1、關于共價鍵與分子的空間構型第1頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 碳原子只有兩個未成對的2p電子，若碳原子與氫原子結合，應形成CH2，為什么是CH4?就算碳原子價電子: 2S22P2思考 碳原子與四個氫原子形成的分子也不應當具有規則的正四面體結構？第2頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四1.雜化軌道理論簡介2s2pC的基態2s2p激發態正四面體形sp3 雜化態激發 當碳原子與4個氫原子形成甲烷分子時，能量相等，成分相同為了解決這一矛盾，鮑林提出:為了四個雜化軌道在空間盡可能遠離，使軌道間的排斥最小，能量最低，4個雜化軌道的伸展方向分別指向正四面體的四個

2、頂點。第3頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四CHHHH10928 雜化軌道的電子云一頭大，一頭小，成鍵時利用大的一頭，可以使電子云重疊程度更大，從而形成穩定的化學鍵。即雜化軌道增強了成鍵能力。 第4頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四sp3 雜化 原子形成分子時，同一個原子中能量相近的1個 ns 軌道與3個 np 軌道進行重新組合組成四個新的原子軌道稱為 sp3 雜化軌道。 由于每個軌道中都含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為 sp3雜化軌道。第5頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四【應用提高】試用雜

3、化軌道理論解釋為什么SiF4空間構型為正四面體，鍵角為109.5。第6頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四sp2 雜化 同一個原子的1個 ns 軌道與2個 np 軌道進行雜化組合為 sp2 雜化軌道。sp2 雜化軌道間的夾角是120，分子的幾何構型為平面正三角形。2s2pB的基態2p2s激發態正三角形sp2 雜化態BF3分子形成BFFF激發120 由于每個雜化軌道中都含有1/3的s軌道成分和2/3的p軌道成分，因此我們把這種軌道稱之為sp2雜化軌道。第7頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 同一原子中 ns-np 雜化成新軌道：一個 s 軌道和一個 p

4、軌道雜化組合成兩個新的 sp 雜化軌道。BeCl2分子形成激發2s2pBe基態2s2p激發態雜化sp雜化態化合態Cl Be Cl180sp 雜化第8頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四雜化類型雜化軌道數目雜化軌道間夾角空間構型實例雜化軌道理論sp sp2 sp3 平面三角形2小結180直線BeCl23120BF34109.50正四面體形CH4第9頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 閱讀P41：乙烯與乙炔分子的空間構型，思考碳原子的雜化軌道類型和成鍵類型。乙烯： 5個鍵，1個鍵乙炔： 3個鍵，2個鍵分子碳原子的雜化類型分子的空間構型C2H4C2H2成鍵情

5、況：sp2平面形sp直線形第10頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四雜化軌道理論解釋乙烯分子的結構：C為sp2雜化，有一個2p軌道未參與雜化， 2s軌道與另外兩個2p軌道發生雜化，形成三個相同的sp2雜化軌道。三個sp2雜化軌道分別指向平面三角形的三個頂點。C- C (p-p)鍵 C-C (sp2-sp2 ) 鍵; C-H(sp2-s ) 鍵2p2s雜化第11頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四C為sp雜化，有兩個2p軌道未參與雜化，只是2s軌道與一個2p軌道發生雜化，形成兩個相同的sp雜化軌道。兩個sp雜化軌道在空間是直線型分布。雜化軌道理論解釋乙炔分

6、子的結構：C-C(p-p)鍵 C-C (sp-sp ) 鍵; C-H (sp-s ) 鍵2s2p雜化第12頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 氮原子的價電子排布式為2s22p3，三個2p軌道各有一個未成對電子，可分別與一個H原子的1s電子形成一個鍵，不須雜化。但實事是：N形成了四個sp3雜化軌道，且鍵角是107.30，空間構型為三角錐形，怎么解釋？交流研討第13頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 在形成氨氣時，N 的2s軌道和2p 軌道發生了sp3雜化，形成四個sp3 雜化軌道，成正四面體型。其中三個sp3雜化軌道中各有一個未成對電子，另一個sp3

7、雜化軌道已有兩個電子（孤對電子），不再成鍵。 化合時，N的sp3 雜化軌道與H 的1s 軌道重疊，形成三個鍵。由于孤對電子的電子云密集在N 的周圍，對三個成鍵的電子對有比較大的排斥作用，使 N-H 鍵之間的鍵角被壓縮，因此 NH3 的空間構型為三角錐形。第14頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四第15頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四第二課時第16頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四【學習目標】能夠用雜化軌道理論解釋一些典型分子的立體構型。能夠用價層電子對互斥理論判斷分子的空間構型【學習重點】能利用價層電子對互斥理論判斷分子的構型。

8、第17頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四2苯分子的空間結構C6H6第18頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四【合作探究】苯分子中存在著怎樣的化學鍵導致苯不能使酸性高錳酸鉀溶液或溴的四氯化碳溶液褪色？苯的分子構型、鍵角？苯分子中碳原子如何雜化？ 碳碳間，碳氫間是如何成鍵的？每個碳原子剩余的一個未參與雜化的p軌道，可不可以兩兩之間形成鍵?如何成鍵？ 為什么？第19頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四雜化軌道理論解釋苯分子的結構：C為sp2雜化所有原子（12個）處于同一平面分子中6個碳原子未雜化的2p軌道上的未成對電子肩并肩重疊形成了一個

9、閉合的、環狀的大鍵形成的電子云像兩個連續的面包圈，一個位于平面上面，一個位于平面下面，經能量計算，這是一個很穩定的體系。 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )第20頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 總結：如何判斷一個化合物的中心原子的雜化類型？一看 分子的空間構型，如果是直線型，則是sp雜化；如果是平面三角形，則是sp2雜化；如果是正四面體型，則是sp3雜化。 二看 中心碳原子有沒有形成雙鍵或叁鍵，如果有1個叁鍵，則其中有2個是鍵，用去了2個p軌道，所以形成的是sp雜化；如果有1個雙鍵則其中有1個鍵，用去了1個p軌道，所以形成的是sp2雜化；如果全

10、部是單鍵，則形成的是sp3雜化。第21頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 對ABm型分子或離子（A是中心原子，B是配位原子），中心原子A價層電子對（包括成鍵電子對和孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠的對稱位置上，以使各原子之間斥力最小，分子體系能量最低。價層電子對互斥理論3、確定分子空間構型的簡易方法：第22頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四2 電子對數目與立體 結構435 6 電子對數目與立體 結構第23頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四一個分子或離子中的價層電子對在空間的分布（即含孤對電子的VSEPR模型

11、） 2 3 4 5 6 直線形 平面三角形 正四面體 三角雙錐體 正八面體第24頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 利用價層電子對互斥理論預測分子或離子的空間構型： m+n（配位原子數m 中心原子的孤對電子對n) 中心原子的孤電子對數n=P44頁 例：SO42- 孤電子對數 n=(6+2-24)/2=0 配位原子數m=4 m+n=4 sp3雜化 正四面體形SO3 n=(6-23)/2=0 m=3 m+n=3 sp2雜化 平面正三角形第25頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四請判斷下列分子價電子對數、中心原子雜化軌道類型以及分子的空間構型。分子BeCl2

12、BF3CH4CO2NH3H2Om+n雜化軌道類型空間構型2+03+04+02+03+12+2spsp2sp3spsp3sp3平面三角形直線形正四面體形直線形三角錐形V形第26頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四H2SCHCl3SO3SO2CHCl3PCl3NO3-SO42-配位原子數(m)孤電子對數(n)中心原子雜化類型分子空間構型【學以致用】 22SP3V型40SP3四面體型30SP2正三角形21SP2V型40SP3四面體型31SP3三角錐形30SP2正三角形40SP3正四面體型第27頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四1.下列物質中分子立體結構與水分

13、子相似的是 ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl42.下列分子立體結構其中屬于直線型分子的是 AH2O BCO2 CC2H2 DP4 B BC 第28頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四3.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤對電子，運用價層電子對互斥模型，下列說法正確的（ ）A.若n=2，則分子的立體構型為V形 B.若n=3，則分子的立體構型為三角錐形 C.若n=4，則分子的立體構型為正四面體形 D.以上說法都不正確課堂練習C第29頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四分子或離子配位原子數孤電子對數雜化方式VSEPR模型名稱分子或離

14、子立方體構型H2O NH2NH3 H3O+CH4NH4+SiCl4SO42PO43CHCl3 第30頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四分子或離子配位原子數孤電子對數雜化方式VSEPR模型名稱分子或離子立方體構型H2O22SP3正四面體V形NH222SP3正四面體V形NH331SP3正四面體三角錐形H3O+31SP3正四面體三角錐形CH440SP3正四面體正四面體形NH4+40SP3正四面體正四面體形SiCl440SP3正四面體正四面體形SO4240SP3正四面體正四面體形PO4340SP3正四面體正四面體形CHCl340SP3正四面體四面體形第31頁，共63頁，2022年

15、，5月20日，10點7分，星期四分子或離子配位原子數孤電子對數雜化方式VSEPR模型名稱分子或離子立方體構型SO2 BF3 SO3CO32NO3NO2CO2 BeCl2HCN 第32頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四分子或離子配位原子數孤電子對數雜化方式VSEPR模型名稱分子或離子立方體構型SO221SP2平面三角形V形BF3 30SP2平面三角形平面三角形SO330SP2平面三角形平面三角形CO3230SP2平面三角形平面三角形NO330SP2平面三角形平面三角形NO221SP2平面三角形V形CO220SP直線形直線形 BeCl220SP直線形直線形HCN20SP直線形

16、直線形第33頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 化學通式相同且價電子總數相等的分子或離子稱為等電子體。它們具有相同的空間構型和相同的化學鍵類型。 如：SiCl4、SiO44-與SO42- 具有相同價電子總數和相同原子數的分子或離子也是等電子體。如：CO與N2等電子體原理第34頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四具有相同的通式ABm，而且價電子總數和原子數目相等的分子或離子具有相同的結構特征,這個原理稱為“等電子體原理”。這里的“結構特征”的概念既包括分子的立體結構，又包括化學鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180或90等特定的角度。（1）CO2

17、、CNS、NO2+、N3具有相同的通式AX2，價電子總數16，具有相同的結構直線型分子，中心原子上沒有孤對電子而取sp雜化軌道，形成直線形，鍵角為180。第35頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四（2）CO32、NO3、SO3等離子或分子具有相同的通式AX3,總價電子數24，有相同的結構平面三角形分子,中心原子上沒有孤對電子而取sp2雜化軌道形成分子。（3）SO2、O3、NO2等離子或分子，通式AX2，18電子結構，中心原子取sp2雜化形式，VSEPR理想模型為平面三角形，中心原子上有1對孤對電子，分子立體結構為V型。第36頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，

18、星期四（4）SO42、PO43等離子具有AX4的通式,總價電子數32，配位原子有4個 ，無孤對電子，故取sp3雜化形式，呈正四面體立體結構； （5）PO33、SO32、ClO3等離子具有AX3的通式，總價電子數26，配位原子有4個 ，無孤對電子，中心原子采取sp3雜化形式，分子立體結構為三角錐體第37頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四指出下列結構相似的微粒，并觀察它們的原子數和價電子總數有何異同。 SO2 、O3 、 NO2 PO43 、 SO42- N3 、 N2O CH4 、 NH4+ SO32- 、 PO33-第38頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，

19、星期四 練習 根據等電子原理，判斷下列各組分子屬于等電子體的是（ ） A. H2O、H2S B. HF、NH3 C. CO、CO2 D. NO2、SO2A第39頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 (04年江蘇) 1919年，Langmuir提出等電子原理：原子數相同、電子總數相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。 (1)根據上述原理，僅由第2周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是： 和 ； 和 。CO N2Li Be B C N O F NeCO2 N2O第40頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四第三課時第41頁，共63頁，

20、2022年，5月20日，10點7分，星期四1.手性分子左手和右手不能重疊 左右手互為鏡像二、分子的空間構型與分子性質 第42頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四第43頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四手性異構體和手性分子 概念：如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對分子互稱手性異構體。有手性異構體的分子稱為手性分子。 條件：當四個不同的原子或基團連接在碳原子上時，形成的化合物存在手性異構體。其中，連接四個不同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。第44頁，共63頁，2022年，5月20日

21、，10點7分，星期四1下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH CH2OHCH2OHOHB課堂練習第45頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有2個“手性”碳原子的是( )B第46頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四【實驗探究】 在滴定管中加入四氯化碳打開活塞讓四氯化碳緩緩流下；將用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近液流，觀察液流方向是否發生變

22、化；再改用水做實驗，觀察液流方向。第47頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四【問題】1、液流方向說明了什么問題？為什么？2、分子的極性如何判定？3、由非極性鍵形成的分子中，正電荷的中心和負電荷的中心怎樣分布？是否重合？4、由極性鍵形成的分子中，怎樣找正電荷的中心和負電荷的中心？第48頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四ClClCO2BF3CH4第49頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四 分子的空間構型是否對稱，與共價鍵極性、非極性有何關系？以共價鍵結合的分子是否也有極性、非極性之分呢？分子的極性又是根據什么來判定呢？思考第50頁，共6

23、3頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四ClCl共用電子對ClCl2個Cl原子吸引電子的能力相同，共用電子對不偏向任何一個原子，整個分子的電荷分布均勻，為非極性分子只含有非極性鍵的雙原子分子因為共用電子對無偏向，分子是非極性分子第51頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四HCl共用電子對HClHCl分子中，共用電子對偏向Cl原子，Cl原子一端相對地顯負電性，H原子一端相對地顯正電性，整個分子的電荷分布不均勻，為極性分子+-以極性鍵結合的雙原子分子為極性分子第52頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四非極性分子：極性分子： 正電荷重心和負電荷重心不相重

24、合的分子 正電荷重心和負電荷重心相重合的分子3.分子的極性第53頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四分子極性的判斷方法1.雙原子分子取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性2.多原子分子(ABm型)取決于分子的空間構型第54頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四C=O鍵是極性鍵，但從分子總體而言CO2是直線型分子，兩個C=O鍵是對稱排列的，兩鍵的極性互相抵消（ F合=0），整個分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子。180F1F2F合=0OOC第55頁，共63頁，2022年，5月20日，10點7分，星期四HOH10430F1F2F合0O-H鍵是極性鍵，共用電子對偏O原子，由于分子是V形構型，兩個O-H鍵的