共價鍵與分子的空間構型

10高二化學學案其次章其次節(jié)一些典型分子的空間構型〔第一課時〕1、了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型〔1、了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型〔sp，sp2，sp3〕；【學問回憶】①共價鍵的特性： 。其中打算分子空間構型的是 。②常見分子的構型是：CH4 CCl4 NH3 H2OC2H4(乙烯) C2H2〔乙炔〕 C6H6〔苯〕【課前預習】一、雜化與雜化軌道1、雜化軌道理論：雜化軌道①定義：在外界條件影響下，叫做原子軌道的雜化，重組合后的的原子軌道，叫做雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。②雜化軌道理論要點：a、原子在成鍵一原子中能量 的原子軌道可重組合成雜化。b、參與雜化的原子軌道數(shù) 形成的雜化軌道數(shù)。c、雜化轉變了原子軌道的外形、方向。雜化使原子的成鍵力量 。方向不同。影響了分子的空間構型。甲烷分子是規(guī)章的正四周體構造，分子中四個鍵角均為 ?！痉治觥考淄榉肿又行脑犹荚拥碾s化：CH4分子形成時,分子中碳原子的雜化軌道是由一個2s軌道和三個2P軌道重組合而成的,這種雜化稱為SP3雜化,生成的個四雜化軌道則稱為sp3雜化軌道,每兩個sp3雜化軌道之間的夾角為 。由于這四個雜化軌道的能量一樣，依據(jù) ，碳原子的價電子以自旋方向 的方式分占每個軌道。因此，當碳原子與氫原子成鍵時，碳原子中的每個雜化軌道的一個未成對的電子與氫原子的一個1s電子配對形成一個共價鍵，具體是 鍵〔填寫”或，這樣所形成的四個共價鍵是等同的，從而使甲烷分子具有正四周體構型?！舱?zhí)畛潆娮印臣ぐl(fā) 雜化 2s 2p

2s 2p

sp3【課堂探究】雜化的過程：激發(fā)→雜化→軌道重疊程度大，形成的共價鍵結實.雜化軌道的類型和立體構型①sp——直線形：sp型雜化軌道是由一個ns軌道和一個np軌道組合而成的共有 個雜化軌道每個sp1 1雜化軌道含有2

p和2s的成分,軌道間的夾角為 分子呈直線型如：BeCl2分子。②sp2雜化——平面三角形：sp2雜化軌道是由一個ns軌道和二個np軌道組合而成的，共有 個雜化軌道，每個1 2sp2雜化軌道含有 s和p成分，雜化軌道間的夾角都是 ，分子呈平面三角形3 3如：BF3分子。③sp3雜化——四周體型：sp3雜化軌道是由一個ns軌道和三個np軌道組合而成，共有 個雜化軌道，每個sp31 3雜化軌道都含有4s和4p的成分，sp3雜化軌道間的夾角為 。二、典型分子中心原子的雜化及分子的空間構型、乙烯、乙炔、NH3、苯等分子的空間構型。BeCl2分子的構造：BeBe原子似乎不能形成共價鍵，但是在激發(fā)狀2s2psp3p軌道重疊形成個鍵〔填寫或。由于雜化軌道間的夾角為 形成的BeCl2分子的空間構造是 。雜化過程如以下圖分子的構造：〔請?zhí)畛渖想娮樱悍肿拥臉嬙欤?BF3硼原子的電子層構造為，當硼與氟反響時，硼原子的一個2s電子激發(fā)到一個空的2P軌道中，使硼原子的電子層構造變?yōu)?。硼原子的軌道和2psp2雜化軌道分別與三個F原子的各一2Psp2-p〔或sp2雜化軌道在同一平面上，而且夾角為，所以BF3分子具有平面三角形構造。雜化過程如以下圖〔請?zhí)畛渖想娮樱?、乙烯、乙炔、苯分子的構造：SP2雜化。形成乙烯分子時，兩個碳原子各用一個雜化軌道上的電子相互配對，形成一個 鍵〔填或；每個碳原子的另外兩sp2雜化軌道上的電子分別與兩個氫原子的1s軌道的電子配對形成兩個 鍵〔填寫“σ”或；每個碳原子的一個未參與雜化的2P軌道〔均含有一個未成對電子〕能夠肩并肩的方式重疊，該軌道上的電子配對形成一個 鍵〔填寫”或。三個sp2雜化軌道的對稱軸在同一平面上,對稱軸夾角為120°，這樣，在乙烯分子中的碳原子間，存在一個σ鍵和一個π鍵。類似地，乙炔分子中的碳原子實行sp1雜化，兩個sp雜化軌道的對稱軸在同始終線上，夾角為 ，兩個碳原子間存在一個 鍵和兩個 鍵〔填寫或”。依據(jù)雜化軌道理論，形成苯分子是每個碳原子的原子軌道發(fā)生 三個 在同一平面內(nèi)。三個 分別與兩個碳原子、一個氫原子形成鍵〔填或。同時每個碳原子還有一個未參與雜化的 ，他們均有一個未成對電子。這些 軌道垂直于 ，相互平行，以 重疊，形成一個多電子的大 鍵〔填寫或。4、氨分子的構造：在形成氨分子時，氮原子中的原子軌道也發(fā)生了雜化，生成個SP3雜化軌sp3雜化軌道中，只有三個軌道各含有一個未成對電子，可分別與一個氫原子的1s電子形成一個鍵〔填或，另一個sp3雜化軌道中已有兩個電子，屬于不能再與氫原子形成σ鍵了。所以，氮原子與三個氫原子結合形成氨分子的空間構型為 ，鍵角 。5、H2O分子的構造：在形成水分子時，氧原子中的原子軌道也發(fā)生了雜化，生成個SP3雜化軌sp3雜化軌道中，只有兩個軌道各含有一個未成對電子，可分別與一個氫1s電子形成一個鍵〔或sp3雜化軌道中已各有兩個電子，屬于σ鍵了。所以，氧原子與兩個氫原子結合形成水分子的空間構型為。雜化類型spsp2sp3軌道組成軌道夾角軌道夾角雜化軌道示意圖實例分子構造示意圖分子構型【穩(wěn)固練習】在乙烯分子中有5個σ鍵、一個π鍵，它們分別是 〔 〕sp2σ2pπ鍵sp2π2pσ鍵C．C-H之間是sp2形成的σ鍵，C-C之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵D．C-C之間是sp2形成的σ鍵，C-H之間是未參與雜化的2p軌道形成的π鍵2．以下分子中，中心原子以sp3雜化的是 ( A．NH3 B．BF3 C．CO2 D．SF6以下分子的中心原子形成sp2雜化軌道的是 〔 〕A．H2O B．NH3 C．C2H4 D．CH4以下分子的立體構型，可以用sp雜化方式解釋的是 〔 〕A．HCl B．BeCl2 C．PCl3 D．CCl45．在以下的分子或離子中，空間構造的幾何外形不是三角錐形的是〔 A．NF3 B．CH3- C．BF3 D．H3O+以下分子的空間構型是正四周體形的是 〔 〕①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．①③⑤BrCH＝CHBr分子中，C-Br鍵承受的成鍵軌道是 〔 A．sp-p B．sp2-s C．sp2-p D．sp3-p8．苯分子(C6H6)為平面正六邊形構造，則以下說法正確的選項是 ( )B．苯分子中的碳碳鍵的鍵長均相等C．在苯分子中存在兩種碳碳鍵，即C=C和C—C D．鄰二氯苯有兩種子式為(CN)2，構造式為N≡C—C≡N，性質(zhì)與鹵素相像，以下表達正確的選項是A．在肯定條件下可發(fā)生加成反響 N≡C鍵的鍵長大于C—C鍵的鍵長C．分子中含有2個σ鍵和4個π鍵 D．不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反響對SO2與CO2說法正確的選項是 ( A．都是直線形構造 B．中心原子都實行sp雜化軌道C．S原子和C原子上都沒有孤對電子 為V形構造，CO2為直線形構造高二化學學案其次章其次節(jié)確定分子空間構型的根本方法〔其次課時〕根本觀點：價層電子對之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：常見：雜化類型spsp2sp3幾何分布實例分子相鄰成鍵電子對的排斥作用較大，因而使相應的鍵角變小。如下表：實例電子對數(shù)成鍵對數(shù)實例電子對數(shù)成鍵對數(shù)CH4NH3H204432012軌道雜化類型構型四周體分子空間構型V形定義：互為等電子體應當滿足的條件：①在微粒的組成上，微粒所含原子數(shù)目一樣②在微粒的構成上，微粒所含電子數(shù)目一樣③在微粒的構造上，微粒中原子的空間排列方式一樣應用：〔幾何構型、電子構型〕和物理性質(zhì)對相應等電子分子的構型和物理性質(zhì)進展推測。典型事例：①N2OCO2等是等電子體②SiCl4、SiO44—、SO42—的原子數(shù)目和價電子總數(shù)都 互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成 立體構型?！菊n堂探究】怎樣推斷雜化類型以及分子空間構型：填寫下表：實例 電子對數(shù)BeCl2BF3CH4SiCl4NH4+SO42-NH3H3O+H2O【穩(wěn)固練習】

成鍵對數(shù)孤對電子對數(shù) 電子對空間構型

分子空間構型層電子對互斥理論推測H2S和BF3的立體構造，兩個結論都正確的選項是〔 〕A．直線形；三角錐形 B．V形；三角錐形C．直線形；平面三角形 D．V形；平面三角形2、以下分子或離子中，含有孤對電子的是 〔 〕A．H2O B．CH4 C．SiH4 D．NH4+3、氨氣分子空間構型是三角錐形，而甲烷是正四周體形，這是由于〔 〕A．兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同，NH3sp2型雜化，而CH4sp3型雜化。N原子形成三個雜化軌道，CH4C4個雜化軌道。C．NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較強。D．氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子。4、三氯化磷分子的空間構型是三角錐形而不是平面正三角形，以下關于三氯化磷分子空間構型理由的表達，不正確的選項是 〔 〕A．PCl3分子中三個共價鍵的鍵長，鍵角都相等B．PCl3分子中的P-Cl鍵屬于極性共價鍵C．PCl3分子中三個共價鍵鍵能，鍵角均相等D．PCl3是非極性分子5、依據(jù)等電子原理，以下分子或離子與它們不屬同一類的是 〔 〕A．SiCl4 B．SiO44- C．SO42- D．SiH46、與N4互為等電子體的分子是 〔 〕A．H3O＋ B．OH－ C．NH3 D．CH47、1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數(shù)一樣、電子總數(shù)一樣的分子，互稱為等電子體。等電子體的構造相像、物理性質(zhì)相近。的共價分子中，互為等電子體的是：和 ； 和 ?！?〕此后，等電子原理又有所進展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)一樣NO2—互為等電子體的分子有： 、 。高二化學學案其次章其次節(jié)分子的空間構型與分子的性質(zhì)〔第三課時〕【自學預習】二、分子構型與分子性質(zhì)分子的對稱性對稱性定義：例：對稱面：聯(lián)系：分子的很多性質(zhì)如 、 及 等都與分子的對稱性有關。手性不對稱碳原子〔手性碳原子〕定義：。手性和手性分子定義：和構成異構體，分別用和標記3.分子的極性【觀看·思考】課本P45分子極性試驗，說明由此可推知；此橡膠棒靠近四氯化碳時，由此可推知非極性分子定義：分子中消滅正負極緣由解釋：分子極性的推斷：①雙原子分子的極性：在一樣原子構成的單質(zhì)分子如氯分子中，因兩原子之間的化學鍵是 ，分子的正、負電荷重心，所以氯分子是 不同原子構成的雙原子分子如氯化氫分子中，兩原子的化學鍵為，分子的正、負電荷重心，分子內(nèi)有存在，所以分子為 。由此可知，對雙原子分子來說， 鍵有極性，反之，化學鍵無極性， 。②多原子分子的極性多原子分子的極性除了與鍵的極性有關以外，還與 有關。假設 ，，則分子通常為非極性分子，如白磷分子〔P4。形成分子的化學鍵為極性鍵時，則分子可能是極性分子如 、 非極性分子如 、 等。水分子和二氧化碳分子都是由三個原子組成的分子，但二氧化碳分子空間為 分子內(nèi)兩個C=O極性鍵位于碳原子的兩側，所以 ，使正、負電荷 。因此CO2分子是 分子，在水分子中，分子內(nèi)的兩個O-H鍵的夾角為 ，使兩個O-H鍵極性 ，正負電荷 所以水分子是 分子?！緦W問拓展】分子極性對物質(zhì)的熔點、沸點、溶解性的影響抑制分子間的引力使物質(zhì)熔化或氣化所需外界能量就高，故熔點、沸點較高。②分子極性對物質(zhì)的溶解性影響成的溶劑，難溶于非極性分子組成的溶劑;非極性分子組成的溶質(zhì)易溶于非極性分子組成CCl4，難溶于水。【課后穩(wěn)固】1、用帶靜電的有機玻璃棒靠近以下液體的細流，細流發(fā)生偏轉的是 〔 〕A、苯 B、二硫化碳 C、溴水 D、四氯化碳2、閱歷規(guī)律〔相像相溶原理原理說明的是 〔〕A、HCl易溶于水B、I2可溶于水 C、Cl2可溶于水3、以下分子中，屬于含有極性鍵的非極性分子的是D、NH3易溶于水()A.H2O B.Cl2 C.NH3D.CCl44、用萃取法從碘水中分別出碘，所用萃取劑應具有的性質(zhì)的是 〔 〕①不和碘水發(fā)生化學反響 ②能溶于水 ③應是極性溶劑④不溶于水 ⑤應是非極性溶劑A、①④⑤ B、①③④ C、①②⑤ D、①②③5、以下說法中正確的選項是 〔 〕A、由極性鍵構成的分子全是極性分子B、含有非極性鍵的分子不肯定是非極性分子D、以極性鍵結合的雙原子分子，肯定是極性分子6、使用微波爐加熱，具有使受熱物質(zhì)均勻，表里全都、速度快、熱效率高等優(yōu)點。其工熱效應，這是由于 〔〕A、水分子具有極性共價鍵 B、水分子中有共同電子對C、水由氫、氧兩元素組成 D、水分子是極性分子7、CO2、CH4、BF3都是非極性分子，HF、H2O、NH3都是極性分子，由此推想ABn型分子是非極性分子的閱歷規(guī)律正確的選項是 〔〕A、全部原子在同一平面 子中不含有氫原子ABn中A原子沒有孤對電子 D、A的相對原子質(zhì)量小于B8、以下各組分子中屬于含極性鍵的非極性分子的是 〔 〕A、CO2、H2S B、C2H4、CH4 C、Cl2 C2H2 D、NH3、HCl9、以下物質(zhì)中含有非極性鍵的共價化合物是 〔 〕A、H2O2 B、CH3COONa C、Na2O2 D、I210、以下分子中，鍵的極性最強的是 〔 〕A、PH3 B、H2S C、HCl D、HI11、以下物質(zhì)中不含非極性共價鍵的是 〔 〕①Na2O2 ②CCl4 ③FeS2 ④NH4Cl ⑤H—O—O—H ⑥Ca〔OH〕2A、①②