1、第2节共价键与分子的空间结构第1课时分子空间结构的理论分析课前自主学习学习任务一分子空间结构的理论分析任务驱动:为什么CH4是正四面体结构的分子,C2H4是平面形分子?1.杂化轨道理论(1)定义:在外界条件影响下,原子内部能量_的原子轨道重新组合成新的原子轨道的过程叫作原子轨道的杂化,组合后形成的一组新的原子轨道,叫作_,简称杂化轨道。(2)特征:杂化轨道在角度分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更_,从而使它在与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度更大,形成的共价键更_。有多少个原子轨道参加杂化,就形成_个杂化轨道。相近杂化原子轨道集中牢固多少【想一想】(1)是否任意能级的s轨道和p轨道都可以
2、形成杂化轨道?提示:否。只有能量相近的s轨道和p轨道才可以发生杂化,形成杂化轨道。(2)原子轨道杂化后,数量和能量有什么变化?提示:杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同,ns轨道与np轨道的能量不同,杂化后,形成的一组新的杂化轨道能量相同。2.甲烷中碳原子的杂化类型(1)甲烷分子的空间构型分子式空间结构填充模型球棍模型CH4(2)碳原子的杂化类型3.杂化轨道的类型【想一想】乙烯分子中的碳原子上的价电子全部参与杂化吗?其中心原子的杂化类型是什么?提示:乙烯分子中的碳原子采取sp2杂化,两个碳原子各用1个sp2杂化轨道上的电子相互配对,形成1个键,每个碳原子的另外两个sp2杂化轨道上的
3、电子分别与两个氢原子的1s轨道上的电子配对形成1个键,每个碳上剩余的1个未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”方式重叠形成键。【做一做】指出下列原子的杂化轨道类型及分子的空间构型:(1)CO2中的C采取_杂化,空间构型为_;(2)SiF4中的Si采取_杂化,空间构型为_;(3)BCl3中的B采取_杂化,空间构型为_;(4)PH3中的P采取_杂化,空间构型为_;(5)中的N采取_杂化,空间构型为_。答案:(1)sp直线形(2)sp3正四面体形(3)sp2平面三角形(4)sp3三角锥形(5)sp2角形2NO学习任务二苯分子的空间构型任务驱动:苯分子是平面正六边形,键角是120,试用杂化轨道理论进行解释。
4、1.苯的空间构型2.苯分子中的大键:六个碳原子上各有一个未参与杂化的垂直于碳环平面的_轨道,这六个轨道以“_”的方式形成含有六个电子、属于六个碳原子的_。2p肩并肩大键学习任务三价电子对互斥理论与等电子原理任务驱动:中心原子同是sp3杂化的CH4是正四面体形分子,为什么H2O分子呈角型,NH3分子呈三角锥形?1.价电子对互斥理论(1)基本观点:分子中的中心原子的价电子对_和_由于_作用,尽可能趋向于彼此_。成键电子对孤电子对相互排斥远离(2)空间构型(n个成键电子对全部是成单键的电子对且没有孤电子对):(3)若中心原子没有孤电子对,为使价电子对之间的斥力最小,使分子的结构尽可能采取_的结构。2
5、.等电子原理(1)内容:化学通式相同且_相等的分子或离子具有相同的_和相同的_等结构特征。(2)应用判断一些简单分子或离子的_。对称价电子总数空间结构化学键类型空间结构【想一想】等电子体在判断空间构型上的应用:(1)、等离子具有_通式,价电子总数为32,中心原子采取_杂化,呈_空间结构。(2)、等离子具有_通式,价电子总数为26,中心原子采取_杂化,由于存在_,分子空间构型呈_。AX4sp3四面体形AX3sp3孤电子对三角锥形24SO34PO23SO3ClO【做一做】用价电子对互斥理论判断下列分子或离子的价电子对空间构型及分子的空间构型:课堂合作探究杂化类型sp轨道组成一个ns和一个np轨道夹角180杂化轨道示意图实例BeCl2分子结构示意图分子构型直线形杂化类型sp2轨道组成一个ns和两个np轨道夹角120杂化轨道示意图实例BF3分子结构示意图分子构型平面三角形杂化类型sp3轨道组成一个ns和三个np轨道夹角10928杂化轨道示意图实例CH4分子结构示意图分子构型正四面体形价电子对数目234中心原子杂化方式spsp2sp3课堂素养达标本课结束本课结束
