分子的立體構(gòu)型課件

分子的立體構(gòu)型1一、形形色色的分子O2HClH2OCO22C2H2CH2OCOCl2NH3P43CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH4C60C20C40C7056一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構(gòu)（有直線形和V形）7３、四原子分子立體結(jié)構(gòu)（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2OCOCl2NH3P48４、五原子分子立體結(jié)構(gòu)最常見的是正四面體CH49CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：10C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子11121314分子世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢15物理方法：紅外光譜16測分子體結(jié)構(gòu)：紅外光譜儀→吸收峰→分析。17紅外光譜的基本原理：分子是不斷震動著的，分子的立體構(gòu)型其實(shí)是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型，當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子吸收跟它的某些化學(xué)振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。紅外光譜可以測得分子中有什么樣的化學(xué)鍵，經(jīng)綜合分析得知分子的立體結(jié)構(gòu)。18用質(zhì)譜儀測定分子結(jié)構(gòu)：基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子（如C7H8C6H5CH3+）、碎片離子。由于其各自不同的相對分子質(zhì)量。在高壓電場加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場分析器得到分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，相對質(zhì)量與其電荷比（m/z）簡稱質(zhì)荷比。最大質(zhì)荷比等于相對分子質(zhì)量。m/z=92失去一個(gè)氫原子的甲苯正離子C6H5CH2+。19思考：為什么不同的分子空間構(gòu)型不同呢？20

同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)卻不同，什么原因？思考:直線形V形21

同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構(gòu)也不同，什么原因？思考:三角錐形平面三角形22

二、價(jià)電子對互斥理論（VSEPR）－預(yù)測分子的立體結(jié)構(gòu)理論要點(diǎn)：原子周圍的價(jià)電子對之間存在著排斥力，因此他們傾向于相互遠(yuǎn)離以減少這種斥力，從而使分子采取某種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。價(jià)層電子對是指：分子中的中心原子上的電子對，包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對231.孤電子對對數(shù)的求法中心原子上的孤電子對數(shù)=1/2(a-xb)a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，x為中心原子結(jié)合的原子數(shù)，b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)242.價(jià)層電子對的求法價(jià)層電子數(shù)=孤電子對數(shù)+σ鍵電子對對于陽離子a為中心原子價(jià)電子減去離子的電荷數(shù)。對于陰離子a為中心原子價(jià)電子數(shù)加上離子電荷的絕對值25計(jì)算下列分子或離子的價(jià)層電子對數(shù)n水、二氧化硫、二氧化碳、氨氣、三氟化硼、碳酸根離子、硫酸根離子、硝酸根離子、甲烷、銨根離子263.價(jià)層電子對互斥模型（VSEPR）基本要點(diǎn)ABn型分子（離子）中中心原子A周圍的價(jià)電子對的幾何構(gòu)型，主要取決于價(jià)電子對數(shù)（n），價(jià)電子對盡量遠(yuǎn)離，使它們之間斥力最小。27平面三角形1200正四面體109.50MMM直線1800價(jià)電子對空間構(gòu)型432n281.中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵，它們的立體結(jié)構(gòu)可用中心原子周圍的原子數(shù)n來預(yù)測。29ABn立體結(jié)構(gòu)舉例n=2直線形CO2HgCl2n=3平面三角形CH2O、BF3n=4正四面體CH4n=5三角雙錐PCl5n=6正八面體SF6302.中心原子上的有孤對電子的分子，中心原子的孤對電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。分子式結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)式31直線型平面三角型四面體BeCl2,HgCl2BF3，BCl3

(CH4,CCl4,NH4+

)中心原子價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵,不含孤對電子三角錐V型H2O，H2S(NH3;H3O+)中心原子有孤對電子32分子或離子結(jié)構(gòu)式VSEPR模型分子或離子的立體結(jié)構(gòu)HCNNH4+H3O+SO2BF333分子或離子結(jié)構(gòu)式VSEPR模型分子或離子的立體結(jié)構(gòu)HCNNH4+H3O+HCNOHHH++NHHHH+34應(yīng)用反饋:化學(xué)式

中心原子孤對電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體35361、C的價(jià)電子中只有兩個(gè)未成對電子，為什么CH4分子中C形成四個(gè)共價(jià)鍵？3個(gè)相互垂直的2p和一個(gè)球形的2s與氫原子4個(gè)1s原子軌道重疊不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷分子。

疑問？37三、雜化軌道理論－解釋分子的立體結(jié)構(gòu)Pauling（鮑林）在價(jià)鍵理論基礎(chǔ)上提出了“雜化”假設(shè)，補(bǔ)充了價(jià)鍵理論的不足。（一）雜化理論要點(diǎn)：1.在形成分子時(shí)，每一原子中能量相近的“軌道”會發(fā)生重組，形成新的原子軌道，這個(gè)過程稱“雜化”，新的原子軌道稱“雜化軌道”。

2.雜化前后原子“軌道”總數(shù)不變，但能量趨于平均化，“雜化軌道”的對稱性更高,更有利于成鍵。3.原子可用“雜化軌道”與其它原子的軌道（或“雜化軌道”）重疊形成共價(jià)鍵。38CH4分子（二）雜化類型1、sp3雜化：同一原子中，1個(gè)s軌道與3個(gè)能量相近的p軌道雜化形成4個(gè)sp3雜化軌道(含1/4原s軌道成份和3/4原p軌道成份)。例：6C2psp3

sp3雜化2s39三、雜化軌道理論簡介C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式40sp3雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz109°28′4142試用雜化軌道理論解釋VSEPR模型：432、sp雜化：同一原子中1個(gè)s軌道與1個(gè)p軌道雜化形成2個(gè)sp雜化軌道。sp雜化例：4Be

2p2psp2s

兩個(gè)SP雜化軌道44453、sp2雜化：同一原子中，1個(gè)s軌道與2個(gè)能量相近的p軌道雜化形成三個(gè)sp2雜化軌道(含1/3原s軌道成份和2/3原p軌道成份)。

+46C原子基態(tài)電子排布軌道表示式47sp2雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz120°48C原子基態(tài)原子電子排布的軌道表示式49sp雜化軌道的形成過程

xyzxyzzxyzxyz180°5051互斥模型（VSEPR）模型與雜化軌道類型ABnn=2sp雜化n=3sp2雜化n=4sp3雜化了解n=5sp3d(或dsp3)雜化n=6sp3d2(或d2sp3)雜化522.雜化軌道的應(yīng)用范圍:

雜化軌道只應(yīng)用于形成σ鍵或者用來容納未參加成鍵的孤對電子。

判斷下列分子或離子中,中心原子的雜化軌道類型，并預(yù)測幾何構(gòu)型。NH4+、NH3、H2O、CH2O、SO2SO3BeCl2、CO2、PCl3

、BCl3

、CS2

、SO42-、PO43-、SiO4-、ClO4-、NO3-、CO32-、H3O+53

一般方法：1、看中心原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個(gè)叁鍵，則其中有2個(gè)π鍵，用去了2個(gè)P軌道，形成的是SP雜化；如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)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，1對孤對電子占據(jù)1個(gè)雜化軌道。5455例題一：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C2H456例題二：對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原子上都沒有孤對電子D．SO2為V形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D57課堂練習(xí)1.下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是（）A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl42.下列分子的立體結(jié)構(gòu)，其中屬于直線型分子的是（）A.H2OB.CO2C.C2H2D.P4BBC583.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤對電子，運(yùn)用價(jià)層電子對互斥模型，下列說法正確的（）A.若n=2，則分子的立體構(gòu)型為V形B.若n=3，則分子的立體構(gòu)型為三角錐形C.若n=4，則分子的立體構(gòu)型為正四面體形D.以上說法都不正確課堂練習(xí)C59第三節(jié)：分子的性質(zhì)一、鍵的極性和分子的極性6061

知識回顧

在單質(zhì)分子或化合物中，同種原子形成共價(jià)鍵，兩個(gè)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，因此成鍵的原子都不顯電性。這樣的共價(jià)鍵叫做非極性共價(jià)鍵，簡稱非極性鍵。62

在化合物分子中，不同種原子形成的共價(jià)鍵，由于不同原子吸引電子的能力不同，共用電子對必然偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一方，因而吸引電子能力較強(qiáng)的原子一方相對地顯負(fù)電性，吸引電子能力較弱的原子一方相對地顯正電性。這樣的共價(jià)鍵叫做極性共價(jià)鍵，簡稱極性鍵。63對分子而言如果正電中心和負(fù)電中心不重合則為極性分子。對分子而言如果正電中心和負(fù)電中心重合則為非極性分子。64極性分子：分子中正負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對稱的，這樣的分子為極性分子。非極性分子：分子中正負(fù)電荷中心重合，從整個(gè)分子來看，電荷的分布是均勻的，對稱的，這樣的分子為極性分子。極性分子和非極性分子1、定義65如何判斷分子是否有極性？正負(fù)電荷中心是否重合。各種分子分析舉例。662、常見分子的構(gòu)型及其分子的極性X2型：H2類型實(shí)例結(jié)構(gòu)鍵的極性分子極性N2

非極性鍵非極性分子均為直線型67類型實(shí)例結(jié)構(gòu)鍵的極性分子極性XY型HFNO

極性鍵極性分子均為直線型68類型實(shí)例結(jié)構(gòu)鍵的極性分子極性X2Y型CO2SO2極性鍵非極性分子極性鍵極性分子直線型角形69類型實(shí)例結(jié)構(gòu)鍵的極性分子極性X2Y型H2OH2S極性鍵極性分子均為角形70類型實(shí)例結(jié)構(gòu)鍵的極性分子極性XY3型BF3NH3極性鍵非極性分子極性鍵極性分子平面三角形三角錐形71類型實(shí)例結(jié)構(gòu)鍵的極性分子極性XY4型CH4CCl4均為正四面體形極性鍵非極性分子72經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:在ABn型分子中，當(dāng)A的化合價(jià)數(shù)值等于其族序數(shù)時(shí)，該分子為非極性分子.舉例73鍵的極性與分子的極性的區(qū)別與聯(lián)系概念鍵的極性分子的極性含義決定因素聯(lián)系說明極性鍵和非極性鍵是否由同種元素原子形成極性分子和非極性分子極性分子和非極性分子1.以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子必為非極性分子；2.以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子；3.以極性鍵結(jié)合的多原子分子，是否是極性分子，由該分子的空間構(gòu)型決定。鍵有極性，分子不一定有極性。741.分子間作用力對物質(zhì)的熔沸點(diǎn)，溶解性等性質(zhì)有著直接的影響

二、范德華力及氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響分子間作用力氫鍵范德華力分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵相對分子質(zhì)量分子極性相對分子質(zhì)量:分子極性75三、氫鍵1.分子中與電負(fù)性很大的元素（一般指氧、氮、氟）相結(jié)合的氫原子和另一個(gè)分子中電負(fù)性極大的原子間產(chǎn)生的作用力。常用X—H…Y表示，式中的虛線表示氫鍵。X、Y代表F、O、N等電負(fù)性大、原子半徑較小的原子。762.氫鍵形成的條件（1）分子中必須有一個(gè)與電負(fù)性極大的元素原子形成強(qiáng)極性鍵的氫原子；（2）分子中必須有帶孤電子對、電負(fù)性大、而且原子半徑小的原子。實(shí)際上只有F、O、N等原子與H原子結(jié)合的物質(zhì)，才能形成較強(qiáng)的氫鍵。77AHB形成氫鍵的條件：①有一個(gè)與電負(fù)性很大的原子A形成共價(jià)鍵的

氫原子；②有另一個(gè)電負(fù)性很大并且有孤對電子的原子B。783.氫鍵的特點(diǎn)：（1）氫鍵作用強(qiáng)于范德華力但弱于化學(xué)鍵。FHF>OHO>OHN>NHN>OHCl>OHS79（2）氫鍵具有方向性和飽和性方向性：

分子鍵形成的氫鍵是直線型的（即A、H、B三個(gè)原子在一條直線上）。飽和性：

一般情況下，一個(gè)氫原子只能和一個(gè)B原子形成氫鍵。804.氫鍵的種類：分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵鄰羥基苯甲醛水楊醛815.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：

分子間氫鍵使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)升高；分子內(nèi)氫鍵一般使化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)降低。

在極性溶劑中，若溶質(zhì)分子與溶劑分子形成氫鍵，則使溶質(zhì)的溶解度增大；若溶質(zhì)分子內(nèi)有氫鍵存在，則在極性溶劑中溶解度減小，而在非極性溶劑中溶解度增加。82接近沸點(diǎn)的水蒸氣相對分子質(zhì)量量偏大的的原因是：存在因氫鍵而締合的“締合分子”83H2O的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：84H2O的密度與溫度的關(guān)系85解釋水的密度隨溫度變化的原因？865.氫鍵對化合物性質(zhì)的影響分子間形成氫鍵時(shí)，可使化合物的熔、沸點(diǎn)顯著升高。在極性溶劑中，若溶質(zhì)分子和溶劑分子間能形成氫鍵，則可使溶解度增大。分子內(nèi)氫鍵的形成，使分子具有環(huán)狀閉合的結(jié)構(gòu)。一般會使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)下降,在極性溶劑中的溶解度降低87許多大分子分子內(nèi)也含有氫鍵。DNA雙螺旋的兩個(gè)螺旋鏈?zhǔn)怯脷滏I相結(jié)合的。881.欲提取碘水中的碘，不能選用的萃取劑是()A．酒精B．四氯化碳C．蒸餾汽油D．苯

2.欲用萃取劑A把溶質(zhì)B從溶劑C的溶液里萃取出來，萃取劑A需符合以下條件：⑴____________________________________⑵____________________________________⑶____________________________________

思考：A與C互不相溶B在A中的溶解度大于在C中的溶解度A與B不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)A89四、溶解性（一）相似相溶原理1.極性溶劑（如水）易溶解極性物質(zhì)

2.非極性溶劑（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非極性物質(zhì)（Br2、I2等）3.含有相同官能團(tuán)的物質(zhì)互溶，如水中含羥基（-OH）能溶解含有羥基的醇、酚、羧酸。90四、溶解性1．影響物質(zhì)溶解性的因素⑴影響固體溶解度的主要因素是___________。⑵影響氣體溶解度的主要因素是_________和_________。2．相似相溶規(guī)律：_____________________________________________________________。⑴如果存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越_______。相反，無氫鍵相互作用的溶質(zhì)在有氫鍵的水中的溶解度就比較_______。⑵“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的_________。⑶如果溶質(zhì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可_________其溶解度。溫度溫度壓強(qiáng)非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。好小相似性增大91練習(xí)1．比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用相似相溶規(guī)律理解它們的溶解度不同？2．為什么在日常生活中用有機(jī)溶劑(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？3．怎樣理解汽油在水中的溶解度很小？4．怎樣理解低碳醇與水互溶，而高碳醇在水中的溶解度卻很?。?2練習(xí)5．根據(jù)物質(zhì)的溶解性“相似相溶”的一般規(guī)律，說明溴、碘單質(zhì)在四氯化碳中比在水中溶解度大，下列說法正確的是()A．溴、碘單質(zhì)和四氯化碳中都含有鹵素B．溴、碘是單質(zhì)，四氯化碳是化合物C．Br2、I2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子D．以上說法都不對C9394左手和右手不能重疊左右手互為鏡像95五、手性1．具有完全相同的

和

的一對分子，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(又稱對映異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體)。含有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。2．判斷一種有機(jī)物是否具有手性異構(gòu)體，可以看其含有的碳原子是否連有

個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，符合上述條件的碳原子叫做手性碳原子。組成原子排列四961．下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3—CH—COOHC.CH3CH2OHD.CH—OH

練習(xí)：CH2—OHCH2—OHOH971．下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3—CH—COOHC.CH3CH2OHD.CH—OH

練習(xí)：CH2—OHCH2—OHOH98A.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3

HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32．下列化合物中含有2個(gè)“手性”碳原子的是()992．A.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3

HClOHBrOHClHBrBrCH3CH3100分析：CH3—C—O—CH—CHOA．與銀氨溶液反應(yīng)B．與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)C．與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)D．與H2發(fā)生加成反應(yīng)O*CH2OH101分析：CH3—C—O—CH—CHOA．與銀氨溶液反應(yīng)B．與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)C．與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)D．與H2發(fā)生加成反應(yīng)O*CH2OH—CHO→—COOH或—COO——CHO→—CH2OH—CH2OH→—CH2ONa—CH2OH→—CH2OCHO1023.下列有機(jī)物CH3—C—O—CH—CHO含有一個(gè)手性碳原子(標(biāo)有“*”的碳原子)，具有光學(xué)活性。當(dāng)發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)時(shí)，生成新的有機(jī)物無光學(xué)活性的是()A．與銀氨溶液反應(yīng)B．與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)C．與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)D．與H2發(fā)生加成反應(yīng)O*CH2OH1034．分子式為C4H10O的有機(jī)物中含“手性”碳原子的結(jié)構(gòu)簡式為_____________，葡萄糖分子中含有____個(gè)“手性”碳原子，其加氫后“手性”碳原子數(shù)為______個(gè)。104CH3—C—CH2CH3HOHCH2—CH—CH—CH—CH—C—HOOHOHOHOHOHCH2—CH—CH—CH—CH—CH2OHOHOHOHOHOH105六、無機(jī)含氧酸分子的酸性1．對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越

。原因：無機(jī)含氧酸可以寫成(HO)mROn，如