2020学年高中化学专题4分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质课后达标检测课件苏教版选修3
高中化学专题4分子空间结构与物质性质411分子的空间构型学案苏教版3
1 专题4 分子空间结构与物质性质
第一单元 分子构型与物质的性质
第1课时 分子的空间构型
学习目标 能用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型及等电子原理解释或预测一些分子或离子的空间构型。
一、杂化轨道及其类型
1．杂化轨道
(1)碳原子的电子排布式为__________，当2s的一个电子被激发到2p空轨道后，电子排
布式为____________。
(2)在外界条件影响下，原子内部能量________的原子轨道_________________的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做________________________，简称
________________。
(3)参与杂化的原子轨道数等于________________________。
(4)原子轨道的杂化改变了原子轨道的____________________。原子轨道的杂化使原子的成键能力增加。
(5)杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向________。在多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫做__________。键角与分子的形状(立体构型)有密切联系。
2．杂化轨道类型和空间构型
(1) sp型杂化
对于非过渡元素，由于ns、np能级的能量接近，往往采用sp型杂化，而sp型杂化又分为
sp杂化：________s轨道和________p轨道间的杂化。
sp2杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。
sp3杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。
(2)对sp型杂化而言，杂化轨道的空间分布与形成分子的立体构型的关系：
sp杂化：键角________，空间构型________形，例如：C2H2、BeCl2。
sp2杂化：键角________，空间构型________________形，例如：BF3。
sp3杂化：键角________，空间构型________________形，例如：CH4、CF4。
高中化学4 分子空间结构与物质性质第二单元 配合物是如何形成的3
煌敦市安放阳光实验学校专题4 分子空间结构与物质性质第二单元 配合物是如何形成的
课前预习
问题导入
CH4中的C原子和NH3中的N原子同样是发生sp3杂化，为什么两者的分子空间构型不同？
答：在形成氨分子时，氮原子中的原子轨道也发生了sp3杂化，生成四个sp3杂化轨道，但所生成的四个sp3杂化轨道中，只有三个轨道各含有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键，另一个sp3杂化轨道中已有两个电子，属于孤对电子，不能再与氢原子形成σ键了。所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。
因为氮原子的原子轨道发生的是sp3杂化，所以四个sp3杂化轨道在空间的分布与正四面体相似。又因四个sp3杂化轨道中的一个轨道已有一对电子，只有另外三个轨道中的未成对电子可以与氢原子的1s电子配对成键，所以形成的氨分子的立体构型与sp3杂化轨道的空间分布不同，氨分子的构型为三角锥形。由于氨分子中存在着未成键的孤对电子，它对成键电子对的排斥作用较强，所以使三个N—H键的空间分布发生一点变化。
知识预览
1.配位键
(1)用电子式表示NH＋4的形成过程__________。
(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。配位键可用A→B形式表示，A是提供孤对电子的原子，叫做电子对给予体，B是接受电子的原子叫接受体。
(3)形成配位键的条件
形成配位键的条件是有能够提供__________的原子，且另一原子具有能够接受__________的空轨道。常用的表示符号为__________。
2.配位化合物
(1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反离子方程式。
______________________________________________________________________；
______________________________________________________________________。
高中化学专题4分子空间结构与物质性质4.1.1分子的空间构型学案
专题4 分子空间结构与物质性质
第一单元 分子构型与物质的性质
第1课时 分子的空间构型
学习目标 能用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型及等电子原理解释或预测一些分子或离子的空间构型。
一、杂化轨道及其类型
1．杂化轨道
(1)碳原子的电子排布式为__________，当2s的一个电子被激发到2p空轨道后，电子排
布式为____________。
(2)在外界条件影响下，原子内部能量________的原子轨道_________________的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做________________________，简称
________________。
(3)参与杂化的原子轨道数等于________________________。
(4)原子轨道的杂化改变了原子轨道的____________________。原子轨道的杂化使原子的成键能力增加。
(5)杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向________。在多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫做__________。键角与分子的形状(立体构型)有密切联系。
2．杂化轨道类型和空间构型
(1)sp型杂化
对于非过渡元素，由于ns、np能级的能量接近，往往采用sp型杂化，而sp型杂化又分为
sp杂化：________s轨道和________p轨道间的杂化。
sp2杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。
sp3杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。
(2)对sp型杂化而言，杂化轨道的空间分布与形成分子的立体构型的关系：
sp杂化：键角________，空间构型________形，例如：C2H2、BeCl2。
sp2杂化：键角________，空间构型________________形，例如：BF3。
sp3杂化：键角________，空间构型________________形，例如：CH4、CF4。
高中化学专题4分子空间结构与物质性质42配合物是如何形成的学案苏教版3
1 4.2 配合物是如何形成的
生活链接
1.血红蛋白中的配位键
在血液中氧气的输送是由血红蛋白来完成的。载氧前，血红蛋白中Fe2+与卟啉中的四个氮原子和蛋白质链上咪唑环的氮原子通过配位链相连，此时，Fe2+的半径大，不能嵌入卟啉环平面，而位于其上方约0.08 nm处。载氧后，氧分子通过配位键与Fe2+连接，使Fe2+半径缩小而滑入卟啉环中。
由于一氧化碳也能通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合，并且结合能力比氧气与Fe2+的结合能力强得多，从而导致血红蛋白失去载氧能力，所以一氧化碳能导致人体因缺氧而中毒。
2.药物中的配合物
美国化学家罗森伯格等人于1969年发现了第一种具有抗癌活性的金属配合物——顺铂（顺式二氯二氨合铂），它是一种有效的广谱抗癌药物，它对人体的泌尿系统、生殖系统的恶性肿瘤以及甲状腺癌、食道癌等均有显著的治疗效果，但它对肾脏产生的明显伤害以及动物实验表明的致畸作用使它难以推广。
20世纪80年代出现的第二代铂类抗癌药物，如碳铂等已用于临床。
疏导引导
知识点1：人类对配合物结构的认识
1.配合物的定义
配合物是由可以给出孤对电子的离子或分子（称为配体）和接受孤对电子的原子或离子（统称中心原子）以配位键结合所形成的化合物。
当将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液逐渐变为深蓝色，用酒精处理后，还可以得到深蓝色的晶体，经分析证明为［Cu(NH3)4］SO4。
CuSO4+4NH3====［Cu(NH3)4］SO4
将纯的［Cu(NH3)4］SO4溶于水中，除了水合的24SO离子和深蓝色的［Cu(NH3)4］2+离子外，几乎检查不出Cu2+和NH3分子的存在。
［Cu(NH3)4］2+的结构示意图
研究表明，在［Cu(NH3)4］2+中，Cu2+位于［Cu(NH3)4］2+的中心，4个NH3分子位于Cu2+的四周。
2.配合物的组成
配位化合物［Zn(NH3)4］SO4中，Zn2+空的4s轨道和4p轨道杂化得到4个sp3杂化轨道，NH3分子中N原子有一孤电子对，在形成此配合物时，N原子上的孤电子对进入Zn2+空的sp3杂化轨道形成4个配位键。其中Zn2+称为中心原子，4个NH3分子，叫做配位体。中心原子与配位体构成了配合物的内界，通常把它们放在括号内，内界中配位体的总数叫配位数。24SO称为外界。内外界之间是离子键，在水中全部电离。这些关系如下图所示： 2
苏教版高中化学选修三专题4 分子空间结构与物质性质第二单元 配合物是如何形成的
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专题4 分子空间结构与物质性质第二单元 配合物是如何形成的
课前预习
问题导入
CH4中的C原子和NH3中的N原子同样是发生sp3杂化，为什么两者的分子空间构型不同？
答：在形成氨分子时，氮原子中的原子轨道也发生了sp3杂化，生成四个sp3杂化轨道，但所生成的四个sp3杂化轨道中，只有三个轨道各含有一个未成对电子，可分别与一个氢原子的1s电子形成一个σ键，另一个sp3杂化轨道中已有两个电子，属于孤对电子，不能再与氢原子形成σ键了。所以，一个氮原子只能与三个氢原子结合，形成氨分子。
因为氮原子的原子轨道发生的是sp3杂化，所以四个sp3杂化轨道在空间的分布与正四面体相似。又因四个sp3杂化轨道中的一个轨道已有一对电子，只有另外三个轨道中的未成对电子可以与氢原子的1s电子配对成键，所以形成的氨分子的立体构型与sp3杂化轨道的空间分布不同，氨分子的构型为三角锥形。由于氨分子中存在着未成键的孤对电子，它对成键电子对的排斥作用较强，所以使三个N—H键的空间分布发生一点变化。
知识预览
1.配位键
(1)用电子式表示NH＋4的形成过程__________。
(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。配位键可用A→B形式表示，A是提供孤对电子的原子，叫做电子对给予体，B是接受电子的原子叫接受体。
(3)形成配位键的条件
形成配位键的条件是有能够提供__________的原子，且另一原子具有能够接受__________的空轨道。常用的表示符号为__________。
2.配位化合物
(1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反应离子方程式。
______________________________________________________________________；
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质
学必求其心得，业必贵于专精
1 4。1分子构型与物质的性质
一、选择题
1。下列关于杂化轨道的说法错误的是 ( )
A。所有原子轨道都参与杂化
B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
C。杂化轨道能量集中,有利于牢固成键
D。杂化轨道中不一定有电子
【解析】选A.参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大，如1s与2s、2p能量相差太大，不能形成杂化轨道,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A项错误，B项正确;杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道,也可以有一对孤电子对(如NH3、H2O的形成),故D项正确.
2。（2015·淮阴高二检测）下列关于杂化轨道的叙述正确的是 ( ）
A.杂化轨道可用于形成σ键,也可用于形成π键
B。杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C。NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的3个p轨道与氢原子的s轨道杂化而成的
D。在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—Hσ键
【解析】选B。杂化轨道只用于形成σ键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键，故B正确,A不正确；NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的，C不正确；在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—Hσ键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个
C-Cσ键,D不正确.
【补偿训练】在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是 （ )
A。sp2 sp2 B。sp3 sp3 C.sp2 sp3 D。sp sp3
【解析】选C。—CH3中C的杂化轨道数为4,采用sp3杂化；中间C的杂化轨道数为3,采用sp2杂化。
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质 2
学必求其心得，业必贵于专精
1 第2课时 分子的极性
(时间：30分钟)
考查点一 等电子原理
1. 1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
（1）根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的
是：
和
； 和 .
（2）此后，等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒，只要
其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们
也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO2－互为等电子体
的分子有： 、 。
解析 （1）第2周期元素中，只有B、C、N、O、F可形成共价型分子，同
素异形体间显然不能形成等电子体，若为含2个原子的等电子体，则可能是
某元素的单质与其相邻元素间的化合物,如N2和CO，在此基础上增加同种
元素的原子可得其他的等电子体,如N2O和CO2。
（2）NO2－的最外层的电子数为:5＋6×2＋1＝18，平均每个原子的最外层
电子数为6，则可能为O3或SO2,经过讨论知其他情况下，只能形成离子化
合物，不合题意.
答案 (1）N2 CO CO2 N2O （2）SO2 O3
2。 1949年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家。臭氧能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图：呈V形，键角116.5°。三个原子以一个O原子为中心,与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子提供1个电子,构成一个特殊的化学键（虚线内部分）——三个O原子均等的享有着4个电子。请回答：
（1）题中非极性共价键是 键,特殊的化学键是 键。
（2)臭氧与氧气是 。
（3)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是____________________。
A.H2O B.CO2 C。SO2 D。BeCl2 学必求其心得，业必贵于专精
高中化学选修三：专题四分子空间结构与物质性质教案_1
教学时间 第二十周 7月16日 本模块第27课时
教学
课题 专题 专题4分子空间结构与物质性质
单元 第二单元配合物是如休形成的
节题 第一课时配合物的结构和性质
教学目标 知识与技能 （1）了解人类对配合物结构认识的历史
（2）知道简单配合物的基本组成和形成条件
（3）了解配合物的结构与性质及其应用
过程与方法 通过配位键作为配离子化学构型，构筑配合物结构平台的方法逐渐深入地理解配合物的结构与性质之间的关系
情感态度
与价值观 通过学生认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用体会配位化学在现代科学中的重要地位，从而激发学生进一步深入地研究化学。
教学重点 配合物结构和性质，配合物形成条件和过程实验解释
教学难点 配合物结构和性质，配合物形成条件和过程实验解释
教学方法 探究讲练结合
教学准备
教
学
过
程
教师主导活动 学生主体活动
1、 配离子的空间结构
配位数 杂化类型 空间构型 实例
2 sp 直线型 [Ag(NH3)2]+
4
sp3、d3s 四面体 ZnCl42-、[Cu(NH3)4]2+
sp2d、dsp2 平面四边形 PtCl42-、[Ni(CN)4]2-
6 d2sp3、sp3d2 八面体 [AlF6]3-、[Fe(SCN)6]3-
2、 配合物异构
几何异构（顺式反式）
立体异构
配合物异构 光学异构
构造异构（电离、水合、键合、配位、聚合等）
P71
讨论后口答
观察
理解
教师主导活动 学生主体活动
教
学
过
程 3、 配合物的性质
有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。中心原子相同时，稳定性取决于配位体。
（1） 配位原子的电负性：电负性越弱，配合物越稳定
（2） 配位体的碱性：碱性越强，配合物越稳定
三、配合物的应用
高中化学复习教案-分子的空间构型与分子性质
第2课时 分子的空间构型与分子性质
1．知道手性分子的概念,会判断手性碳原子。
2．了解等电子原理。
3．了解分子的手性以及手性分子在生产、生活和医疗中的应用。
4．了解分子的极性以及分子的极性与共价键的极性、分子的空间结构之间的关系。(重点)
分
子
的
对 称 性
[基础·初探]
教材整理1 对称分子
1．概念
依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。
2．性质
具有对称性。
3．与分子性质的关系
分子的极性、旋光性及化学性质都与分子的对称性有关。
(1)CH4分子是面对称。(√)
(2)NH3和H2O分子是面对称。(×)
(3)CH3—CH3分子是轴对称。(√)
(4)分子的对称性对物质的化学性质有一定影响。(√)
教材整理2 手性分子
1．手性
一种分子和它在镜中的像,就如同人的左手和右手,相似而不完全相同,即它们不能重叠。
2．手性分子
具有手性的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体,分别用D和L标记。
3．手性碳原子
四个不同的原子或原子团连接的碳原子。
4．应用 (1)手性分子缩合制蛋白质和核酸。
(2)分析药物有效成分异构体的活性和毒副作用。
(3)药物的不对称合成。
分子中含几个手性碳原子。
【提示】 2个。
[核心·突破]
1．对称轴：以通过两个碳原子的连线为轴线旋转120°或240°时,分子完全恢复原状,我们称这条连线为对称轴。
2．对称面：如甲烷分子,通过与碳原子相连的两个氢原子所构成的平面,分子被分割成相同的两部分,我们称这个平面为对称面。
3．碳原子形成双键或叁键时不是手性碳原子,手性碳原子和非手性碳原子可以通过化学反应相互转化。
4．含有手性碳原子的分子是手性分子。
[题组·冲关]
1．下列分子为手性分子的是(
)
A．CH2Cl2 B．
C． D．CH3CH2COOCH2CH3
【解析】 B项乳酸分子的中间碳原子连—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子和原子团,为手性分子。
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质 3
学必求其心得，业必贵于专精
1 第二单元 配合物的形成和应用
第1课时 配合物的形成
学习目标 1。理解并掌握配合物的概念及形成条件。2.掌握配合物的组成、结构和性质。
配合物的形成
1．实验探究
实验操
作步骤
实验
现象 三支试管中先生成________，之后随浓氨水的滴入，沉淀逐渐____，最后变为________。
结论 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu（OH)2↓＋2NH错误! Cu(OH)2＋4NH3·H2O=== ［Cu（NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
2。配合物
（1）概念
由____________________的配位体与__________________的中心原子以________键结合形成的化合物.
(2)组成
[Zn（NH3）4]SO4—错误!
(3)形成条件
①配位体有
错误!
②中心原子有________：如__________________等.
3．配合物异构现象
（1）产生异构现象的原因
①含有________或________________配位体.
②配位体________________不同.
(2）分类—错误!
（3)异构体的性质
顺、反异构体在________、________、____________、________等方面都有差异。
1．下列物质：①H3O＋ ②［B(OH）4]－ ③CH3COO－
④NH3 ⑤CH4中存在配位键的是( ）
A．①② B．①③ C．④⑤ D．②④
2．与人体血液中血红蛋白以配位键结合的一种有毒气体是( ）
A．氯气 B．氮气 C．一氧化碳 D．甲烷
3．下列各组离子中因有配合离子生成而不能大量共存的是（ ）
A．K＋、Na＋、Cl－、NO错误!
B．Mg2＋、Ca2＋、SO错误!、OH－
C．Fe2＋、Fe3＋、H＋、NO错误!