人教版高中化学 专题4 分子空间结构与物质性质 4.1.1 分子空间构型课件 苏教选修3.ppt

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1、高三化学第一轮复习高三化学第一轮复习分子立体结构专题分子立体结构专题2021/8/9 星期一1C2H2CH2OCOCl2NH3P42021/8/9 星期一2分子的立体结构分子的立体结构:用用实验实验的方法的方法(红外光谱红外光谱.X衍射衍射核磁共振等核磁共振等)有关有关化学理论化学理论2021/8/9 星期一3n n能根据能根据杂化轨道理论杂化轨道理论和和价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型判断判断简单分子或离子的空间构型简单分子或离子的空间构型n n了解共价键的主要类型了解共价键的主要类型键和键和键，能用键能、键键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质长、键角等数据说明简单分子的

2、某些性质。n n了解了解“等电子原理等电子原理”的含义，能结合实例说明的含义，能结合实例说明“等电子原理等电子原理”的应用。的应用。有的放矢有的放矢2021/8/9 星期一4鲍林鲍林 Linus Pouling 美国化学家。美国化学家。美国化学家。美国化学家。系统地研究了化学物质的系统地研究了化学物质的系统地研究了化学物质的系统地研究了化学物质的组成组成组成组成.结构结构结构结构.性质三者的关性质三者的关性质三者的关性质三者的关系系系系,于于于于1931193119311931年提出了年提出了年提出了年提出了杂化杂化杂化杂化轨道轨道轨道轨道理论理论理论理论.1954.1954.1954.195

3、4年获得诺年获得诺年获得诺年获得诺贝尔化学奖贝尔化学奖贝尔化学奖贝尔化学奖科学史话科学史话2021/8/9 星期一5碳原子碳原子:情景再现情景再现一.杂化轨道理论2021/8/9 星期一6C的基态的基态例例：CH4分子形成分子形成2s2p2s2p激发态激发态正四面体形正四面体形sp3 杂化态杂化态CHHHH10928情景再现情景再现2021/8/9 星期一7一一.杂化轨道理论杂化轨道理论n n杂化：杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化n n杂化轨道：杂化轨道：原子轨道组合杂化后

4、形成的一组新轨原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道道n n杂化轨道类型：杂化轨道类型：sp、sp2、sp3n n未杂化杂化轨道未杂化杂化轨道:保持原来形状垂直与杂化轨道保持原来形状垂直与杂化轨道知识回顾知识回顾2021/8/9 星期一8例题例题1 1：蛋白质由多肽链组成，其基本单元如下图：蛋白质由多肽链组成，其基本单元如下图。（1 1）在此基本单元中，采取）在此基本单元中，采取SPSP3 3杂化的原子为杂化的原子为 ，采取，采取SPSP2 2杂化的原子为杂化的原子为 ；（2 2）在图中用小红点标出孤对电子。）在图中用小红点标出孤对电子。（）指出分子中共价键的类型及数目？（）指出分子中共价键的类型

5、及数目？（）指出分子中共价键的类型及数目？（）指出分子中共价键的类型及数目？活学活用活学活用杂化理论杂化理论分子的立体结构分子的立体结构 C1 N C3C211个个 键键键键1个个 键键键键 2021/8/9 星期一9价价电电子子对对的的数数目目决决定定了了一一个个分分子子或或离离子子中中的的价价层层电电子子对对在在空空间间的的分分布布(与与分分子子立立体体构构型型不同不同)：经验公式经验公式(对于对于m型分子型分子)2对：直线形对：直线形3对：对：平面三角形平面三角形4对：对：正四面体正四面体5对：对：三角双锥体三角双锥体6对：对：正八面体正八面体2021/8/9 星期一10例题例题例题例题

6、2 2、下列分子构型是正三角形的是（）A PBr3 B CH3+C BF3 D H2O 例题例题3、下列分子和离子中，中心原子下列分子和离子中，中心原子的价电子对几何构型不为四面体（的价电子对几何构型不为四面体（）A、NH4+B、SO2 C、H3O+D、OF2 活学活用活学活用BCB杂化理论杂化理论分子的立体结构分子的立体结构2021/8/9 星期一11有人认为由3 仅仅相当于得到电子，杂化类型不会变，立体结构也不变，你认为呢？讨论判断讨论判断如果是错误的，那你从这个变化得到什么启示？分子的空间构型与成建原子的价电子有关，分子的空间构型与成建原子的价电子有关，可以用价层电子对互斥模型来预测分子

7、立体结构可以用价层电子对互斥模型来预测分子立体结构2021/8/9 星期一12分子分子分子分子或离或离或离或离子子子子 中心中心中心中心原子原子原子原子杂化杂化杂化杂化类型类型类型类型 杂化的轨道数杂化的轨道数杂化的轨道数杂化的轨道数+未杂化的轨未杂化的轨未杂化的轨未杂化的轨道数道数道数道数 键键键键+孤电子孤电子孤电子孤电子对对对对键键键键（或大（或大（或大（或大键）键）键）键）轨道构轨道构轨道构轨道构型型型型 分子或离分子或离分子或离分子或离子构型子构型子构型子构型 spspe eClCl2 2S SO O2 22 2+0 02+02+00 0直线直线直线直线spsp2 23 3+1 12

8、+12+1大大键键三角形三角形V VS SO O3 3spsp2 23 3+1 13+03+0 大大键键三角形三角形 正三角形正三角形 S SO O2-2-spsp3 34 4+0 0 +四面体四面体 三角锥形三角锥形二二.VSEPR.VSEPR模型（价层电子对互斥模型）模型（价层电子对互斥模型）2021/8/9 星期一13总论总论:杂化轨道只用于杂化轨道只用于:未杂化的轨道决定未杂化的轨道决定:杂化轨道数杂化轨道数=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数,形成形成键或者用来容纳孤电子对键或者用来容纳孤电子对 共价单键是共价单键是 键；而共价双键中有键

9、；而共价双键中有 个个键，键，共价三键中有共价三键中有 个个键，其余为键，其余为键。键。键的存在键的存在 键或大键或大键或大键或大 键的存在键的存在键的存在键的存在112021/8/9 星期一14例题例题：下列说法正确的是（）A.两个原子之间形成共价键最多只有一个键B.气体单质中，一定有键，可能有键C.HCN 中共有3个键1个键D.含键或键的一定是共价化合物A典型例题典型例题2021/8/9 星期一15n n例题例题：在乙烯分子中有5个键、一个键，下列判断正确是 （）n nAsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键n nBsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键n nCC-H之间形成的

10、是键，C-C之间有键，n nDC-C之间形成的全是键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的键AC典型例题典型例题2021/8/9 星期一16例例题题、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO 4-中Cl都是以 杂化轨道与O原子成键的，指出里面共价键的类型，并推测下列微粒的立体结构典型例题典型例题2021/8/9 星期一17问题问题:N2 2O CO它们的立体构型是如何确定呢？n n例题：例题：“笑气”(N2 2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2 2O与CO2 2分子具有相似的结构(包括电子式)；又已知N2 2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2 2O的电子式可表示为

11、，由此可知它 (填“含有”或“不含”)非极性键。含有含有交流讨论交流讨论2021/8/9 星期一18电子总数或价电子总数电子总数或价电子总数相同相同原子总数原子总数相同相同分子或离子之间分子或离子之间、等电子体理论用来判断分子构型。互为等等电子体理论用来判断分子构型。互为等电子体的物质结构相似电子体的物质结构相似 .其其 （填（填“物理物理”或或“化学化学”，下同）性质相近，而，下同）性质相近，而 性质性质差异较大。差异较大。三、等电子体原理三、等电子体原理物理物理化学化学2021/8/9 星期一19例例题题1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护

12、人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图：呈V型，键角116.5o。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：找出它的等电子体找出它的等电子体那么那么O3分子有分子有 对孤对电子对孤对电子 5能力提升能力提升能力提升能力提升2021/8/9 星期一20价层电子互斥模型价层电子互斥模型杂化轨道理论杂化轨道理论分子的立体结构分子的立体结构等电子体原理等电子体原理性质性质信息信息2021/8/9 星期一21n n随着石油资源的日趋紧张，天然气资源

13、的开发利用受到越来越多的关注。以天然气（主要成分CH4）为原料经合成气（主要成分CO、H2）制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁Fe(CO)5等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。n n请问答下列问题：考题预测考题预测考题预测考题预测2021/8/9 星期一22n n（1 1）Fe(CO)Fe(CO)5 5中铁的化合价为中铁的化合价为0 0，写出铁原子的基态电，写出铁原子的基态电子排布式子排布式 n n（2 2）原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的）原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互为等电子

14、体，等电子体具有相似的结构特征。微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与与COCO分子互为等电子体的分子和离子分别为分子互为等电子体的分子和离子分别为和和（填化学式），（填化学式），COCO分子的结构式可表示成分子的结构式可表示成。n n（3 3）Fe(CO)Fe(CO)5 5常温下呈液态，熔点为常温下呈液态，熔点为20.520.5，沸点，沸点为为103103，易溶于非极性溶剂。据此可判断，易溶于非极性溶剂。据此可判断Fe(CO)Fe(CO)5 5晶晶体为体为n n（4 4）在）在CHCH4 4、COCO、CHCH3 3OHOH中，碳原子采取中，碳原子采取spsp3 3杂化的分杂化的分

15、子有子有，CHCH3 3OHOH的熔、沸点比的熔、沸点比CHCH4 4的熔、沸点比高，其主要原因是的熔、沸点比高，其主要原因是。CO 1s2 2s2 2p6 3s 23p6 3d6 4s2 N2、CN 分子晶体分子晶体 CH4和CH3OH CH3OH形成分子间氢键形成分子间氢键2021/8/9 星期一23感谢各位专家指导感谢各位专家指导谢谢同学们配合谢谢同学们配合2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一25二、探究物质的性质二、探究物质的性质那么结构的特点结构的特点会影响物质哪些的性质？物质哪些的性质？例题例题4：以极性键结合的多原子分子，分子是否：以极性键结合的多原子分子，分子是

16、否有极性取决于分子的空间构型。下列分子不属极有极性取决于分子的空间构型。下列分子不属极性分子的是性分子的是 （）A、H2 2O B、SO2 2 C、SO3 3 D、NH3 3探究过程探究过程C2021/8/9 星期一26n结论四结论四:配位原子与中心原子所成配位原子与中心原子所成价键轨道价键轨道(键键)是否对称性分布是否对称性分布,即正即正.负电荷重心是否重合是决定分负电荷重心是否重合是决定分子有无极性的前提子有无极性的前提 如如SO2极性极性 SO3非极性非极性探究过程探究过程2021/8/9 星期一27交流讨论交流讨论：你能举出反映你能举出反映键键键强弱的反应吗键强弱的反应吗 探究过程探究过程2021/8/9 星期一28n结论五结论五 :随着有机加成反应的发生中心原子的杂化也发生了改变,键 键分子活泼性降低.解决了由单纯“电子配对法”无法解释的分子稳定性问题.探究过程探究过程2021/8/9 星期一29由此我们发现n分子的空间构型分子极性n分子中共价键类型分子活泼性探究过程探究过程2021/8/9 星期一30