2-2-1 共价键与分子的立体结构
第二节 分子的立体结构
BeCl2的成键情况
2p 2p
2p
sp杂化
Be：
2s
激发 2s
sp
Cl
Be
Cl
Cl
我们知道乙炔的结构式为
Be
Cl
乙炔的结构式：
H
C
C
H
每个碳原子的另一个 sp轨道则各与一个氢原子的 1s轨道重叠形成一个 sp-s б 键 p轨道则与另一个碳原子的两个未 杂化的 p以肩并肩的形式重叠形成两个 πsp-sp 键。б 键，每个碳原子相互垂直未杂化的 两个碳原子的 也与两个 sp杂化轨道垂直的 sp杂化轨道重叠形成一个 p轨道。 乙炔分子中每个碳原子都与 CO2 分子中碳原子一样采取 sp杂化形成两个在一条直线上的 sp杂化轨道，并留下两个相互
价层 电子对数 VSEPR 模型 VSEPR 直线形 模型名称 中心原子杂 化轨道类型 典型例子
2
sp
CO2
原子轨道以哪种方式杂化能得到两个在一条直线上的杂化轨道呢？ 形成的分子，两个原子形成的分子一定是直线形的。所以价层电子对为 2时，不可能有孤电子对，只能是两个 б 键 原子轨道以哪种方式杂化能得到四个指向四面体四个形顶点的杂化轨道呢？ 很好。价层电子对为 价层电子对数为 2时，可不可能含有孤电子对呢？为什么？ 2时，一定不会有孤电子对，若有一对孤电子对，另外就只有一个 б 键，也就只能有两个原子 原子轨道以哪种方式杂化能得到三个伸向平面三角形顶点的杂化轨道呢？
第二节 分子的立体构型
二、确实分子立体构型的理论 2、杂化轨道理论 VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型
价层 电子对 VSEPR 模型 VSEPR 直线形 模型名称 中心原子杂 化轨道类型 典型例子
2
3
化学 分子的立体结构
杂化轨道与形成它的原子轨道形状不同，但成键能力强。
杂化轨道与形成它的原子轨道的总数一样。
由1个s轨道和3个p轨道杂化成的轨道称为sp3杂化轨道。 共4个轨道。 由1个s轨道和2个p轨道杂化成的轨道称为sp2杂化轨道。 共3个轨道。 由1个s轨道和1个p轨道杂化成的轨道称为sp杂化轨道。 共2 个轨道。
杂化类型与价层电子对数相关。
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化 电子对 电子对 电子对 模型名称 名称 轨道类型
BO2-
2
0
NO2- 2
1
ClO2- 2
2
NO3- 3
0
SO32-
3
1
NH4+ 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化
3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝Cu(NH3)42+＋2OH-＋4H2O
析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+
Cu(NH3)42+的构造如下：
↓NH3
2+
H3N→C↑u←NH3
NH3
实验2-3
向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾〔KSCN〕 溶液，观察并记录现象。
σ键电子对＝中心原子所连原子数
孤电子对＝
1 2
(a－xb)
a为中心原子的价电子数；
x为中心原子结合的原子数；
高二化学分子的立体结构知识精讲 苏教版
高二化学分子的立体结构知识精讲苏教版一. 本周教学内容：分子的立体结构二. 教学目标：1、认识共价分子的多样性和复杂性和价层电子对互斥模型，能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；2、了解杂化轨道理论的要点，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型；3、了解配位键、配位化合物的概念，掌握配位键、配位化合物的表示方法。
三. 教学重点、难点：能用VSEPR模型和杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。
四. 教学过程：（一）价层电子对互斥模型（VSEPR models）把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。
如CO2、CH2O、CH4等分子中的C另一类是中心原子上有孤对电子．．．．（未用于形成共价键的电子对．．．．．．．．．．．．）的分子。
如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。
因而H2O分子呈V 形，NH3分子呈三角锥形。
说明：1、理论模型：分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。
2、运用价层电子对互斥模型可预测分子或离子的空间构型，但要注意判断其价层电子对数，对ABn型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为：n＝2m ⨯+数每个配原子提供的电子中心原子的价电子数3、在确定中心原子的价层电子对数时应注意如下规定：①作为配体原子，卤素原子和氢原子提供一个电子，氧族元素的原子不提供电子；②作为中心原子，卤素原子按提供7个电子计算，氧族元素的原子按提供6个电子计算；③对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数；④计算电子对数时，若剩余1个电子，也当作1对电子处理，双键、叁键等多重键作为1对电子看待。
4、价电子之间的斥力：①电子对之间的夹角越小，排斥力越大；②由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云比较紧缩，而孤对电子只受到中心原子的吸引，电子云比较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对之间的斥力大小顺序如下：孤电子对－孤电子对＞孤电子对－成键电子＞成键电子－成键电子③由于三键、双键比单键包含的电子数多，所以其斥力大小顺序为：三键＞双键＞单键。
2-2-1 共价键与分子的立体结构
学案编号：08第二节共价键与分子的立体结构（第1课时）2011年3月9日班级__________ 姓名__________【学习目标】1、理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；2、学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【学习重难点】重点：1杂化轨道类型2用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型难点：1杂化轨道类型2用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型【学案导学过程】回顾：1、写出C原子的电子排布式并画出轨道表示式2、共价键决定原子的结合方式，决定分子的空间构型吗？（一）甲烷分子的形成及立体构型1、为了解释甲烷的空间构型鲍林提出了什么理论？2、什么是杂化轨道？3、轨道杂化的结果是什么？4、总结杂化轨道类型，分子空间构型，实例，解释杂化轨道的形成过程。
5、运用杂化轨道理论解释甲烷，乙炔，乙烯空间构型及成健情况6、氨气分子中的N—H键间的夹角为什么不是90度，也不是109.5度，你能利用所学的杂化理论解释为什么氨气分子的空间构型是三角锥形吗？（二）苯分子的空间构型1、苯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色吗？苯中有双键吗？2、请写出苯的分子式和结构简式3、苯分子中碳原子采用的那种杂化方式，碳碳间，碳氢间是如何成键的？4、大π键是如何形成的？【当堂检测】1．在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是（）A．NF3B．CH3-C．BF3D．H3O+2．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为（）A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。
B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。
C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。
3．下列分子中键角不是1200的是（）A．C2H4B．C6H6C．BF3D．NH34．下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（）A．H2O B．NH3 C．C2H4D．CH45．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键。
共价键及分子结构知识梳理
共价键及分子结构知识梳理】一、共价键1-1共价键的实质、特征和存在实质：原子间形成共用电子对特征：a．共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。
b．共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。
1-2共价键的类型σ键：s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键，特征：轴对称。
π键：p-pπ键，特征：镜像对称【方法引领】σ键和π键的存在规律σ键成单键；π键成双键、三键。
共价单键为σ键；共价双键中有1个σ键、1个π键；共价三键中有1个σ键、2个π键。
对于开链有机分子：σ键数＝原子总数－1；π键数＝各原子成键数之和－σ键数（环状有机分子，σ键数要根据环的数目确定）原子形成共价分子时，首先形成σ键，两原子之间必有且只有1个σ键；σ键一般比π键牢固，π键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的π键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。
如CO2分子中碳、氧原子之间以p-pσ键和p-pπ键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p π键。
【课堂练习1】（1）下列说法不正确的是A．乙烷分子中的6个C－H和1个C－C键都为σ键，不存在π键B．气体单质中，一定有σ键，可能有π键C．两个原子间共价键时，最多有一个σ键D．σ键与π键重叠程度不同，形成的共价键强度不同（2）有机物CH2＝CH－CH2－C≡CH分子中，C－Hσ键与C－Cσ键的数目之比为；σ键与π键的数目之比为。
二、键参数——键能、键长与键角2-1键能的意义和应用a．判断共价键的强弱b．判断分子的稳定性c．判断物质的反应活性d．通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化【思考】比较C－C和C＝C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反应？2-2键长的意义和应用键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。
（键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断）2个原子间的叁键键长＜双键键长＜单键键长2-3键角的意义键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。
分子的空间结构知识点
分子的空间结构是指分子中原子的三维排列方式。
了解分子的空间结构有助于理解分子的化学性质和物理性质。
以下是关于分子空间结构的一些基本知识点：
1. 共价键：在分子中，原子通过共价键（covalent bond）结合在一起。
共价键是由原子之间共享电子对形成的。
2. σ键和π键：共价键分为两类：σ键（sigma bond）和π键（pi bond）。
σ键是沿键轴排列的，而π键是垂直于键轴排列的。
3. 键角：相邻两个共价键之间的夹角称为键角。
键角的大小会影响分子的空间结构。
4. 空间构型：分子的空间结构可以通过键角和键长来描述。
常见的空间构型包括直线型、平面三角形、四面体、三角锥形和八面体等。
5. 手性分子：手性分子是指具有镜面对称性质的分子。
这种分子在空间上不能与其镜像重合。
手性分子的空间结构由其四个不同原子或基团围绕一个中心原子所形成的四面
体结构决定。
6. 构象：分子在空间中存在的不同排列方式称为构象。
分子的构象取决于共价键的旋转和振动。
在室温下，大多数分子处于不断变化的构象中。
了解分子的空间结构对于化学、生物和材料科学等领域的研究至关重要。
掌握这些知识点有助于更好地理解物质性
质和应用。
分子的立体构型
［知识要点］一、常见多原子分子的立体结构：（原子数目相同的分子的立体结构不一定相同）CH4 NH3 CH2O CO HbO原子数目化学式分子结构键角中心原子3CO直线形180°无孤对电子fO V形105°有孤对电子4CHO平面三角形120°无孤对电子NH三角锥形107°有孤对电子5CH正四面体形109° 28' 无孤对电子【小结】同为三原子分子或四原子分子，分子的空间构型不同。
所以多原子分子的立体结构不但与所连原子数目有关，还与其他因素（比如中心原子是否有孤对电子及孤对电子的数目）有关二、价层电子对互斥模型：（用中心原子是否有孤对电子及孤对电子的数目，预测分子的立体结构）价层电子对互斥模型认为分子的立体结构是由于分子中的价电子对（成键电子对和孤对电子对）相互排斥的结果。
中心原子价层电子对（包括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型这种模型把分子分为两类：1、中心原子上的价电子都用于形成共价键（中心原子无孤对电子）中心原子无孤对电子，分子中存在成键电子对与成键电子对间的相互排斥，且作用力相同，分子的空间构型以中心原子为中心呈对称分布。
如CO、CHO CH、HCN等分子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测：ABn立体结构范例n=2直线形COn=3平面三角形CHOn=4正四面体形CH42、中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。
中心原子上有孤对电子，分子中存在成键电子对与成键电子对间的相互排斥、成键电子对与孤对电子对间的相互排斥、孤对电子对与孤对电子对间的相互排斥。
孤对电子要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，使分子呈现不同的立体构型如H2O和NH,中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，中心原子周围的S键+孤对电子数=4,所以NH与H2O的VSEPF理想模型都是四面体形。
分子的立体结构
2、用价层电子对互斥理论推测下列分子的空 间构型： （1）BeCl2 (2)NH3 (3)H2O (4)PCl3 (1)直线形（2）三角锥形（3）V形（4）三角形
3、在BF3、BeF3分子中B、Be原子各用哪几个 原子轨道杂化？形成什么类型的杂化轨道？
B原子参与杂化的原子轨道是一个2s和两个2p, 形成三个sp2杂化轨道；Be原子参与杂化的原子 轨道是一个2s和一个2p，形成两个sp杂化轨道。
sp杂化
sp2杂化
sp杂化和sp2杂化
sp3杂化
5、几种常见分子的中心原子的杂化轨道 类型 sp杂化： BeCl2、CO2 sp2杂化： CH2O、SO2 sp3杂化： NH3、NH4-、H2O
6、杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与 成键的孤对电子，未参与杂化的p轨道，可用于 形成键。
1、配位键：
在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键 是由水分子提供孤对电子对给予铜离子，铜离子接 受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予与 接受键”被称为配位键。
2、配位化合物： 金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为 配位体）以配位键结合形成的化合物。
向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水， 首先形成难溶物，继续添加氨水难溶物 溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入 极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深 蓝色晶体。
2、鲍林的“杂化轨道”理论的主要内容是：
当原子形成分子时，它的电子轨道因为受到 其它原子的影响会有所改变，可以把原来的 不同轨道混合起来，组成新的轨道，使其成 键能力增强，从而使所形成的分子更稳定。
3、杂化轨道的过程
杂化轨道认为在形成分子时，通常在激发、杂化和 轨道重叠等过程。如CH4分子的形成过程：碳原子 2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到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“混合”起来， 形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，然后 4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个杂化 轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳 原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形 成4个相同的键，从而形成CH4分子。由于C－H键 完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体形，键 角是109°28’。
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编号：15
第二节共价键与分子的立体结构
（第1课时）
2010年3月29日
班级__________ 姓名__________
【学习目标】
1、理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；
2、学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型
【学习重难点】
重点：杂化轨道类型难点：杂化轨道类型
【学案导学过程】
活动·探究原理
规律
方法
技巧（一）甲烷分子的形成及立体构型
联想质疑：1、共价键决定原子的结合方式，决定分子的空间构型吗？
2、利用电子配对理论能解释甲烷的空间构型吗
3、为了解释甲烷的空间构型鲍林提出了什么理论？
4、甲烷分子形成过程：C: 2s22p x12p y13p z
观察左
图你能
用语言
描述一
下甲烷
的空间
构型的
形成过
程吗？
思考：1原子轨道为什么可以进行杂化？（提示从共价键键能大小和体系能量
变化来分析）
2、轨道杂化后在数目，形状，能量上是否发生变化？
3、轨道杂化的结果是什么？
4、尝试解释轨道杂化
（二）常见的SP杂化过程活动探究：SP杂化：
2、sp2杂化型
直线型
（BeCl
2
）
交流与
讨论：
用杂化
轨道理
论分析
乙炔分
子的成
键情况
平面正
三角形
（BF3）
交流与
讨论：
用杂化
轨道理
论分析
乙烯分
子的成
键情况【当堂检测】
(A)1．在外界条件的影响下，原子内部______________________________的过程叫做轨道杂化，组合后形成的新的、____________________的一组原子轨道，叫杂化轨道。
2．甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个__________轨道和三个__________轨道重新组合而成的，这种杂化叫_____________________。
3．乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp2杂化。
形成乙烯分子时，两个碳原子各用__________的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外_____________分别与两个氢原子的_______________的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的__________的未成对电子相互配对形成一个__________键。
(B)4．下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（）
A．H2O B．NH3 C．C2H4D．CH4
5．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）
A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键。