高中化學(xué)人教版高中選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)劉素娟

要點(diǎn)：中心原子價(jià)層電子對(duì)（包括

電子對(duì)和

的孤電子對(duì)）的互相

作用，使分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對(duì)相互

的那種構(gòu)型，即分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。（VSEPR模型）成鍵未成鍵排斥排斥最小價(jià)層電子對(duì)互斥模型應(yīng)用：可用來預(yù)測分子的立體結(jié)構(gòu)知識(shí)回顧活動(dòng)：請(qǐng)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析CH4的立體構(gòu)型

寫出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子會(huì)結(jié)合形成CH4？C原子電子排布圖1s2s2pH原子電子排布圖1s按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到四面體構(gòu)型的甲烷分子。CC一、雜化理論簡介在形成分子時(shí)，若干不同類型能量相近的原子軌道相互混雜，重新組合成一組相同數(shù)量的能量與形狀都相同的新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，所形成的新軌道就稱為雜化軌道。雜化軌道與其他原子的原子軌道重疊形成化學(xué)鍵。鮑林提出了雜化軌道理論例如：CH4分子的形成sp3C：2s22p2

由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為sp3雜化軌道。為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?

Sp3雜化——(1)sp3雜化：

1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成4個(gè)sp3雜化軌道。特點(diǎn)：①每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，③每兩個(gè)軌道間夾角為109°28'，空間構(gòu)型為正四面體形②含有1/4s軌道和3/4p軌道的成分xyzxyzzxyzxyz109°28

四個(gè)H原子分別以4個(gè)s軌道與C原子上的四個(gè)sp3雜化軌道相互重疊后，就形成了四個(gè)性質(zhì)、能量和鍵角都完全相同的S-SP3σ鍵，從而構(gòu)成一個(gè)正四面體構(gòu)型的分子。

109°28’sp3C：2s22p2雜化態(tài)sp3sp3-s成鍵雜化軌道理論認(rèn)為：在形成分子時(shí)，通常存在激發(fā)、雜化、軌道重疊等過程。等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分的均勻混合。H2O中O原子軌道雜化O：2s22p4有2個(gè)單電子，可形成2個(gè)共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)當(dāng)是90°，Why?2s2p2對(duì)孤電子對(duì)sp3雜化不等性雜化：參與雜化的各原子軌道進(jìn)行成分上的不均勻混合，某個(gè)雜化軌道有孤電子對(duì)。排斥力：孤電子對(duì)-孤電子對(duì)>孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)>成鍵電子對(duì)-成鍵電子對(duì)NH3分子的空間構(gòu)型例：Sp2雜化——BF3分子的形成B：1s22s22p1沒有3個(gè)成單電子sp2sp2雜化FFFB特點(diǎn)：①每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭?。虎诤?/3s

軌道和2/3p

軌道的成分；③每兩個(gè)軌道間的夾角為120°，呈平面三角形。(2)sp2雜化：

1個(gè)s軌道與2個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成3個(gè)sp2雜化軌道xyzxyzzxyzxyz120°180°ClClBe例如：Sp

雜化——BeCl2分子的形成Be原子：1s22s2

沒有單個(gè)電子spsp雜化特點(diǎn)：①每個(gè)sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭??；

②含有1/2s軌道和1/2p

軌道的成；

③兩個(gè)軌道間的夾角為180°，呈直線型。(3)sp

雜化：

1個(gè)s軌道與1個(gè)p

軌道進(jìn)行的雜化,形成2個(gè)sp雜化軌道。xyzxyzzxyzxyz180°二、雜化理論要點(diǎn)（1）參與雜化的各原子軌道能量要相近（同一能級(jí)組或相近能級(jí)組的軌道）；（2）雜化前后原子軌道數(shù)目不變：參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目；但雜化軌道改變了原子軌道的形狀方向，在成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊；（3）雜化前后原子軌道為使相互間排斥力最小，故在空間取最大夾角分布，不同的雜化軌道伸展方向不同；＊

雜化軌道只用于形成σ鍵或者容納未參與成鍵的孤電子對(duì)，沒有雜化的p軌道可以形成π鍵。試用雜化軌道理論分析乙烯和乙炔分子的成鍵情況交流討論

C原子在形成乙烯分子時(shí)，碳原子的2s軌道與2個(gè)2p軌道發(fā)生雜化，形成3個(gè)sp2雜化軌道，伸向平面正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。

每個(gè)C原子的2個(gè)sp2雜化軌道分別與2個(gè)H原子的1s軌道形成2個(gè)相同的σ鍵，各自剩余的1個(gè)sp2雜化軌道相互形成一個(gè)σ鍵.

各自沒有雜化的1個(gè)2p軌道則垂直于雜化軌道所在的平面，彼此肩并肩重疊形成π鍵。

所以，在乙烯分子中雙鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成。

C原子在形成乙炔分子時(shí)發(fā)生sp雜化。

兩個(gè)碳原子以sp雜化軌道與氫原子的1s軌道結(jié)合形成σ鍵。各自剩余的1個(gè)sp雜化軌道相互形成1個(gè)σ鍵，

兩個(gè)碳原子的未雜化2p軌道分別在Y軸和Z軸方向重疊形成π鍵。所以乙炔分子中碳原子間以叁鍵相結(jié)合。雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道

s+

p

s+

p

s+

p雜化軌道數(shù)

個(gè)sp雜化軌道

個(gè)sp2雜化軌道

個(gè)sp3雜化軌道雜化軌道間夾角軌道空間構(gòu)型實(shí)例雜化軌道的類型先確定分子或離子的VSEPR模型，然后確定中心原子的雜化軌道類型。111213234180?120?109?28’直線正三角形正四面體Cl-Be-ClH-C≡C-H如何判斷一個(gè)化合物的中心原子的雜化類型？BF3H2C=CH22+0=23+0=34+0=42+1=33+1=42+2=4SPSP2SP3SP2SP3SP3直線形平面三角形正四面體形V形三角錐形V形=

σ鍵個(gè)數(shù)＋中心原子孤電子對(duì)數(shù)雜化軌道數(shù)=中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)三、雜化類型判斷代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型分子結(jié)構(gòu)CO2CH2OCH4SO2NH3H2OA的價(jià)電子對(duì)數(shù)234A的雜化軌道數(shù)雜化類型VSEPR模型A的雜化軌道空間構(gòu)型ABm型分子或離子空間構(gòu)型實(shí)例對(duì)于ABm型分子或離子，A的雜化軌道數(shù)=A的價(jià)電子對(duì)數(shù)234spsp2sp3直線形平面三角形四面體形雜化類型判斷直線形平面三角形四面體形直線型平面三角形或V形正四面體三角錐形或V形CO2C2H2BF3C2H4

SO2

NH3H2OCH4CCl4有機(jī)物C雜化類型飽和C:sp3雜化，連接雙鍵C:sp2雜化，連接三鍵C:sp雜化。物質(zhì)價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道類型VSEPR模型分子空間構(gòu)型鍵角BeCl2HCNBF3SO42-NH4+H2OH3O＋SO32-計(jì)算下列分子或離子中的價(jià)電子對(duì)數(shù)，并根據(jù)已學(xué)填寫下表2+02+03+04+04+02+23+13+1spspsp2sp3直線形直線形平面三角形正四面體形直線形直線形平面三角形正四面體形V形三角錐形180°180°120°109°28′109°28′105°107°107°sp3sp3sp3sp3正四面體形四面體形四面體形四面體形正四面體形三角錐形σ鍵對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)分子的立體構(gòu)型VSEPR模型價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道類型孤電子對(duì)數(shù)σ鍵個(gè)數(shù)(a-xb)/2234spsp2sp3234直線形平面三角形四面體課堂小結(jié)鞏固練習(xí)1、關(guān)于原子軌道的說法正確的是()A.凡是中心原子采取sp3雜化方式成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體B.CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的C.sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相近的新軌道D.凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采用sp3雜化方式成鍵C2、對(duì)SO2與CS2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原子上都沒有孤對(duì)電子

D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CS2為直線形結(jié)構(gòu)3、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NH3C．BeCl2與BCl3D．C2H2與C2H4DB鞏固練習(xí)4、下列關(guān)于C2H4分子的分析中正確的是(

)A．碳原子是sp3雜化B．C—H鍵是sp2雜化軌道形成σ鍵，C—C鍵未雜化的2p軌道形成π鍵C．sp2雜化軌道形成π鍵，未雜化的2p軌道形成σ鍵

D．有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵

三個(gè)相同的sp2雜化軌道指向三角形的三個(gè)頂點(diǎn);未雜化p形成π鍵。C—H鍵是s—sp2σ鍵,C—C鍵是sp2—sp2σ鍵,一個(gè)π鍵分子中共有5個(gè)σ鍵，1個(gè)π鍵×××√D鞏固練習(xí)5．碳原子有4個(gè)價(jià)電子，在有機(jī)化合物中價(jià)電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛分子中，碳原子采取sp雜化的分子是(寫結(jié)構(gòu)簡式，下同)_________，采取sp2雜化的分子是__