2.2.2共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

(1)內(nèi)容：分子中的中心原子價(jià)電子層電子對(duì)（包括成鍵電子對(duì)和未成鍵的孤電子對(duì)）由于互相排斥作用，盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離，總是采取電子對(duì)相互排斥最小的那種構(gòu)型，若n個(gè)成鍵電子對(duì)全部是成單鍵的電子對(duì)且沒有孤電子對(duì)，為使價(jià)電子對(duì)之間斥力最小，則分子的幾何構(gòu)型盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。（VSEPR模型）3、價(jià)(層)電子對(duì)互斥模型2

電子對(duì)數(shù)目與立體結(jié)構(gòu)435

6

(2)模型一個(gè)分子或離子中的價(jià)層電子對(duì)在空間的分布（即不含孤對(duì)電子的VSEPR模型）

2

34

56直線形平面三角形正四面體三角雙錐體正八面體(3)判斷方法a.對(duì)ABm型分子，若中心原子A價(jià)層電子對(duì)只有成鍵電子對(duì)（即中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵），如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，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，概括如下：

ABm

立體結(jié)構(gòu)范例

m=2直線形CO2m=3平面三角形CH2Om=4正四面體形CH4b、另一類是中心原子上有孤對(duì)電子(未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì))的分子，如H2O和NH3，中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H2O和NH3的中心原子分別有2對(duì)和1對(duì)孤對(duì)電子，跟中心原子周圍的σ鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角錐形。中心原子代表物中心原子結(jié)合的原子數(shù)分子類型空間構(gòu)型無孤對(duì)電子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤對(duì)電子H2O2AB2NH33AB3直線形平面三角形正四面體V形三角錐形價(jià)層電子對(duì)互斥模型小結(jié)化學(xué)式

中心原子孤對(duì)電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO42－0120100022233444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04正四面體遷移應(yīng)用4、等電子原理（1）等電子體原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相同的分子CONN結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定反映相似化學(xué)鍵特征，許多性質(zhì)相近的（2）等電子體原理（3）常見等電子體CON22個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)103個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)163個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)184個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)245個(gè)原子價(jià)電子總數(shù)32平面三角直線形V形CO2

CS2SO2O3SO3

BF3

CCl4

SiF4CN–

NO+

C22–NO2+

N3–NO2–CO32–NO3–SO42–PO43–正四面體核外電子總數(shù)不一定相同；等電子體可以拓展到離子。（1）Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4空間構(gòu)型為

（2）NH3、PH3、AsH3的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/p>

（填化學(xué)式，下同），鍵角由大到小的順序?yàn)?/p>

。N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序數(shù)依次增大，同一主族從上到下，隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，氫化物的還原性逐漸增強(qiáng)，故這三種物質(zhì)的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳sH3＞PH3＞NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化，都有1對(duì)孤電子對(duì)，中心原子的電負(fù)性越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，成鍵電子對(duì)之間的斥力越小，鍵角越小，所以這三種物質(zhì)

鍵角由大到小的順序?yàn)镹H3＞PH3＞AsH3；正四面體形AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3二、分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)圖片導(dǎo)學(xué)1、分子的對(duì)稱性對(duì)稱性普遍存在于自然界?；ò?、雪花（軸對(duì)稱或中心對(duì)稱）；建筑物和動(dòng)物的鏡面對(duì)稱；美術(shù)與文學(xué)中也存在很多對(duì)稱的概念。研究表明，許多分子也具有對(duì)稱性，如CH3CH3(乙烷)、H2O、NH3等(1)若將三種分子分別繞C1、C2、C3軸旋轉(zhuǎn)一定角度后可與原分子重合，C1、C2、C3分別為相應(yīng)分子的對(duì)稱軸。1、分子的對(duì)稱性(2)甲烷分子中碳原子和其中兩個(gè)氫原子所構(gòu)成的平面為甲烷分子的對(duì)稱面。(3)依據(jù)對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)或借助對(duì)稱面的反映能夠復(fù)原的分子稱為對(duì)稱分子，分子所具有的這種性質(zhì)稱為對(duì)稱性。分子的許多性質(zhì)如極性、旋光性及化學(xué)性質(zhì)等都與分子的對(duì)稱性有關(guān)。1、分子的對(duì)稱性科學(xué)史話“反應(yīng)停”事件如圖所示的分子，是由一家德國制藥廠在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。看圖整理2、手性分子巴斯德實(shí)驗(yàn)室合成的有機(jī)物酒石酸鹽并制得手性機(jī)物酒石酸鹽(1)手性異構(gòu)體看圖整理2、手性分子左右手不能重疊互為鏡像(1)手性異構(gòu)體具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體看圖整理2、手性分子(2)手性分子有手性異構(gòu)體的分子(3)手性碳原子手性有機(jī)物，含有手性碳原子碳原子結(jié)合的4個(gè)原子或原子團(tuán)各不同，該C是手性碳原子，記作﹡C乳酸分子兩種異構(gòu)體科普導(dǎo)學(xué)2、手性分子(4)手性分子應(yīng)用①常見手性分子：珍貴的法螺左旋貝，百萬分之一，十分罕見絕大多數(shù)構(gòu)成生命體的有機(jī)物為手性分子。兩手性異構(gòu)體的性質(zhì)不同，且手性分子中必定含手性碳原子。②應(yīng)用：生產(chǎn)手性藥物；生產(chǎn)手性催化劑(手性催化劑只催化或主要催化一種手性分子的合成)。手性合成、手性催化方面做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家探究導(dǎo)學(xué)探究一、手性分子的判斷方法1、實(shí)物與其鏡像能否重合不能重合，是手性分子2、是否有手性碳原子有一個(gè)手性C，是手性分子若2個(gè)手性C不一定手性分子跟蹤強(qiáng)化1、下列物質(zhì)中不存在手性異構(gòu)體的是()A．BrCH2CHOHCH2OHB．C．CH3CHOHCOOHD．CH3COCH2CH3D視頻導(dǎo)學(xué)思考討論分子中鍵的極性對(duì)分子的性質(zhì)有影響嗎？3、分子的極性(1)分子的極性O(shè)HHCO2δ＋δ-180oF1F2F合=0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)電中心重合探究導(dǎo)學(xué)3、分子的極性(1)分子的極性判斷NH3、BF3是極性分子還是非極性分子？探究討論分子極性分子非極性分子正電中心和負(fù)電中心不重合，鍵的向量和不為0.正電中心和負(fù)電中心重合，鍵的向量和為0.NH3BF3三角錐型,鍵的極性不能抵消，極性分子平面正三角形對(duì)稱F合=0

非極性分子現(xiàn)象解讀3、分子的極性(2)判斷方法①雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價(jià)鍵是否有極性共價(jià)鍵的極性分子空間構(gòu)型決定分子極性A-B型分子(HCl)：異核雙原子分子都是極性分子A-A型分子(Cl2)：同核雙原子分子是非極性分子同核多原子分子也有非極性分子，如：P4，C60、S8、B12特別注意：O3（V型）是極性分子經(jīng)驗(yàn)歸納3、分子的極性(2)判斷方法②多原子分子(ABm型)取決于分子的空間構(gòu)型和共價(jià)鍵的極性共價(jià)鍵的極性分子空間構(gòu)型決定分子極性化合價(jià)法：當(dāng)中心原子的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素的價(jià)電子數(shù)時(shí)，該分子為非極性分子；否則為極性分子。判斷PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的極性化合價(jià)：+3+4+4+6價(jià)電子數(shù)：5444非極性分子經(jīng)驗(yàn)歸納3、分子的極性(2)判斷方法②多原子分子(ABm型)物理模型法：共價(jià)鍵看作作用力，不同共價(jià)鍵看作不等的作用力，根據(jù)力的合成與分解，看中心原子受力是否平衡，如平衡則為非極性分子；否則為極性分子。例：CO2直線型，兩個(gè)C=O鍵對(duì)稱，鍵極性互相抵消(F合=0)H2O折線型，兩個(gè)O-H鍵的極性不能抵消(F合≠0)F1F2F合≠0CH4正四面體型(F合=0)問題導(dǎo)學(xué)3、分子的極性常見分子鍵極性鍵角分子構(gòu)型分子類型(3)常見分子的構(gòu)型及分子的極性雙原子分子H2、Cl2無無直線型非極性HCl有無直線型極性H2O有104.50

折線型極性CO2有180o直線型非極性三原子分子四原子分子NH3有107.30三角錐型極性BF3有120o平面三角形非極性CH4

有109.50

正四面體型非極性五原子分子4、對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)熔、沸點(diǎn)：在相對(duì)分子質(zhì)量相同的情況下，極性分子構(gòu)成的物質(zhì)比非極性分子構(gòu)成的物質(zhì)沸點(diǎn)高，如沸點(diǎn)：N2<