人教版高中化学选修三《分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论》教学课件.ppt

1、第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第第1课时课时 形形色色的分子、形形色色的分子、价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件O2HCl（1 1）双原子分子（直线型）双原子分子（直线型）一、形形色色的分子一、形形色色的分子C2H2CH2ONH3P4（2 2）四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、）四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）三角锥形、正四面体）（3 3）五原子分子立体结构）五原子分子立体结构最常见的是正四面体最

2、常见的是正四面体CH4（4 4）其它：）其它：CH3CH2OHCH3COOHC6H6人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件C60C20C40C70人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件2.思考同为三原子分子，思考同为三原

3、子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间分子的空间结构却不同，什么原因？结构却不同，什么原因？直线形直线形V形形活动一：活动一：1.写出写出CO2 和和 H2O 的电子式、结构式，预测它们的电子式、结构式，预测它们的空间结构。的空间结构。人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件二、价层电子对互斥理论（二、价层电子对互斥理论（VSEPR theroy）中心原子上的电子对中心原子上的电子对 = 键键电子对电子对 + 孤电子对孤电子对（未参与形成共价键的电子对）（未参与形成共价键的电子对）

4、孤电子对孤电子对 = 1/2（a - xb）a：中心原子的价电子数：中心原子的价电子数 主族元素：主族元素：最外层电子数最外层电子数 阳离子：最外层电子数阳离子：最外层电子数 - 离子电荷数离子电荷数 阴离子：最外层电子数阴离子：最外层电子数 + 离子电荷数离子电荷数x：与中心原子结合的原子数：与中心原子结合的原子数b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（1）价层电子对）价层电子对人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件活动二：活动二：算出

5、算出SO2、NH3、NH4+、SO32-的孤电子对数和价的孤电子对数和价层电子对数。层电子对数。分子或分子或离子离子中心中心原子原子axb孤电子孤电子对数对数键电子键电子对数对数价层电价层电子对数子对数SO2NH3NH4+SO32-S622123N531134N441044S832134人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件（2）VSEPR模型：模型：价层电子对间相互排斥，使得价层电子对尽量相互远价层电子对间相互排斥，使得价层电子对尽量相互远离，斥力最小时，结构最稳定，形成分子的立

6、体结构。离，斥力最小时，结构最稳定，形成分子的立体结构。2 2 3 3 4 4 直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体正四面体 5 5 6 6 三角双锥体三角双锥体 正八面体正八面体键电键电子对数子对数孤电子孤电子对数对数价层电价层电子对数子对数VSEPR模型模型分子分子构型构型分子构型分子构型BF3CH2ONH4+SO32-3三角形三角形三角形三角形303三角形三角形三角形三角形304四面体四面体四面体四面体403三角锥三角锥四面体四面体41活动三：活动三：确定下列分子的空间构型并总结方法确定下列分子的空间构型并总结方法计算孤电子对数，确定价层电子对数计算孤电子对数，确定价层电子对数根

7、据价层电子对数确定根据价层电子对数确定VSEPR模型模型略去孤电子对，得到分子实际构型略去孤电子对，得到分子实际构型总结：总结：价电子对数为价电子对数为3、4的各种可能的空间构型的各种可能的空间构型价层电价层电子对数子对数VSEPRVSEPR模型模型VSEPRVSEPR模模型型键电键电子对数子对数孤电子孤电子对数对数分子构型分子构型 分子构型分子构型3 34 4三角形三角形四面体四面体3021403122三角形三角形V形形四面体四面体三角锥三角锥V形形分子或离子分子或离子结构式结构式VSEPR模型模型分子或离子的立体结构分子或离子的立体结构HCNNH4 +H3O+SO2 BF3N HHHH+H

8、 C NBFF FS = =O= = OOHHH+按照我们已经学过的价键理论，甲烷的按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4 4个个C-HC-H单键单键都应该是都应该是键键，然而，碳原子的，然而，碳原子的4 4个价层原子轨道个价层原子轨道是是3 3个相互垂直的个相互垂直的2p2p轨道和轨道和1 1个球形的个球形的2s2s轨道，用它轨道，用它们跟们跟4 4个氢原子的个氢原子的1s1s原子轨道重叠，原子轨道重叠，不可能得到四不可能得到四面体构型的甲烷分子面体构型的甲烷分子。杂化轨道理论：杂化轨道理论：1.1.在形成分子时，每一原子中在形成分子时，每一原子中的的“轨道轨道”会会发生重组发生重组，形成新的

9、原子轨道，这个过程称，形成新的原子轨道，这个过程称“杂化杂化”，新的原子轨道称新的原子轨道称“杂化轨道杂化轨道”。2.2.杂化前后原子杂化前后原子“轨道轨道”总数不变总数不变，但能量趋于平均，但能量趋于平均化，化，“杂化轨道杂化轨道”的对称性更高，的对称性更高，杂化后轨道伸展方杂化后轨道伸展方向，形状发生改变向，形状发生改变，更有利于成键。，更有利于成键。3.3.杂化轨道只用于形成杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子键或者用来容纳孤对电子为了补充了价键理论的不足，鲍林为了补充了价键理论的不足，鲍林(Pauling)(Pauling)在价键理在价键理论基础上提出了论基础上提出了“杂化杂化”假

10、设。假设。s2p2p2s2杂化3spsp3CHCH4 4分子（分子（spsp3 3杂化）杂化）人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件激发（1）sp3杂化杂化人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件（2）sp2杂化杂化一个一个s s轨道与两个轨道与两个p p轨道杂化，得三个轨道杂化，得三个spsp2 2杂化轨道，杂化轨道，每个杂化轨道的每个杂化轨道的s s成分为成分为1/3

11、1/3，p p成分为成分为2/32/3，三个杂化，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成轨道在空间分布是在同一平面上，互成120120例：例：BFBF3 3中中B B的电子构型的电子构型:1s:1s2 22s2s2 22p2p1 1sp2杂化杂化+人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件BF3分子的形成分子的形成： F 3F + B B F F120（平面三角形）（平面三角形）人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立

12、体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件C2H4(sp2杂化）杂化）人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件HCHCHH=HCHHCH键HCHOHCHO键 人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件（3）sp杂化杂化同

13、一原子中同一原子中1 1个个s s轨道与轨道与1 1个个p p轨道杂化形成轨道杂化形成2 2个个spsp杂化轨道。每个杂化轨道的杂化轨道。每个杂化轨道的s s成分为成分为1/21/2，p p成分为成分为1/21/2，杂化轨道之间的夹角为，杂化轨道之间的夹角为180180度。度。例：例：4 4BeBe2s2s2p2pspsp杂化杂化spsp2p2p两个两个spsp杂化轨道杂化轨道其他例子：其他例子： COCO2 2、HCCHHCCH人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件ClClBe

14、BeCl2人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件2P2S激发杂化2PSPCCHH0.120nm0.106nm1801 1）spsp杂化杂化 乙炔中的碳原子为乙炔中的碳原子为spsp杂化杂化，分子呈，分子呈直线构型直线构型。两个碳原子的两个碳原子的spsp杂化轨道沿各自对称轴形成杂化轨道沿各自对称轴形成C CC C 键键，另两个，另两

15、个spsp杂化轨道分别与两个氢原子的杂化轨道分别与两个氢原子的1s1s轨道重轨道重叠形成两个叠形成两个C CH H 键键，两个，两个p py y轨道和两个轨道和两个p pz z轨道分别轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的C CC C 键，形键，形成乙炔分子。成乙炔分子。 2 2）空间结构是直线型：）空间结构是直线型： 三个三个键在一条直线上。键在一条直线上。 CO2O： 1S22S2 2P4O C O C：1S22S2 2P2激发激发C：1S22S1 2P3SP杂化杂化 小结：小结：s-p型的三种杂化比较型的三种杂化比较杂化类型杂化类型spspSpSp2

16、 2spsp3 3参与杂化的参与杂化的原子轨道原子轨道1 1个个 s + 1s + 1个个p p1 1个个s + 2s + 2个个p p1 1个个s + 3s + 3个个p p杂杂 化化 轨轨 道道 数数2 2个个spsp杂化轨杂化轨道道3 3个个spsp2 2杂化杂化轨道轨道4 4个个spsp3 3杂化杂化轨道轨道杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角1801800 01201200 01091090 0 2828空空 间间 构构 型型直直 线线正三角形正三角形正四面体正四面体实实 例例BeClBeCl2 2 , , C C2 2H H2 2BF3 , C2H4CH4 , CCl4杂化轨道数杂化轨道数

17、=中心原子孤电子对数中心原子孤电子对数中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数代表物代表物 杂化轨道数杂化轨道数 杂化轨道类型杂化轨道类型 分子结构分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色无色无色无色配合物理论简介配合物理论简介：结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四四水合铜离子水合铜离子，可表示为，可表示为Cu(H2O) 42+。在。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电原子提供孤对电子子对给予铜离子（对给予铜离子（

18、铜离子提供空轨道铜离子提供空轨道），），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类类“电子对给予电子对给予接受键接受键”被称为配位键。被称为配位键。Cu OH2H2OH2OH2O2+Cu(H2O)42+平面正方形结构平面正方形结构1、配位键配位键：共用电子对由一个原子单方面提供给另：共用电子对由一个原子单方面提供给另一个原子共用所形成的共价键叫配位键。是一种特殊一个原子共用所形成的共价键叫配位键。是一种特殊的的共价键共价键。2 2、配位化合物配位化合物：中心离子（或原子）：中心离子（或原子） 与配位体与配位体( (某些分子或离子某些分子或离子) ) 以配位键的形

19、式结合而成的化以配位键的形式结合而成的化合物。合物。Cu OH2H2OH2OH2O2+可用可用AB表示表示A表示提供孤对电子的原子，叫电表示提供孤对电子的原子，叫电子给予体或配体，常为子给予体或配体，常为N、O、P、S、卤素的原子或离子、卤素的原子或离子B表示接受电子的原子，叫接受体，表示接受电子的原子，叫接受体，一般为一般为过渡金属过渡金属形成配位键的形成配位键的条件条件：一个原子提：一个原子提供孤对电子，另一原子提供空轨道供孤对电子，另一原子提供空轨道3.3.配位键的表示方法配位键的表示方法A AB BHOHHCu Cu H H2 2O OH H2 2O OH H2 2O OOHOH2 2

20、2+请你写出请你写出NHNH4 4+ +的配位键的表示法？的配位键的表示法？人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件人教版高中化学选修三分子的立体结构形形色色的分子、价层电子对互斥理论教学课件CuSO45H2O是配合物是配合物向硫酸铜水溶液中向硫酸铜水溶液中加入氨水加入氨水蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色的透明溶液深蓝色的透明溶液实验实验2-2现现 象象向硫酸铜水溶向硫酸铜水溶液中加入氨水液中加入氨水继续加入氨水继续加入氨水加入乙醇加入乙醇深蓝色的晶体深蓝色的晶体产生现象的原因：产生现象的原因：CuCu2+2+2NH+2NH3 3H H2 2O=Cu(OH)O=Cu(

21、OH)2 2+2NH+2NH4 4+ +Cu(OH)Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3=Cu(NH=Cu(NH3 3) )4 4 2+2+2OH+2OH- -深蓝色的晶体深蓝色的晶体: Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 SOSO4 4H H2 2O OCu(NHCu(NH3 3) )4 4 2+2+离子离子NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3H H3 3N NCuCu2+2+实验实验2-3在盛有氯化铁溶液（或任何含在盛有氯化铁溶液（或任何含有的有的Fe3+溶液）的试管中滴加溶液）的试管中滴加硫氰化钾（硫氰化钾（KSCN）溶液）溶液现象：生成血红色溶液现象：生成血红色溶液原因：

22、生成原因：生成Fe(SCN)n3-n(n=16)作用：检验或鉴定作用：检验或鉴定Fe3+，用于，用于电影特技和魔术表演电影特技和魔术表演4. 4.配合物的命名配合物的命名: : 内界命名顺序：自右向左内界命名顺序：自右向左 配位体数（即配位体右下角的数字）配位体数（即配位体右下角的数字）配位体名称配位体名称“合合”字或字或“络络”字字中中心离子的名称心离子的名称中心离子的化合价。中心离子的化合价。Zn(NH3)2SO4内界名称为：内界名称为： ，K3Fe(CN)6内界名称为内界名称为 ， Zn(NH3)4Cl2 命名为命名为 ，K3Fe(CN)6命名为命名为 ，Cu(NH3)4SO4命名为命名为 ， Ag(NH3)2OH命名为命名为 。二氨合锌离子二氨合锌离子六氰合铁离子六氰合铁离子二氯化四氨合锌二氯化四氨合锌()()六氰合铁六氰合铁()()化钾化钾硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()()氢氧化二氨合银（氢氧化二氨合银（）