杂化轨道理论配合物理论学习教案.pptx

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1、会计学 1杂化轨道理论(lln)配合物理论(lln)第一页，共47页。探究1 杂化轨道理论研读教材(jioci)自主认知1.杂化轨道理论:相近(xin jn)相等(xingdng)相同等于形状方向增强第1页/共47页第二页，共47页。2.杂化轨道类型(lixng)及空间构型:杂化类型 sp sp2sp3参与杂化的原子轨道及数目_ _ _杂化轨道的数目 _ _ _杂化轨道的夹角 _ _ _杂化轨道的空间构型_ _ _杂化轨道示意图1个ns和1个np 1个ns和2个np 1个ns和3个np2 3 4180 120 10928直线(zhxin)形平面(pngmin)三角形 正四面体形第2页/共47页

2、第三页，共47页。杂化类型 sp sp2sp3实例 BeCl2BF3CH4分子结构示意图分子构型 _ _ _直线(zhxin)形 平面(pngmin)三角形 正四面体(zhn s min t)形第3页/共47页第四页，共47页。3.杂化轨道与共价键的类型(lixng)。杂化轨道只能形成_键或_,不能形成_键;未参与杂化的p轨道可用于形成_键。用来容纳(rngn)未参与成键的孤电子对 第4页/共47页第五页，共47页。合作(hzu)探究核心归纳第5页/共47页第六页，共47页。仔细观察上面关于碳原子的三种杂化轨道图示,回答下列问题:1.2s轨道与3p轨道能否形成杂化轨道?提示:不能。只有能量相近

3、的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与3p不在同一能级(nngj)组,能量相差较大。第6页/共47页第七页，共47页。2.原子轨道杂化后,数量和能量有什么变化?提示:杂化轨道与参与(cny)杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化轨道能量相同。第7页/共47页第八页，共47页。3.用杂化轨道理论探究CH4的中心原子的杂化类型。提示:在形成CH4分子时,碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂,形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个氢原子的1s轨道重叠成键形成甲烷(ji wn)分子,所以四个CH键是等同的。可表示为第8页/共47页

4、第九页，共47页。4.用杂化轨道理论探究NH3呈三角锥形的原因。提示:NH3分子中的氮原子价电子排布图为,1个2s轨道与3个2p轨道杂化后,形成4个sp3杂化轨道,其中3个杂化轨道中是单电子,分别与3个氢原子形成键,1个杂化轨道中是成对电子,不形成共价键。sp3杂化轨道应为正四面体构型,但由于(yuy)孤电子对不形成化学键,故NH3分子为三角锥形。第9页/共47页第十页，共47页。5.CO2和SO2都是三原子分子,为什么它们的立体构型不同?试用杂化轨道理论解释。提示:CO2分子中的中心原子碳原子采用的是sp杂化,2个杂化轨道以碳原子为中点,呈直线形分布(fnb),分别与2个氧原子的2p轨道形成

5、键,键角为180,分子呈直线形;SO2分子中的中心原子硫原子采用的是sp2杂化,3个杂化轨道以硫原子为中心,呈平面三角形分布(fnb),其中1个轨道中是孤电子对,另2个轨道中的未成对电子,分别与2个氧原子的2p轨道形成键,分子呈V形,由于孤电子对的排斥作用,使键角小于120。第10页/共47页第十一页，共47页。6.为什么CH4、NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化,但键角却分别为10928、107、105?提示:因为CH4分子的中心原子碳原子上无孤电子对,4个键伸向正四面体的4个顶点,键角为10928,NH3 分子中氮原子上有一对(y du)孤电子对,孤电子对对另外三个键产生排斥作用,使三

6、个键的键角变小,同理,H2O分子中的氧原子上有2对孤电子对,对键排斥力更大,故键角更小。第11页/共47页第十二页，共47页。【归纳总结】杂化类型的判断方法由于杂化轨道只能(zh nn)用于形成键或者用来容纳孤电子对,而两个原子之间只能(zh nn)形成一个键,故有下列关系:杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数,再由杂化轨道数判断杂化类型。例如:第12页/共47页第十三页，共47页。代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型CO20+2=2 spCH2O 0+3=3 sp2CH40+4=4 sp3SO21+2=3 sp2NH31+3=4 sp3H2O 2+2=4 sp3第13页/共47页

7、第十四页，共47页。过关小练即时应用1.(2015银川高二检测)下列说法(shuf)正确的是()A.CHCl3是正四面体形B.H2O分子中氧原子为sp2杂化,其分子几何构型为V形C.二氧化碳中碳原子为sp杂化,为直线形分子D.是三角锥形第14页/共47页第十五页，共47页。【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)分子结构与杂化类型(lixng)的联系。(2)杂化类型(lixng)中的特殊性:是否含有孤电子对。【解析】选C。根据价层电子对互斥理论可知A项CHCl3是四面体形,B项H2O分子中氧原子为sp3杂化,其分子几何构型为V形。C项二氧化碳中碳原子为sp杂化,为直线形分子,正确。D项 是

8、正四面体形。第15页/共47页第十六页，共47页。2.如下图所示是甲醛分子模型的示意图。根据该图和所学的化学键知识回答(hud)下列问题:第16页/共47页第十七页，共47页。(1)甲醛分子中碳原子轨道(gudo)杂化的方式是,做出该判断的主要理由是。(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断,其中正确的是(用序号填空)。单键双键极性键非极性键键键键和键(3)甲醛分子中CH键与CH键的夹角(填“=”“”或“”)120,出现该现象的主要原因是。第17页/共47页第十八页，共47页。【解题指南】解答本题时应注意以下3点:(1)学会从甲醛的分子结构(fn z ji u)模型判断中心原子的杂化类型;(2)清

9、楚共价键的分类标准和类型;(3)掌握价层电子对互斥理论对分子构型的判断。第18页/共47页第十九页，共47页。【解析】本题考查的是杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子的立体(lt)构型与成键的类型、键参数等知识的综合运用。(1)原子杂化轨道的类型不同,分子的空间构型也不同。由题图可知,甲醛分子的空间构型为平面三角形,所以甲醛分子中的碳原子的杂化方式是sp2杂化。(2)碳与氧的电负性不同,所以碳氧键是极性键。醛的分子中都含有羰基(C O),所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说,双键是键和键的组合。第19页/共47页第二十页，共47页。(3)由于碳氧双键中存在键,它对CH键电子对的排斥(pic

10、h)作用较强,所以甲醛分子中CH键与CH键的夹角小于120。答案:(1)sp2杂化甲醛分子的空间构型为平面三角形(2)(3)碳氧双键中存在键,它对CH键电子对的排斥(pich)作用较强 第20页/共47页第二十一页，共47页。【方法规律】判断(pndun)分子的中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断(pndun)。若杂化轨道在空间的分布为正四面体形,则分子的中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。第21页/共47页第二十二页，共47页。(2)根据杂化轨道(g

11、udo)之间的夹角判断。若杂化轨道(gudo)之间的夹角为10928,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道(gudo)之间的夹角为120,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道(gudo)之间的夹角为180,则分子的中心原子发生sp杂化。第22页/共47页第二十三页，共47页。【补偿训练(xnlin)】(2015石家庄高二检测)在乙烯分子中有5个键和1个键,它们分别是()A.sp2杂化轨道形成键,未杂化的2p轨道形成键B.sp2杂化轨道形成键,未杂化的2p轨道形成键C.CH之间是sp2杂化轨道形成键,CC之间是未杂化的2p轨道形成键D.CC之间是sp2杂化轨道形成键,CH之间是未杂化

12、的2p轨道形成键第23页/共47页第二十四页，共47页。【解析】选A。在乙烯分子中,每个碳原子的2s轨道与两个(lin)2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道,其中两个(lin)sp2杂化轨道分别与两个(lin)氢原子的1s轨道“头碰头”重叠形成CH键,另1个sp2杂化轨道形成CC键。两个(lin)碳原子未杂化的2p轨道“肩并肩”重叠形成1个键。第24页/共47页第二十五页，共47页。探究2 配合(pih)物理论研读教材自主认知1.配位键:(1)含义:成键的两个原子,一方提供_,另一方提供_,形成共价键,这类共价键称为配位键。即“电子对_ 键”,是一类特殊的共价键。孤电子对 空轨道(gudo)给予

13、(jy)-接受第25页/共47页第二十六页，共47页。(2)形成条件。一个成键原子中含有(hn yu)_。另一个成键原子或离子有_。孤电子对空轨道(gudo)第26页/共47页第二十七页，共47页。(3)表示方法。配位键可以用AB来表示,其中A是提供孤电子对的粒子,叫作给予(jy)体(也称配位原子);B具有空轨道,是接受电子的粒子,叫作接受体。第27页/共47页第二十八页，共47页。第28页/共47页第二十九页，共47页。2.配位化合物:(1)概念:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以_结合形成的化合物,简称(jinchng)配合物。配位键第29页/共47页第三十页，共47页。(2

14、)配合物形成(xngchng)举例。实验操作 实验现象 有关离子方程式滴加氨水后,试管中首先出现 _,氨水过量后沉淀逐渐_,滴加乙醇后析出_溶液颜色 _Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3蓝色沉淀(chndin)溶解(rngji)深蓝色晶体Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2、Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH-变红第30页/共47页第三十一页，共47页。合作探究核心归纳1.配位键与共价键有何异同?提示:配位键的性质和共价键相同,只是成键方式不同;配位键是一种特殊的共价键。2.已知配合物的品种超过数百万,是一个庞大的化合物家族。它们的共同特点是什么(shn me)?提示

15、:是由提供孤电子对的给予体与接受孤电子对的中心原子(接受体)以配位键结合而形成的化合物。第31页/共47页第三十二页，共47页。3.在四水合铜离子中,铜离子与水分子之间的化学键是如何(rh)形成的?该化学键如何(rh)表示?提示:在四水合铜离子中,铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子,铜离子接受水分子的孤电子对形成的,该离子可表示为。第32页/共47页第三十三页，共47页。4.把CuSO4、CuCl22H2O、CuBr2、NaCl、K2SO4、KBr溶于水后,观察现象(xinxing)并思考:哪些现象(xinxing)能够说明溶液的颜色是水合铜离子的颜色?提示:前三种物质

16、的溶液呈蓝色,而后三种物质的水溶液均为无色,这说明溶液的蓝色是铜盐特有的,而硫酸铜呈白色,这说明溶液的蓝色不是由铜离子引起的,而是由铜离子和水生成的新物质引起的。第33页/共47页第三十四页，共47页。5.实验室配制银氨溶液时,向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,为什么?提示:因为氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中,会形成AgOH白色沉淀,当氨水过量(guling)时,NH3分子与Ag+形成Ag(NH3)2+配离子,配离子很稳定,会使AgOH逐渐溶解,反应过程如下Ag+NH3H2O=AgOH+,AgOH+2NH3=Ag(NH3)2+OH-第34页/共47页第三十五页，共

17、47页。【归纳总结】配位键对分子构型的影响配位键的形成对分子构型的影响:若分子中含有孤电子对,则容易(rngy)与含有空轨道的原子或离子形成配位键,随着配位键的形成,相应的分子空间构型也发生变化。第35页/共47页第三十六页，共47页。(1)由于中心原子(ABn型分子)上的孤电子对也占据原子周围的空间,并参与相互排斥,这就使得价层电子对(包括键电子对和孤电子对)的空间构型与分子(原子的空间排布)的空间构型不同,但是判断分子的空间构型必须根据(gnj)价层电子对的空间构型,如在H2O分子中有两个键和2对孤电子对,由于排斥作用使这四对价层电子对呈四面体形排布,因此水分子中两个H与O的空间结构为“V

18、”形,即水分子的空间结构为“V”形。第36页/共47页第三十七页，共47页。(2)当孤电子对形成配位键时,价层电子对的空间构型没变化,但由于原子数增多,故分子(fnz)(或离子)的结构也相应的变化。如H3O+中由于多一个H+,使H3O+的空间构型呈三角锥形而与H2O的构型不同。第37页/共47页第三十八页，共47页。过关小练即时应用1.下列各种说法中错误的是()A.形成配位键的条件是一方有空轨道(gudo),一方有孤电子对B.配位键是一种特殊的共价键C.配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子D.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子第38页/共47页第三十九页，共47页。【解题指南】解

19、答本题时要注意以下两点:(1)配位键的性质;(2)配位键的形成条件。【解析(ji x)】选D。配位键是一方提供孤电子对,一方提供空轨道形成的一种特殊共价键,配体可以是分子,也可以是阴离子。第39页/共47页第四十页，共47页。2.向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水(n shu),首先形成难溶物,继续滴加氨水(n shu),难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,下列对此现象说法正确的是()A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子Cu(NH3)42+C.向反应后的溶液中加入乙醇,溶液将不会发生变化,因为Cu(NH3)42+不会与乙醇发生反应D.在C

20、u(NH3)42+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道第40页/共47页第四十一页，共47页。【解析】选B。CuSO4溶液中加入过量氨水发生(fshng)的变化:CuSO4+2NH3H2O=Cu(OH)2+(NH4)2SO4;Cu(OH)2+2NH3H2O+(NH4)2SO4=Cu(NH3)4SO4+4H2O,反应的总离子方程式为Cu2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+4H2O,故A错,B对;由于硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,故加入乙醇会产生沉淀,C错;在Cu(NH3)42+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,D错。第41页/共47页第四十二页，共47页。

21、【互动探究】(1)若改变题干中的试剂滴加顺序,将会观察到什么现象?提示:改变条件即向氨水中滴加硫酸铜溶液,则出现蓝色沉淀,并立即溶解,最终(zu zhn)形成深蓝色溶液。(2)画出B项中配合物中的配位键。提示:第42页/共47页第四十三页，共47页。【补偿训练】1.过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=。CO与N2结构相似,CO分子内键与键个数之比为。【解析】由题意(t y)知:中心原子Ni的价电子数为10,而每个CO提供电子数为2,故n=4;CO与N2分子中都存在三键,故键与键个数比为1 2。答案:41 2第43页/共47页第四十四页，共47页。2

22、.配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是()A.CuSO4溶液(rngy)呈天蓝色是因为含有Cu(H2O)42+B.魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液(rngy)来代替血液C.Ag(NH3)2+是化学镀银的有效成分D.除去硝酸银溶液(rngy)中的Cu2+,可向其中逐滴加入氨水第44页/共47页第四十五页，共47页。【解析】选D。CuSO4溶液呈天蓝色是因为生成了铜的水合离子Cu(H2O)42+,故A正确;硫氰化铁配离子的溶液呈红色,所以魔术表演中常用(chn yn)一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液,故B正确;葡萄糖能与银氨溶液中的Ag(NH3)2+反应生成单质银,所以Ag(NH3)2+是化学镀银的有效成分,故C正确;Cu2+与过量的氨水反应生成可溶性Cu(NH3)4(OH)2,不能除去硝酸银溶液中的Cu2+,故D错误。第45页/共47页第四十六页，共47页。第46页/共47页第四十七页，共47页。