥模型:1、理論:

分子的價(jià)層電子對(duì)(包括成鍵電子對(duì)和孤對(duì)電子)之間,由于存在排斥力,使分子中的原子處于盡可能遠(yuǎn)離的相對(duì)位置,分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。以使彼此之間斥力最小,分子體系能量最低。2、價(jià)電子對(duì)斥力比較:(1)電子對(duì)之間的夾角越大,排斥力越小。(2)孤對(duì)電子對(duì)-孤對(duì)電子對(duì)>孤對(duì)電子對(duì)-成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì)(3)三鍵>雙鍵>單鍵第34頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日價(jià)層電子對(duì)互斥模型,判斷分子結(jié)構(gòu)規(guī)律:1、沒有孤對(duì)電子,可用中心原子結(jié)合原子數(shù)n來預(yù)測(cè):n=2,直線形;n=3,平面三角形;n=4,正四面體形…2、有孤對(duì)電子,當(dāng)鍵+孤對(duì)電子對(duì)=m,m=3,中心原子為平面三角形成鍵;m=4,中心原子為四面體形成鍵.電子對(duì)數(shù)目:2,3,4電子對(duì)數(shù)目:5,6中心原子的價(jià)電子排列方式不一定是分子的幾何構(gòu)型.練習(xí):1.分別分析H2O、NH3分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)排列方式和分子的幾何構(gòu)型。2.若ABn的中心原子有一對(duì)孤對(duì)電子未成鍵,當(dāng)n=2時(shí),其分子結(jié)構(gòu)為

;當(dāng)n=3時(shí),其分子結(jié)構(gòu)為

。V形三角錐形四面體形和三角錐形四面體形和V形第35頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

對(duì)于含有雙鍵或叁鍵的分子,價(jià)電子對(duì)互斥理論仍能使用,但雙鍵、叁鍵都作為一個(gè)電子對(duì)計(jì)算。

在定性推測(cè)分子構(gòu)型時(shí),可以忽略孤對(duì)電子和成鍵電子、單鍵和多重鍵的區(qū)別,但在考慮鍵角等一些問題時(shí),應(yīng)考慮這些差別。第36頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日應(yīng)用:化學(xué)式中心原子結(jié)合的原子數(shù)

中心原子孤對(duì)電子數(shù)空間構(gòu)型HCNSO2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0101000直線形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體SO42-0正四面體22334444第37頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1.價(jià)鍵理論:(2)雜化軌道理論(1)價(jià)層電子對(duì)互斥理論雜化軌道的類型sp3雜化、sp2雜化、sp雜化…等雜化軌道基本要點(diǎn):在形成分子時(shí),由于原子的相互影響,若干不同類型能量相近的原子軌道混合起來,重新組合成一組新軌道。這種軌道重新組合的過程叫做雜化,所形成的新軌道就稱為雜化軌道。1、雜化前后軌道數(shù)目不變。2、雜化后軌道伸展方向,形狀發(fā)生改變。鮑林為了解釋分子的立體結(jié)構(gòu)而提出的。第38頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

(1)sp3雜化:一個(gè)s軌道與三個(gè)p軌道雜化后,得四個(gè)sp3雜化軌道,每個(gè)雜化軌道的s成分為1/4,p成分為3/4,它們的空間取向是四面體結(jié)構(gòu),相互的鍵角θ=109o28′

C的電子構(gòu)型:1s22s22p2

例如:CH42s2p2s2p第39頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日(3)sp3雜化

sp3雜化軌道示意圖第40頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日甲烷:中心碳原子在形成化學(xué)鍵時(shí),4個(gè)價(jià)電子層原子軌道并不維持原來的形狀,而是發(fā)生“雜化”,得到4個(gè)等同的軌道,總稱sp3雜化軌道,每個(gè)軌道為等價(jià)的sp3軌道。

然后,碳原子以4個(gè)sp3軌道與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊,形成4個(gè)sp3-s鍵,呈正四面體的分子構(gòu)型。根據(jù)價(jià)層互斥模型可以預(yù)測(cè)NH3、H2O分子的立體結(jié)構(gòu),進(jìn)一步解釋分子的立體結(jié)構(gòu),需要雜化軌道理論。

氮原子形成4個(gè)sp3軌道呈正四面體結(jié)構(gòu),與3個(gè)氫原子的1s軌道重疊,形成3個(gè)sp3-s鍵的分子構(gòu)型,剩下1對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)剩下的1個(gè)sp3軌道,對(duì)成鍵電子對(duì)排斥作用大,使鍵角被壓縮到107o。第41頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日H2O分子的氧原子形成4個(gè)sp3軌道呈正四面體結(jié)構(gòu),與2個(gè)氫原子的1s軌道重疊,形成2個(gè)sp3-s鍵的分子構(gòu)型,剩下2對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)剩下的2個(gè)sp3軌道,2對(duì)孤對(duì)電子對(duì)間排斥作用更大,使鍵角被壓縮到105o。第42頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日(2)sp2雜化:B的電子構(gòu)型:1s22s22p1

例如,BF3:一個(gè)s軌道與兩個(gè)p軌道雜化,得3個(gè)sp2雜化軌道,每個(gè)雜化軌道的s成分為1/3,p成分為2/3,三個(gè)雜化軌道在空間分布是在同一平面上,互成120o

。第43頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日sp2雜化軌道

第44頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

乙烯中的C在軌道雜化時(shí),C的2s與兩個(gè)2p軌道發(fā)生雜化,形成三個(gè)相同的sp2雜化軌道,三個(gè)sp2雜化軌道分別指向平面三角形的三個(gè)頂點(diǎn),有一個(gè)P軌道未參與雜化。雜化軌道間夾角為120°,未雜化p軌道垂直于sp2雜化軌道所在平面。C的sp2雜化第45頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日鍵的形成

兩個(gè)碳原子,各以1個(gè)sp2雜化軌道形成一個(gè)sp2

-sp2

鍵。其余2個(gè)sp2雜化軌道則與H原子sp2

-s鍵成鍵。sp2雜化形成σ鍵p軌道相互平行重疊形成π鍵

每個(gè)碳原子上各剩有一個(gè)垂直于sp2雜化軌道所在平面的未成鍵的p軌道,這兩個(gè)p軌道從側(cè)面重疊(好象兩人“肩并肩”),這樣就形成一種新的化學(xué)鍵,我們稱之為鍵。第46頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

以sp2雜化軌道構(gòu)建結(jié)構(gòu)骨架的中心原子必有一個(gè)垂直于sp2骨架的未參與雜化的p軌道,如果這個(gè)軌道跟鄰近原子上的平行p軌道重疊,并填入電子,就會(huì)形成π鍵。如,乙烯H2C=CH2、甲醛H2C=O的結(jié)構(gòu)圖:BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3、烯烴>C=C<結(jié)構(gòu)中的中心原子都是以sp2雜化的。第47頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日苯分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代解釋

苯分子中6個(gè)碳原子的P軌道相互重疊形成了一個(gè)“大鍵”,從而形成了苯的環(huán)狀閉合共軛體系,這是苯具有“芳香性”性質(zhì)的根本原因。所謂“芳香性”,是指苯具有的特殊穩(wěn)定性(如難發(fā)生氧化反應(yīng)),易發(fā)生取代反應(yīng),而難發(fā)生加成反應(yīng)的性質(zhì)。練習(xí):SO2分子的結(jié)構(gòu)及其中的化學(xué)鍵。第48頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日鍵的特點(diǎn)1.p軌道雖然有兩葉,但卻只有一個(gè)電子在其中運(yùn)動(dòng),形成的鍵雖然是上下兩塊,卻只是一個(gè)共價(jià)鍵。2.由于鍵的形成,使得p軌道不能再以“頭碰頭”形式重疊形成鍵,而只能采取“肩并肩”的形式重疊成鍵。鍵電子云對(duì)稱地分布在鍵平面的上方和下方。3.鍵相對(duì)鍵來說結(jié)構(gòu)較為松散,易流動(dòng)。重疊小,結(jié)合力也較弱。離核遠(yuǎn),受到核的引力也小,容易受到其它基團(tuán)的影響而極化,較容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(這就是為什么雙鍵較單鍵短,卻更活潑的原因)。4.鍵是側(cè)面重疊而成,原子在旋轉(zhuǎn)時(shí),鍵會(huì)被破壞,雙鍵中有一個(gè)鍵和鍵,因鍵不能旋轉(zhuǎn),所以雙鍵不能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)(烯烴中順反異構(gòu)體的成因)。第49頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日第50頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日(3)sp雜化:例如,BeCl2Be的電子構(gòu)型:1s22s22p

一個(gè)s軌道與一個(gè)p軌道雜化后,得兩個(gè)sp雜化軌道,每個(gè)雜化軌道的s成分為1/2,p成分為1/2,雜化軌道之間的夾角為180度。第51頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日sp雜化軌道

第52頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1)sp雜化乙炔中的碳原子為SP雜化,分子呈直線構(gòu)型。

兩個(gè)碳原子的sp雜化軌道沿各自對(duì)稱軸形成C—C鍵,另兩個(gè)sp雜化軌道分別與兩個(gè)氫原子的1s軌道重疊形成兩個(gè)C—H鍵,兩個(gè)py軌道和兩個(gè)pz軌道分別從側(cè)面相互重疊,形成兩個(gè)相互垂直的C—C鍵,形成乙炔分子。2)空間結(jié)構(gòu)是直線型:三個(gè)σ鍵在一條直線上。

練習(xí):CO2分子的結(jié)構(gòu)及其中的化學(xué)鍵。第53頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道1個(gè)s+1個(gè)p1個(gè)s+2個(gè)p1個(gè)s+3個(gè)p雜化軌道數(shù)2個(gè)sp雜化軌道3個(gè)sp2雜化軌道4個(gè)sp3雜化軌道雜化軌道間夾角18001200109028’空

構(gòu)

型直線正三角形正四面體實(shí)

例BeCl2,

C2H2BF3

,C2H4CH4

,CCl4sp型的三種雜化第54頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日雜化軌道的特性:(1)只有能量相近的軌道才能互相雜化。常見的有:nsnpnd(n-1)dnsnp(2)雜化軌道的成鍵能力大于未雜化軌道。(3)參加雜化的原子軌道的數(shù)目與形成的雜化軌道數(shù)目相同。(4)不同類型的雜化,雜化軌道的空間取向不同第55頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日s、p、d的雜化:dsp2正方形;dsp3三角雙錐;d2sp3正八面體。過渡金屬配合物的成鍵和結(jié)構(gòu)也可以用雜化軌道理論解釋。第56頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1.共價(jià)鍵按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有哪些類型?分類標(biāo)準(zhǔn)類型共用電子對(duì)數(shù)目單鍵、雙鍵、三鍵共用電子對(duì)是否偏移極性鍵、非極性鍵電子云重疊方式σ鍵、π鍵3、引起共用電子對(duì)是否有偏向的因素:原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力不同造成的。2、鍵的極性的判斷依據(jù):共用電子對(duì)是否有偏向第57頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日指出下列物質(zhì)中的共價(jià)鍵類型1、O22、CH43、CO24、H2O25、Na2O26、NaOH非極性鍵極性鍵極性鍵(H-O-O-H)極性鍵非極性鍵非極性鍵極性鍵第58頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日根據(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?第59頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日極性分子:正電中心和負(fù)電中心不重合非極性分子:正電中心和負(fù)電中心重合1、概念一、分子的極性2、判斷方法:正電中心和負(fù)電中心是否重合

(本質(zhì))。含有極性鍵的分子一定是極性分子嗎?分析方法:從力的角度分析(1)看鍵的極性,也看分子的空間構(gòu)型。(2)化學(xué)鍵的極性的向量和是否等于零(定量)。在ABn分子中,A-B鍵看作AB原子間的相互作用力,根據(jù)中心原子A所受合力是否為零來判斷,F(xiàn)合=0,為非極性分子(極性抵消),

F合≠0,為極性分子(極性不抵消)。第60頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日C=O鍵是極性鍵,但從分子總體而言CO2是直線型分子,兩個(gè)C=O鍵是對(duì)稱排列的,兩鍵的極性互相抵消F合=0,∴整個(gè)分子沒有極性,電荷分布均勻,是非極性分子180oF1F2F合=0OOC第61頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日HOH104o30'F1F2F合≠0O-H鍵是極性鍵,共用電子對(duì)偏O原子,由于分子是折線型構(gòu)型,兩個(gè)O-H鍵的極性不能抵消(F合≠0),∴整個(gè)分子電荷分布不均勻,是極性分子第62頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日BF3:NH3:120o107o18'

三角錐型,不對(duì)稱,鍵的極性不能抵消,是極性分子F1F2F3F’平面三角形,對(duì)稱,鍵的極性互相抵消(F合=0),是非極性分子第63頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日109o28'

正四面體型,對(duì)稱結(jié)構(gòu),C-H鍵的極性互相抵消(F合=0),是非極性分子第64頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日分子極性分子非極性分子概念正負(fù)電荷中心不重合正負(fù)電荷中心重合判斷極性鍵、結(jié)構(gòu)不對(duì)稱非極性鍵或極性鍵、結(jié)構(gòu)對(duì)稱分子中各鍵向量和不為零分子中各鍵向量和為零

實(shí)例

雙原子CONOHXX2H2O2N2三原子(AB2)V型

H2OH2SNO2SO2

直線型

CO2CS2

四原子(AB3)三角錐型

NH3PH3

平面正三角

BF3SO3(P4,C2H2)五原子(AB4)CHCl3CH2Cl2CH3Cl正四面體

CH4CCl4

小結(jié):分子的極性與鍵的極性的關(guān)系:第65頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日2、判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素原子的最外層電子數(shù),則為非極性分子,若不等則為極性分子。[練習(xí)]判斷下列分子是極性分子還是非極性分子:PCl3、CCl4、CS2、SO2非極性分子第66頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日例:下列各組分子中,都屬于含極性鍵的非極性分子的是CO2H2S B.C2H4CH4

C.Cl2C2H2D.NH3HClB例2下列各分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是A.BeCl2B.PCl3C.PCl5D.N2B.D例3下列各分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是

A.光氣(COCl2)B.六氟化硫

C.二氟化氙

D.三氟化硼

A.用排除法一般規(guī)律:最外層電子數(shù)+共用電子對(duì)數(shù)是否等于8第67頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日分子的極性對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:A.分子的極性對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)有一定的影響。

C.極性分子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)力的作用下會(huì)發(fā)生偏移。

分子極性越大,分子間的電性作用越強(qiáng),克服分子間的引力使物質(zhì)熔化或氣化所需要的外界能量就越多,故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高。

由于極性分子間的電性作用使得極性分子組成的溶質(zhì)溶于極性分子組成的溶劑,難溶于非極性分子組成的溶劑;非極性分子組成的溶質(zhì)溶于非極性分子的溶劑,難溶于極性分子組成的溶劑,這個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律又叫相似相溶原理。B.分子的極性對(duì)物質(zhì)的溶解性的影響:相似相溶原理。例氯化氫易溶于水難溶于汽油,碘易溶于CCl4,難溶于水。分子的極性對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的有什么影響?第68頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日(α)右旋彈簧與左旋彈簧;(b)蝸牛殼;(c)左螺紋與右螺紋螺絲釘物體與其鏡象不能重合手性第69頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子,如同左手與右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能重疊,互稱手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。最常見的手性分子是含手性碳原子的分子。其特點(diǎn)就是實(shí)體和鏡象不能重疊。1.特征:組成和排列完全相同,三維空間里不能重疊。2.性質(zhì):互為手性異構(gòu)體的一對(duì)分子,性質(zhì)不同。第70頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日觀察下列手性碳原子有什么特點(diǎn)?CHO—CH—CH2OHCl—CH—C—ClH—CH—C—C—CHCH3—CH—C—CH2OH

HClOHBrOHClHBrClCH3CH3手性碳原子是指連有四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的碳原子。第71頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日2.判斷是否具有手性碳原子:碳原子是否連有

4

個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。(3)當(dāng)分子中有多個(gè)手性中心時(shí),要借助對(duì)稱因素。無對(duì)稱面,又無對(duì)稱中心的分子,必是手性分子。凡具有對(duì)稱面、對(duì)稱中心的分子,都是非手性分子。有無對(duì)稱軸,對(duì)分子是否有手性無決定作用。3.判斷分子是否手性的依據(jù):(2)當(dāng)分子中只有一個(gè)C*,分子一定有手性。(1)實(shí)物與鏡像能否重合。第72頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日手性分子在生命科學(xué)和生產(chǎn)手性藥物方面有廣泛的應(yīng)用。如圖所示的分子,是由一家德國(guó)制藥廠在1957年10月1日上市的高效鎮(zhèn)靜劑,中文藥名為“反應(yīng)?!保苁故哒呙烂赖厮瘋€(gè)好覺,能迅速止痛并能夠減輕孕婦的妊娠反應(yīng)。然而,不久就發(fā)現(xiàn)世界各地相繼出現(xiàn)了一些畸形兒,后被科學(xué)家證實(shí),是孕婦服用了這種藥物導(dǎo)致的隨后的藥物化學(xué)研究證實(shí),在這種藥物中,只有圖左邊的分子才有這種毒副作用,而右邊的分子卻沒有這種毒副作用。人類從這一藥物史上的悲劇中吸取教訓(xùn),不久各國(guó)紛紛規(guī)定,今后凡生產(chǎn)手性藥物,必須把手性異構(gòu)體分離開,只出售能治病的那種手性異構(gòu)體的藥物?!胺磻?yīng)停”事件說說手性分子在合成方面有哪些應(yīng)用?閱讀思考第73頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日手性分子應(yīng)用在與手性合成:應(yīng)用于生命科學(xué)、制藥、材料科學(xué)、手性催化劑等。互為手性異構(gòu)體的一對(duì)分子,性質(zhì)完全相同。第74頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日1.下列說法不正確的是()A.互為手性異構(gòu)的分子組成相同,官能團(tuán)不同B.手性異構(gòu)體是同分異構(gòu)體的一種C.利用手性催化劑合成可得到或主要得到一種手性分子A2.下列化合物中含有2個(gè)手性碳原子的是()CHO-CHOH-CH2OHCHO-CHCl-CHBrClC.COOH-CHOH-CHBr-CHBrClD.CH3-CH(CH3)-C(CH3)2OHB第75頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日3.下列各組物質(zhì)中,屬于同分異構(gòu)體的是()與與CH3CH2CH(CH3)CH3

與CH3(CH2)2CH3

ABCA第76頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日4.若與有機(jī)物分子的某個(gè)碳原子相連的四個(gè)原子或原子團(tuán)均不相同,這種碳原子稱為手性碳原子,有一個(gè)手性碳原子的物質(zhì)一定具有光學(xué)活性。中有一個(gè)手性碳原子標(biāo)有﹡,下列反應(yīng)一定不能使它失去光學(xué)活性的是()A.與空氣中灼熱銅絲的反應(yīng)B.與金屬鈉反應(yīng)C.與熱的氫氧化鈉反應(yīng)D.酯化反應(yīng)物質(zhì)CH3COOCH2—﹡CH—COOHCH2OHAB第77頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日第78頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日無機(jī)含氧酸分子的酸性第79頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日一、無機(jī)含氧酸顯酸性原因:??闯墒怯袣潆x子和酸根離子組成。實(shí)質(zhì):在分子中氫原子是與酸根上的氧相連,在水分子的作用下,電離出氫離子而顯酸性。(即顯酸性的是羥基氫)如硫酸:H+和SO42-第80頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日二、無機(jī)含氧酸的酸性強(qiáng)弱規(guī)律:1.在同一周期中,處于最高價(jià)態(tài)的元素,其含氧酸的酸性隨原子序數(shù)遞增,從左到右酸性增強(qiáng)。如:H3PO4<

H2SO4<HClO4高氯酸是非金屬含氧酸中酸性最強(qiáng)的無機(jī)酸。2.在同一主族中,處于相同價(jià)態(tài)的不同元素,其含氧酸的酸性隨成酸元素的原子序數(shù)遞增,自上而下減弱。如HClO>HBrO>HIOHClO2>HBrO2>HIO2HClO3>HBrO3>HIO3HClO4>HBrO4>HIO43.同一元素若能形成幾種不同價(jià)態(tài)的含氧酸,化合價(jià)越高酸性越強(qiáng);酸性:高氯酸>氯酸>亞氯酸>次氯酸如:HClO4>HClO3>HClO2>HClO

第81頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日如果成酸元素R不同時(shí),酸性與什么有關(guān)呢?即含非羥基氧原子越多,酸性越強(qiáng)。含氧酸的通式可寫成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,則n值越大,R的正電性越高。第82頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日三、酸性強(qiáng)弱的原因:羥基中氧原子的電子向中心原子R偏移的程度越大,酸性越強(qiáng)。含氧酸的通式可寫成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,則n值越大,R的正電性越高,導(dǎo)致R—O—H中O的電子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出H+,即酸性越強(qiáng)。即含非羥基氧原子越多,酸性越強(qiáng)。含有多少個(gè)羥基即為幾元酸,與酸性強(qiáng)弱無關(guān)。第83頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

1.分別寫出高氯酸(HClO4)、氯酸(HClO3)、亞氯酸(HClO2)、次氯酸(HClO)的結(jié)構(gòu)式,試分析酸性逐漸增強(qiáng)的原因。酸性:HClO4>HClO3>HClO2>HClO

含非羥基氧越多,Cl的正電性越高,導(dǎo)致R—O—H中O的電子越向Cl偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出H+,即酸性越強(qiáng)。練習(xí):高氯酸次氯酸氯酸亞氯酸第84頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日2.比較下列含氧酸酸性強(qiáng)弱:(1)HClO4H2SO4

H3PO4

H4SiO4(2)

HNO3H2CO3H3BO3HClO4>

H2SO4

>

H3PO4

>

H4SiO4HNO3>

H2CO3>

H3BO3

H2SO3

H3PO3都是中強(qiáng)酸,分析它們的結(jié)構(gòu),可知因?yàn)槎己幸粋€(gè)非羥基氧,所以酸性相近。碳酸H2CO3也含有一個(gè)非羥基氧,但它的水溶液酸性卻很弱,為什么?碳酸也是中強(qiáng)酸,只是因?yàn)槿苡谒亩趸挤肿又患s有百分之一的與水結(jié)合成碳酸,所以二氧化碳的水溶液一般酸性較小。第85頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日無機(jī)含氧酸分子的酸性強(qiáng)弱與它所形成溶液的酸性強(qiáng)弱無直接關(guān)系。即強(qiáng)酸的稀溶液的酸性可能比弱酸的較濃溶液的酸性弱。酸分子的酸性強(qiáng)弱與中心原子的非金屬性和化合價(jià)有關(guān);而溶液的酸性的強(qiáng)弱則與溶液的濃度有關(guān)。4.下列物質(zhì)中,酸性最強(qiáng)的是()A、H2CO3B.、H3PO4C、H2SO4D、CH3COOHC5.下列物質(zhì)中,酸性由強(qiáng)到弱錯(cuò)誤的是()A.HClO4H2SO4H3PO4HSiO4B.H2SO4H2SO3HNO3HNO2C.HClO4HClO3HClO2HClOD.HClO4H2SO4H2SO3H2CO3

B第86頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日等電子原理CO分子與N2分子在許多性質(zhì)上十分相似,這些相似性,可以歸結(jié)為它們具有相等的價(jià)電子數(shù),導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。等電子原理:原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)是相似的。等電子原理應(yīng)用:(1)利用等電子原理,找某些物質(zhì)的等電子體。(2)利用等電子體許多性質(zhì)相似、空間構(gòu)型相同等性質(zhì),預(yù)測(cè)分子的一些性質(zhì)和空間構(gòu)型。第87頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日[練習(xí)]

原子數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)(一般最外層電子總數(shù))相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似,物理性質(zhì)相似。(1)根據(jù)上述原理,僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,互為等電子體的是:和

和。(2)等電子原理又有發(fā)展,例如:由短周期元素組成的物質(zhì)中,與NO2-互為等電子體的分子有

、

N2OCO2N2COSO2O3第88頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日2+CuNH3H3NNH3NH3氫氧化銅與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯闪薣Cu(NH3)4]2+

,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式?Cu

2++2NH3

.H2OCu(OH)2+2NH4+

Cu(OH)2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液【實(shí)驗(yàn)1】

取5ml飽和硫酸銅溶液于試管中,向其中逐滴滴入濃氨水,振蕩,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。結(jié)論:上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)叫做四氨合銅離子,可表示為[Cu(NH3)4]2+。在四氨合銅離子中,銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由氨氣分子中的N原子提供孤對(duì)電子對(duì)給予銅離子(銅離子提供空軌道),銅離子接受氨氣分子的孤對(duì)電子形成的,這類“電子對(duì)給予—接受鍵”被稱為配位鍵。第89頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日[FeF6]3-Fe(SCN)3[Fe(CN)6]3-

[Cu(NH3)4]2+[AlF6]3-[Ag(NH3)2]+配合物:由提供孤電子對(duì)的配體與接受孤電子對(duì)的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物,稱為配位化合物簡(jiǎn)稱配合物。1.定義例如:配體有孤電子對(duì)中心離子有空軌道配位鍵的存在是配合物與其它物質(zhì)最本質(zhì)的區(qū)別第90頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

2、配合物的組成

從溶液中析出配合物時(shí),配離子經(jīng)常與帶有相反電荷的其他離子結(jié)合成鹽,這類鹽稱為配鹽。配鹽的組成可以劃分為內(nèi)界和外界。配離子屬于內(nèi)界,配離子以外的其他離子屬于外界。內(nèi)、外界之間以離子鍵結(jié)合。外界離子所帶電荷總數(shù)等于配離子的電荷數(shù)。配位體中心體配位數(shù)

[Zn(NH3)4]SO4外界內(nèi)界第91頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日內(nèi)界是配位單元,外界是簡(jiǎn)單離子。內(nèi)外界之間是完全電離的。[Co(NH3)6]Cl3內(nèi)界外界K3[Cr(CN)6]內(nèi)界外界內(nèi)界又由中心原子和配位體及配位數(shù)構(gòu)成:(1)內(nèi)界與外界[Cu(NH3)4]

SO4中心離子配位體配位數(shù)外界離子內(nèi)界外界配合物第92頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日中心體:能夠接受孤電子對(duì)的離子,通常是金屬元素(離子和原子),少數(shù)是非金屬元素,例如:Cu2+,Ag+,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e,Ni,BⅢ,PⅤ……配位體:提供孤電子對(duì)的分子或離子;其中提供孤電子對(duì)的原子叫配位原子,常見的配位原子有鹵素原子X、O、S、N、P、C。

配位數(shù):

常見金屬離子的配位數(shù)1價(jià)金屬離子2價(jià)金屬離子3價(jià)金屬離子Cu+2,4Ca2+6Al3+4,6Ag+2Mg2+6Cr3+6Au+2,4Fe2+6Fe3+6Co2+4,6Co3+6Cu2+4,6Au3+4Zn2+4,6配位體不是同一種分子或離子時(shí),配位數(shù)要兩者相加。(2)中心體、配位體、配位數(shù)第93頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日配合物的應(yīng)用檢驗(yàn)離子:

Fe3+-CHO(醛基)配合物在生命體中的作用:葉綠素、血紅素等判斷離子共存:生成配離子很難電離,所以形成配位鍵的兩離子不能共存應(yīng)用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉等領(lǐng)域如:[Co(NH3)5Cl]Cl2

這種配合物,其配位體有兩種:NH3、Cl-,配位數(shù)為5+1=6。思考:K[PtCl3(NH3)]

其配位數(shù)為___。4第94頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日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C2H4B2、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+

、PCl3B練習(xí):第95頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日3、對(duì)SO2與CO2說法正確的是()A.都是直線形結(jié)構(gòu)

B.中心原子都采取sp雜化軌道

C.S原子和C原子上都沒有孤電子對(duì)

D.SO2為V形結(jié)構(gòu),CO2為直線形結(jié)構(gòu)D4、下列各種說法中錯(cuò)誤的是()A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤電子對(duì)。B、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。C、配合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價(jià)鍵的形成條件是成鍵里粒子必須有未成對(duì)電子。D第96頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日5、寫出下列分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(是用短線表示成鍵電子對(duì),小黑點(diǎn)表示未成鍵的價(jià)電子的結(jié)構(gòu)式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型,并預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)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97頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日第98頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日2+CuNH3H3NNH3NH3氫氧化銅與足量氨水反應(yīng)后溶解是因?yàn)樯闪薣Cu(NH3)4]2+

,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:試寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式?Cu

2++2NH3

.H2OCu(OH)2+2NH4+

Cu(OH)2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液活動(dòng)與探究【實(shí)驗(yàn)1】

取5ml飽和硫酸銅溶液于試管中,向其中逐滴滴入濃氨水,振蕩,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。第99頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日結(jié)論:上述實(shí)驗(yàn)中呈天藍(lán)色的物質(zhì)叫做四水合銅離子,可表示為[Cu(H2O)4]2+。在四水合銅離子中,銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子中的O原子提供孤對(duì)電子對(duì)給予銅離子(銅離子提供空軌道),銅離子接受水分子的孤對(duì)電子形成的,這類“電子對(duì)給予—接受鍵”被稱為配位鍵。CuOH2H2OH2OH2O2+第100頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日[FeF6]3-Fe(SCN)3[Fe(CN)6]3-

[Cu(NH3)4]2+[AlF6]3-[Ag(NH3)2]+配合物:

由提供孤電子對(duì)的配體與接受孤電子對(duì)的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物簡(jiǎn)稱配合物。1.定義例如:配體有孤電子對(duì)中心離子有空軌道配位鍵的存在是配合物與其它物質(zhì)最本質(zhì)的區(qū)別第101頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日配位鍵形成的條件:一個(gè)原子有孤電子對(duì),另一個(gè)原子有接受孤電子對(duì)的空軌道。比較明礬[KAl(SO4)2·12H2O]與硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]SO4兩者的電離[KAl(SO4)2·12H2O]=K++Al3++2SO42-+12H2O[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++SO42-第102頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日

2、配合物的組成

從溶液中析出配合物時(shí),配離子經(jīng)常與帶有相反電荷的其他離子結(jié)合成鹽,這類鹽稱為配鹽。配鹽的組成可以劃分為內(nèi)界和外界。配離子屬于內(nèi)界,配離子以外的其他離子屬于外界。內(nèi)、外界之間以離子鍵結(jié)合。外界離子所帶電荷總數(shù)等于配離子的電荷數(shù)。配位體中心體配位數(shù)

[Zn

(NH3)4

]SO4外界內(nèi)界第103頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日內(nèi)界是配位單元,外界是簡(jiǎn)單離子。內(nèi)外界之間是完全電離的。[Co(NH3)6]Cl3內(nèi)界外界K3[Cr(CN)6]內(nèi)界外界內(nèi)界又由中心原子和配位體及配位數(shù)構(gòu)成:(1)內(nèi)界與外界[Cu(NH3)4]

SO4中心離子配位體配位數(shù)外界離子內(nèi)界外界配合物第104頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日中心體:能夠接受孤電子對(duì)的離子,通常是金屬元素(離子和原子),少數(shù)是非金屬元素,例如:Cu2+,Ag+,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e,Ni,BⅢ,PⅤ……配位體:提供孤電子對(duì)的分子或離子;其中提供孤電子對(duì)的原子叫配位原子,常見的配位原子有鹵素原子X、O、S、N、P、C。

配位數(shù):常見金屬離子的配位數(shù)1價(jià)金屬離子2價(jià)金屬離子3價(jià)金屬離子Cu+2,4Ca2+6Al3+4,6Ag+2Mg2+6Cr3+6Au+2,4Fe2+6Fe3+6Co2+4,6Co3+6Cu2+4,6Au3+4Zn2+4,6配位體不是同一種分子或離子時(shí),配位數(shù)要兩者相加。(2)中心體、配位體、配位數(shù)第105頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日配合物的應(yīng)用檢驗(yàn)金屬離子:Fe3+-CHO(醛基)配合物在生命體中的作用:葉綠素、血紅素等判斷離子共存:生成配離子很難電離,所以形成配位鍵的兩離子不能共存應(yīng)用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉等領(lǐng)域如:[Co(NH3)5Cl]Cl2

這種配合物,其配位體有兩種:NH3、Cl-,配位數(shù)為5+1=6。思考:K[PtCl3(NH3)]

其配位數(shù)為___。4第106頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日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C2H4B2、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+

、PCl3B練習(xí):第107頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日3、對(duì)SO2與CO2說法正確的是()A.都是直線形結(jié)構(gòu)

B.中心原子都采取sp雜化軌道

C.S原子和C原子上都沒有孤電子對(duì)

D.SO2為V形結(jié)構(gòu),CO2為直線形結(jié)構(gòu)D4、下列各種說法中錯(cuò)誤的是()A、形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤電子對(duì)。B、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。C、配合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。D、共價(jià)鍵的形成條件是成鍵里粒子必須有未成對(duì)電子。D第108頁(yè),共121頁(yè),2023年,2月20日,星期日5、寫出下列分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(是用短線表示成鍵電子對(duì),小黑點(diǎn)表示未成鍵的價(jià)電子的結(jié)構(gòu)式)并指出中心原子可能采用的雜化軌道類型,并預(yù)測(cè)分子的幾何構(gòu)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........

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