共价键与分子的空间构型第一课时课件鲁科版选修.ppt

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1、第1课时 典型分子的空间构型一、甲烷分子的空间构型一、甲烷分子的空间构型 通过分析甲烷分子的正四面体构型的形成过程，小组讨论下列问题，并请小组代表发表看法。1、通过观察示意图描述碳原子杂化的过程，以及杂化 前后轨道能量的大小比较。2、杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体？3、通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型。【合作探究一合作探究一】碳原子碳原子杂杂化化过过程程轨道排布式：轨道排布式：问1、通过观察此示意图，描述碳原子的杂化过程以及杂化前后轨道能量的大小比较。能量杂化前杂化后p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近杂化轨道的能量处于s与p轨道之间，4个轨道能量相等杂化前后轨道

2、的比较杂化及杂化轨道：在外界化学环境影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程就叫做原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s+3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无总结总结一：一：sp3 3杂杂化的要点化的要点问问2、通过观察示意图，描述甲烷中共价键的形成过程、通过观察示意图，描述甲

3、烷中共价键的形成过程4 +4 +H C CHH C CH4 41ssp3杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s+3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无4个个s-sp3 3 键键四个四个H原子分别以原子分别以4个个s轨道与轨道与C原子上的四个原子上的四个sp3杂化轨道相杂化轨道相互重叠后，形成了四个性质、互重叠后，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的能量和键角都完

4、全相同的 s-sp3的的键。键。总结总结一：一：sp3 3杂杂化的要点化的要点杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s+3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无总结总结一：一：sp3 3杂杂化的要点化的要点问3、四个杂化轨道为什么采取四面体构型，即4个轨道的伸展方向分别指向正四面体的4个顶点？而不是形成平面四边形等构型呢？通过观察示意图回答。4个个s-sp3 3 键键

5、3、杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体，夹角是109.50？一、甲烷分子的空间构型与杂化轨道理论一、甲烷分子的空间构型与杂化轨道理论【问题探究一问题探究一】sp3杂杂化化轨轨道道的的空空间间取取向向示示意意图图杂化类型杂化类型参与杂化的原子轨道参与杂化的原子轨道杂化后的轨道及数目杂化后的轨道及数目未参与杂化的价电子层轨道未参与杂化的价电子层轨道杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角空间构型空间构型共价键类型与数量共价键类型与数量 1个个s+3个个psp3 34个个sp3 3杂化轨道杂化轨道1090 0 28正四面体正四面体无无为了使四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，体系最稳定，4个杂化

6、轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为1090 0 28。总结总结一：一：sp3 3杂杂化的要点化的要点4个个s-sp3 3 键键杂化类型杂化轨道数目空间构型参与杂化的原子轨道sp34正四面体1s+3psp23平面三角形1s+2psp12直线型1s+1p二、乙烯、乙炔分子的空间构型【合作探究二】通过分析乙烯、乙炔分子的形成过程，小组讨论下列问题，并请小组代表发表看法。1、两分子的结构式、空间构型，并标出键角。2、通过观察示意图描述碳原子的杂化过程。3、通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型。SP2 2杂化过程杂化过程SP1 1杂化过程杂化过程问1、观察示意图，描述碳原子的

7、杂化过程问2:乙烯分子中碳原子的杂化,描述各个轨道空间位置关系.乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道未参与乙烯中的在轨道杂化时，有一个轨道未参与杂化，只是的杂化，只是的s s与两个与两个p p轨道发生杂化，形成三轨道发生杂化，形成三个相同的个相同的spsp2 2杂化轨道，三个杂化轨道，三个spsp2 2杂化轨道分别指向平杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点，杂化轨道间夹角为面三角形的三个顶点，杂化轨道间夹角为120120。未未杂化杂化p p轨道垂直于轨道垂直于spsp2 2杂化轨道所在的平面。杂化轨道所在的平面。问2:乙炔分子中碳原子的杂化,描述各轨道空间位置关系乙炔中的在轨道杂化时乙炔中的在轨道

8、杂化时,有两个轨道未参与杂化有两个轨道未参与杂化,只是的只是的s与个与个p轨道发生杂化轨道发生杂化,形成个相同的形成个相同的sp杂化轨道杂化轨道,个个sp杂化轨道夹角为杂化轨道夹角为10.未杂化未杂化个个p轨道彼此垂直于轨道彼此垂直于sp1杂化轨道杂化轨道.杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道未参与杂化的价未参与杂化的价电子层轨道电子层轨道杂化后的轨杂化后的轨道及数目道及数目杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角 空间构型空间构型共价键类型共价键类型与数量与数量1个个s+1个个p1个个s+2个个p2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道180

9、0 01200 0直直 线线正三角形正三角形2个个p轨道轨道1个个p轨道轨道总结二：总结总结二：总结spsp1 1、spsp2 2杂化要点杂化要点问问3：乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型。：乙烯分子中各个键的形成过程及键的类型。两个碳原子的两个碳原子的sp2 2杂化轨道沿各自对称轴形成杂化轨道沿各自对称轴形成sp2 2-sp2 2 键，另两个键，另两个sp2 2杂化轨道分别与两个氢原杂化轨道分别与两个氢原子的子的1s轨道重叠形成两个轨道重叠形成两个sp2 2-s 键，两个键，两个pz轨道分轨道分别从侧面相互重叠，形成别从侧面相互重叠，形成P-P 键，形成乙烯分子。键，形成乙烯分子。注意：在

10、形成共价键时，优先形成“头碰头”式的 键，在此基础上才能形成“肩并肩”式的键。杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道未参与杂化的价未参与杂化的价电子层轨道电子层轨道杂化后的轨杂化后的轨道及数目道及数目杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角 空间构型空间构型共价键类型共价键类型与数量与数量1个个s+1个个p1个个s+2个个p2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道1800 01200 0直直 线线正三角形正三角形2个个p轨道轨道1个个p轨道轨道5个个键键1个个-键键总结二：总结总结二：总结spsp1 1、spsp2 2杂化要点杂化要点问问3：乙炔

11、分子中各个键的形成过程及键的类型。：乙炔分子中各个键的形成过程及键的类型。两个碳原子的两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp 键，另键，另2个个sp杂化轨道与杂化轨道与2个氢原子的个氢原子的1s轨道重叠形成轨道重叠形成2个个sp-s 键，两个键，两个p轨道分别从侧面相互重叠，形成个轨道分别从侧面相互重叠，形成个P-P 键，形成乙炔分子。键，形成乙炔分子。杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道未参与杂化的价未参与杂化的价电子层轨道电子层轨道杂化后的轨杂化后的轨道及数目道及数目杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角 空间构型空间构

12、型共价键类型共价键类型与数量与数量1个个s+1个个p1个个s+2个个p2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道1800 01200 0直直 线线正三角形正三角形2个个p轨道轨道1个个p轨道轨道3个个键键个个-键键4个个s-sp2 2键键1个个sp2 2-sp2 2键键1个个-键键总结二：总结总结二：总结spsp1 1、spsp2 2杂化要点杂化要点杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2sp3参与杂化的参与杂化的轨道轨道1个个s+1个个p1个个s+2个个p1个个s+3个个p未参与杂化的未参与杂化的价电子层轨道价电子层轨道个轨道个轨道个轨道个轨道无无杂化后的轨杂化后的轨道及

13、数目道及数目2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道4个个sp3 3杂化轨道杂化轨道杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角1800 01200 01090 0 28 空间构型空间构型直直 线线正三角形正三角形正四面体正四面体共价键类型共价键类型与数量与数量4个个s-sp3 3 键键2个个s-sp键键1个个sp1 1-sp1 1键键个个-键键4个个s-sp2 2键键1个个sp2 2-sp2 2键键1个个-键键sp型杂化总结：型杂化总结：问问4：杂化类型与杂化轨道的：杂化类型与杂化轨道的数量之间的关系。数量之间的关系。问问5：杂化轨道的数量与轨道：杂化轨道的数量与轨道构型及夹角的关系。构型

14、及夹角的关系。问问6：杂化类型与轨道构型及：杂化类型与轨道构型及夹角的关系。夹角的关系。杂化类型杂化类型spsp1 1spsp2 2sp3参与杂化的参与杂化的轨道轨道1个个s+1个个p1个个s+2个个p1个个s+3个个p未参与杂化的未参与杂化的价电子层轨道价电子层轨道个轨道个轨道个轨道个轨道无无杂化后的轨杂化后的轨道及数目道及数目2个个sp杂化轨道杂化轨道3个个sp2 2杂化轨道杂化轨道4个个sp3 3杂化轨道杂化轨道杂化轨道间杂化轨道间夹角夹角1800 01200 01090 0 28 空间构型空间构型直直 线线正三角形正三角形正四面体正四面体共价键类型共价键类型与数量与数量4个个s-sp3

15、 3 键键2个个s-sp键键1个个sp1 1-sp1 1键键个个-键键4个个s-sp2 2键键1个个sp2 2-sp2 2键键1个个-键键sp型杂化总结：型杂化总结：结论一：杂化类型与杂化轨结论一：杂化类型与杂化轨道空间构型及夹角相互对应。道空间构型及夹角相互对应。通过上述结论我们知道：“原子的杂化类型与杂化轨道空间构型及夹角相对应”。事实验证：氨气中氮原子采用sp3 3杂化，但是氨气的分子构型是三角锥形，键角为107.30 0，我们的结论与事实有矛盾，这是为什么？通过小组讨论分析氨分子的形成过程解决学案中的3个问题。【问题解决一：问题解决一：NH3分子的形成过程及空间构型分子的形成过程及空间

16、构型】问1：氮原子的杂化过程及各个杂化轨道中电子的数目。氮原子的2s和3个2p轨道采取sp3 3方式杂化，形成四个sp3 3轨道，但是有3个sp3 3轨道有1个电子，可以参与成键，剩余1个sp3 3轨道有2个电子，即有一对孤对电子，该轨道不参与成键。问3：键角为107.30 0而非109.50 0的原因。价层中的成价层中的成键电子对与孤对电子都键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道，且相互排斥，其中孤要占有杂化轨道，且相互排斥，其中孤对电子对其他电子的排斥能力较强，故对电子对其他电子的排斥能力较强，故偏离偏离109.5109.50 0，而成为而成为107.3107.30 0。3个个H原子分别以原子分别以3个个s轨道与轨道与C原子上的原子上的3个含有单电子的个含有单电子的sp3 3杂杂化轨道相互重叠后，就形成了化轨道相互重叠后，就形成了3个性质、能量和键角都完全相同的个性质、能量和键角都完全相同的s-sp3 3的的键，同时剩余一个键，同时剩余一个sp3 3轨道，其中含有一对孤对电子，形轨道，其中含有一对孤对电子，形成一个四面体构型的分子。成一个四面体构型的分子。问2：各个键的形成过程结论二：杂化轨道空间构型与“分子构型”有 区别，但“夹角”与“键角”相近，由此，我们可用键角初步判断杂化类型。