2017年高中化学 第二章 分子结构与性质 2.2 分子的立体构型(第2课时)分子的立体构型(二)新人教版选修3.doc
《2017年高中化学 第二章 分子结构与性质 2.2 分子的立体构型(第2课时)分子的立体构型(二)新人教版选修3.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2017年高中化学 第二章 分子结构与性质 2.2 分子的立体构型(第2课时)分子的立体构型(二)新人教版选修3.doc(12页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第二章 分子结构与性质 第二节 分子的立体构型第2课时 分子的立体构型(2)知识归纳一、杂化轨道理论简介1杂化轨道理论杂化轨道理论是一种价键理论,是鲍林为了解释分子的立体构型提出的。(1)轨道的杂化在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些_发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程。注意:双原子分子中不存在杂化过程。(2)杂化轨道杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道,叫做杂化原子轨道,简称杂化轨道。2杂化轨道的类型(1)sp3杂化sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化而得。sp3杂化轨道间的夹角是_,立体构型为正四面体形。如图1所示。图1CH4分子的形成过程:碳原子2s轨道中1个电子吸
2、收能量跃迁到2p空轨道上,这个过程称为激发,但此时各个轨道的能量并不完全相同。于是1个2s轨道和3个2p轨道混杂起来,形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道(其中每个杂化轨道中s成分占1/4,p成分占3/4),如图2所示。图2 CH4分子中碳原子的杂化4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥,使4个杂化轨道指向空间距离最远的正四面体的4个顶点,碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道形成4个CH 键,从而形成CH4分子。由于4个CH键完全相同,所以形成的CH4分子为正四面体形,键角是10928,如图3所示。图3(2)sp2杂化sp2杂化轨道是由1个s轨道和两个p轨道混杂而成的。sp
3、2杂化轨道间的夹角是_,呈平面三角形(如图4所示)。图4 sp2杂化BF3分子的形成过程:硼原子的电子排布式为1s22s22,硼原子的1个2s电子激发到1个空的2p轨道中,使硼原子的电子排布式为1s22s122。硼原子的2s轨道和两个2p轨道混杂成3个sp2杂化轨道,硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的各1个2p轨道重叠形成3个sp2p 键,由于3个sp2杂化轨道在同一平面上,而且夹角为120,所以BF3分子具有平面三角形结构(如图5所示)。图5 硼原子的杂化轨道和BF3分子的结构示意图(3)sp杂化sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道混杂而成的。sp杂化轨道间的夹角是180,呈_(
4、如图6所示)。图6气态BeCl2分子的形成过程:铍原子的电子排布式是1s22s2,Be的1个2s电子激发进入空的2p轨道,经过杂化形成两个sp杂化轨道,与氯原子中的3p轨道重叠形成两个spp 键。由于杂化轨道间的夹角为180,所以形成的BeCl2分子的立体构型是直线形(如图7所示)。图7 铍原子的杂化轨道和BeCl2分子的结构示意图3杂化轨道类型与分子的立体构型的关系(1)杂化轨道还能用于形成键和容纳孤电子对,当没有孤电子对时,能量相同的杂化轨道在空间彼此远离,形成的分子为对称结构;当有孤电子对时,孤电子对占据一定空间且对成键电子对产生_,形成的分子空间构型也发生变化。(2)杂化轨道与分子立体
5、构型的关系杂化方式等性杂化不等性杂化spsp2sp3sp3轨道间的夹角18012010928中心原子上的孤电子对数00012分子立体构型直线形平面三角形正四面体形三角锥形V形实例BeCl2、HgCl2BF3CH4、SiCl4NH3、PH3H2O、H2S二、配合物理论简介1配位键(1)概念:成键的两个原子或离子一方提供_ (配体),一方提供空轨道而形成的共价键,叫做配位键。(2)配体:应含有孤电子对,可以是分子,也可以是离子,如NH3、H2O、F、OH等。(3)成键条件:形成配位键的一方是能够提供孤电子对的原子,另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。(4)配位键的表示方法:A B 电子对给
6、予体 电子对接受体H3O+的结构式:+,的结构式:+。2配合物(1)概念_与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。(2)配合物的组成配合物由中心原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成,分为_,以Cu (NH3)4 SO4为例表示为:3配合物的形成对性质的影响(1)对溶解性的影响一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶解于含过量的Cl、Br、I、CN和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH。(2)颜色的改变当简单离子形成配离子时,其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象,根
7、据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN形成铁的硫氰酸根配离子,其溶液显红色。(3)稳定性增强配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键越强,配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强,因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后,就很难再与O2分子结合,血红素失去输送氧气的功能,从而导致人体CO中毒。【答案】一、1(1)能量相近的原子轨道 2(1)10928 (2)120 (3)直线形 3(1) 排斥二、1(1)孤电子对 2(1)金属离子(或原子) (2)内界和外界知
8、识重点一、杂化轨道类型的判断方法1根据杂化轨道数判断对于ABm型分子(或离子)(A为中心原子,B为配位原子),中心原子的价层电子对数(用n表示)即为其杂化轨道数。可先确定分子或离子的VSEPR模型,然后就可以确定中心原子的杂化轨道类型。若n=4,则中心原子为sp3杂化;若n=3,则中心原子为sp2杂化;若n=2,则中心原子为sp杂化。如、的n均为4,所以氯原子均采用sp3杂化(但离子的空间构型不同,从价层电子对互斥模型来看,前者为三角锥形,后者为正四面体形)。2根据杂化轨道间的夹角判断不同的杂化方式,其杂化轨道之间的夹角不同,所以可根据杂化轨道间的夹角判断分子或离子的杂化类型。(1)若杂化轨道
9、之间的夹角为10928,则分子的中心原子采用sp3杂化;(2)若杂化轨道之间的夹角为120,则分子的中心原子采用sp2杂化;(3)若杂化轨道之间的夹角为180,则分子的中心原子采用sp杂化。3取代法以中学常见的、熟悉的物质分子为基础,用其他原子或原子团取代分子中的部分原子或原子团,得到的新分子的中心原子与原分子对应的中心原子的杂化类型相同。如:(1)CH3CH=CH2分子中碳原子的杂化类型的判断,可看作乙烯基取代了甲烷分子中的一个氢原子,则甲基中碳原子为sp3杂化,也可看作甲基取代了乙烯分子中的一个氢原子,故两个不饱和碳原子均为sp2杂化;(2)(CH3)3N可看作三个甲基取代了NH3分子中的
10、三个氢原子而得,所以其分子中氮原子采用sp3杂化;(3)H2O2可看作羟基取代了H2O分子中一个氢原子,H2O2中氧原子应为sp3杂化;(4)B(OH)3可看作三个羟基取代了BF3中的氟原子,可知B(OH)3中硼原子为sp2杂化。4根据共价键类型判断从杂化轨道理论可知,原子之间成键时,未杂化轨道形成键,杂化轨道形成键。对于能够明确结构式的分子、离子,可直接用下式判断其中心原子的杂化轨道类型:杂化轨道数n=中心原子的键数+中心原子的孤电子对数(多重键中只有一个键,其余均为键)(1)SiF4分子中硅原子轨道杂化类型分析,基态硅原子有4个价电子,与4个氟原子恰好形成4个键,无未成键电子,n=4,则S
11、iF4分子中硅原子采用sp3杂化。(2)基态碳原子有4个价电子,在HCHO分子中,碳原子与2个氢原子形成2个键,与氧原子形成C=O键,C=O键中有1个键、1个键,碳原子无剩余价电子,n=3,则HCHO分子中碳原子采用sp2杂化。5等电子原理的应用等电子体具有相同的结构特征,一般来说等电子体的中心原子的杂化类型相同。对于结构模糊或复杂的分子、离子,可将其转化成熟悉的等电子体,然后进行判断。如、H2B=NH2分别与CO2、CH2=CH2互为等电子体,而CO2、CH2=CH2中心原子碳原子分别为sp、sp2杂化,则的中心原子氮原子为sp杂化,H2B=NH2的中心原子硼、氮原子均为sp2杂化。(1)杂
12、化轨道数=价层电子对数。(2)杂化轨道类型与杂化轨道数的关系:sp2、sp23、sp34。(3)CO2分子中的碳原子形成双键,但碳原子不是采用sp2杂化(易错),CO2中碳原子采用sp杂化。试判断下列分子中心原子的杂化类型:(1)NI3(2)CH3Cl(3)CO2(4)SO2【解析】n=中心原子的孤电子对数+配位原子总数(中心原子结合的原子总数)。(1)NI3中n=1+3=4,属于sp3杂化;(2)CH3Cl中n=0+4=4,属于sp3杂化;(3)CO2中n=0+2=2,属于sp杂化;(4)SO2中n=1+2=3,属于sp2杂化。【答案】(1)sp3杂化(2)sp3杂化(3)sp杂化(4)sp
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2017年高中化学 第二章 分子结构与性质 2.2 分子的立体构型第2课时分子的立体构型二新人教版选修3 2017 年高 化学 第二 分子结构 性质 分子 立体 构型 课时 新人 选修
链接地址:https://www.31doc.com/p-9232795.html