高二化学甲烷和乙烯空间构型
高二化学《物质结构与性质》优质课件1：2.2.1 一些典型分子的空间构型
一些典型分子的空间构型
知识点1、甲烷分子的空间构型 总结： sp3杂化的要点
杂化类型 参与杂化的原子轨道 杂化后的轨道及数目 未参与杂化的价电子层轨道 杂化轨道间夹角 空间构型 共价键类型与数量
sp3 1个s + 3个p 4个sp3杂化轨道
无 1090 28’ 正四面体 4个s-sp3 σ键
要点分第析6 页
H
H
:: --
H-C-H H :C :H
H
H
一些典型分子的空间构型
知识点1、甲烷分子的空间构型 1、杂化与杂化轨道
C ↑↓ ↑ ↑
基态 2s 杂化
2px 2py 2pz 正四面体形 2s 2p
sp3杂化
知识解第读4 页 鲍林提出了杂化轨道理论
同一原子能量相近的不同类型原子轨道， 重新组合生成与原轨道数相等的一组能量相等的杂化原子轨道。
NH3 H2O
有机物 C 杂化类型 饱和C : sp3杂化， 连接双键C : sp2杂化， 连接三键C : sp杂化。
一些典型分子的空间构型
当堂巩第固18 页
1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( B ) A．CO2与SO2 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
未参与杂化的价电子层轨道
无
杂化轨道间夹角
1090 28’
空间构型
正四面体
共价键类型与数量
4个s-sp3 σ键
一些典型分子的空间构型
杂化轨道类型
视频导第学9 页
sp
sp2
sp3
1个s 1个p
1个s 2个p
1个s 3个p
2
3
4
180º
120º 109º28`
杂化轨道理论(课件)2021-2022学年高二化学(苏教版2019选择性必修2)
第一单元 分子的空间结构模型
杂化轨道理论
学习目标
1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．能根据杂化轨道理论解释简单分子的空间结构。 3．结合杂化轨道理论认识常见共价分子的空间结构。
思考以下问题： 碳原子最外层有2个成单电子，与氢原子结合形成的分子为什么不 是CH2而是CH4？ CH4分子为什么是正四面体的空间结构？
答案：sp2 sp2杂化轨道与sp2杂化轨道 2p和2p sp2杂化 轨道和1s
2.分析H2O、NH3分子的杂化轨道类型和成键情况。
H2O分子的空间构型
H2O中O原子的sp3杂化轨道 H2O分子的空间构型：V形
排斥作用：孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电 子对，使键角变小（<109°28’）。
NH3分子的空间构型
NH3中N原子的sp3杂化轨道
NH3分子的空间构型：三角锥形
当杂化轨道数目等于成键轨道数目时，杂化轨道全部参与成键，成键类 型是σ键，分子的空间构型与杂化轨道的空间构型一致。
课堂探究 用杂化轨道理论分析乙烷、乙烯、乙炔分子的成键情况。
乙烷分子的成键情况 (1)碳原子的杂化方式：
碳原子为sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道。 (2)成键情况及空间结构
每个碳原子的sp3杂化轨道分别与3个氢原子的1s轨 道形成3个C-H σ键（sp3—s），与另一个碳原子sp3轨道 形成1个C-Cσ键（sp3—sp3）。
正四面体结构的分子或离子的中心原子，一般采用sp3杂化 轨道形成共价键，如CCl4、 NH4+等。金刚石中的碳原子、 晶体硅和石英（SiO2）晶体中的硅原子也是采用sp3杂化轨道 形成共价键的。
交流讨论
BF3分子的空间结构为平面正三角形，BeCl2分子的空间结构为直线形。 如何用杂化轨道理论解释BF3和BeCl2的空间结构呢？
烃总结
典型例题： 典型例题：燃烧问题 4．等质量的下列各烃完全燃烧时,消耗氧 等质量的下列各烃完全燃烧时, 的下列各烃完全燃烧时 气最多的是 B、 D、 A 、CH4 B、C2H6 C 、C3H6 D、C6H6
5、等物质的量的下列有机物完全燃烧耗氧量相 同的有（ 同的有（ ） A.C2H4和C3H6O3 C.C6H6和C5H10 B.CH4和C2H4O D.C3H6和C4H8O2
填充模型
乙烯分子的组成和结构 结构特点： 结构特点：碳原子间共价键是 分子式: 分子式: C2H4 结构式: 结构式:
H H H−C=C−H
双键
6个原子都在
结构简式: CH =CH 结构简式: 2 2
同一平面上 ________
苯分子的结构
分子式： 分子式： C6H6
结构式: 结构式: 结构简式 结构简式: 简式
分类 分类 结构式 结构简式 分子式 空间构型 化学性质
烃 甲烷 乙烯 苯
甲烷
分子式 状态 碳碳键型 CH4 气体
单键
乙烯
C2H4 气体
双键
苯
C6H6 液体
介于单键和双键 之间的独特的键
空间结构 取代反应 加成反应 燃烧反应 使溴水褪色
正四面体 能 不能 体积不变 不能
平面型 不能 能 体积不变 能 能
（C3H6）
典型例题： 典型例题：空间构型 1、 下列说法正确的是 A．甲烷是平面正方形结构 B．由乙烯推测丙烯分子中所有原子都在同一 平面上 苯分子的各原子均位于同一平面上， C．苯分子的各原子均位于同一平面上，6个碳 原子彼此连接成为一个平面正六边形的结构 D．苯不具有典型的双键所应具有的加成反 应， 故不可能发生加成反应
平面型 能 能 体积增大 不能（但能萃取） 不能（但能萃取） 不能
高二化学-烃
1.甲烷的定义及其化学性质是什么？实验室是怎样制取甲烷的？（1）甲烷分子是正四面体空间构型，分子式为CH4。
是最简单的有机化合物。
甲烷是没有颜色、没有气味的气体，沸点-161.4℃，比空气轻，它是极难溶于水的可燃性气体。
甲烷和空气成适当比例的混合物，遇火花会发生爆炸。
甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。
它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。
在适当条件下会发生氧化、取代及加热分解等反应。
（2）甲烷的实验室制法[原理]无水醋酸钠和NaOH混合共热时发生脱羧反应，即-COOH被H原子取代生成甲烷。
甲烷难溶于水且密度比空气小，可用排水法收集，也可用瓶口向下的排空气集气法收集。
[用品]无水醋酸钠、碱石灰、试管、酒精灯、水槽、铁架台。
[操作]a.把无水醋酸钠放在瓷蒸发皿里用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌，除去其中的水分后，研细，装入干燥的试剂瓶中密封待用。
b.把碱石灰研细，也在蒸发皿中加热除去水分，放入试剂瓶中密封待用。
c.把无水醋酸钠与碱石灰按3∶2的质量比混合均匀，迅速放入试管中，装上带导管的胶塞，固定在铁架台上。
d.用酒精灯加热并用排水法收集。
若用排空气集气法收集时，只能根据产气速率和集气瓶容积的大小，凭经验估计是否集满。
[备注]a.醋酸钠的脱羧反应须在无水条件下才能顺利进行，故在临使用前对无水醋酸钠和碱石灰均应经过煅烧、烘干处理。
b.制取甲烷时，碱石灰中的生石灰并不参加反应，生石灰除起吸湿作用外，还可减少固体NaOH在高温时对玻璃的腐蚀作用。
c.加热时应由试管口向后逐渐移动。
如先加热试管底部，产生的甲烷气可能会把前面的细粉末冲散，引起导管口堵塞。
d.加热温度不可过高，以免发生副反应，而使产生的甲烷中混入丙酮等气体。
e.在导管口点燃甲烷前，应先检验纯度。
2.从哪些方面学习烷烃？（1）常见烷烃烷烃即饱和烃，是只有碳碳单键和碳氢键的链烃，是最简单的一类有机化合物。
高二化学共价键与分子的空间构型
知识点三、分子的空间构型与杂化轨道类型的关系
1.ABm(ABmCn)型分子或离子中心原子杂化轨道类型的判断 (1)杂化轨道数n＝1 (中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷
2 数)。注意如下规定： ①当电荷数为正值时，公式中取“－”；当电荷数为负值时，公式中取 “＋”。
②当配位原子为氧原子或硫原子时，配位原子的成键电子数为零；当配位
比较键角时，先看中心原子杂化类型，杂化类型不同时，一般键角 按sp、sp2、sp3顺序依次减小；杂化类型相同时，中心原子孤对电子数 越多，键角越小。
知识点二、苯分子的空间构型与大π键
1.苯的空间构型
sp2 σ
σ
π 共面
2.苯分子中的大π键 苯分子中的大π键：6个碳原子上各有1个未参与杂化的垂直于碳环平面 的p轨道，这6个轨道以“ 肩并肩 ”的方式形成含有 6 个电子、属 于 6 个C原子的大π键。
据原子形成的σ键数目判断杂化类型。
解答：CH3—中C原子形成4个σ键，C原子采取sp3杂化， 成3个σ键，C原子采取sp2杂化。
中C原子形
3.乙烯分子和苯分子中，成键碳原子均采用sp2杂化方式，二者化学性质 为何有较大差异？
在苯分子中，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成大π键，使原子 轨道的重叠程度比乙烯分子中大，所以比乙烯分子中π键的键能大，性 质稳定。
3个C—H σ键
解析 杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤 对电子，不能用来形成π键，故B正确，A不正确； NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N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—H σ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—C σ键，D不正确。
高中化学知识点整理教学讲义《甲烷 苯 同分异构体》
教师辅导教案学员姓名：辅导科目：学科教师：授课类型T-甲烷苯C-专题训练T-能力提升星级★★★★★★★★教学目标1.甲烷2.苯3.完成练习题授课日期及时段考点一| 常见烃的结构与性质1．甲烷、乙烯、苯的分子组成与结构甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6空间构型正四面体形平面形平面正六边形结构式结构简式CH4CH2=== CH2或结构特点全部是单键，属于饱和烃含碳碳双键，属于不饱和烃碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键2.甲烷、乙烯、苯的化学性质T—课堂同步(1)甲烷①稳定性：与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。
②燃烧反应的化学方程式：CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。
③取代反应：在光照条件下与Cl 2反应生成一氯甲烷的化学方程式：CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ，进一步取代又生成了二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。
(2)乙烯①燃烧反应的化学方程式： C 2H 4＋3O 2――→点燃2CO 2＋2H 2O ； 现象：火焰明亮且伴有黑烟。
②氧化反应：通入酸性KMnO 4溶液中，现象为溶液紫红色褪去。
③加成反应：通入溴的四氯化碳溶液中，反应的化学方程式： CH 2=== CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br ， 现象：溶液颜色褪去。
与H 2反应的化学方程式： CH 2=== CH 2＋H 2――→催化剂△CH 3CH 3。
与HCl 反应的化学方程式： CH 2=== CH 2＋HCl ―→CH 3CH 2Cl 。
与H 2O 反应的化学方程式：CH 2=== CH 2＋H 2O ――→一定条件CH 3CH 2OH 。
④加聚反应的化学方程式： n CH 2=== CH 2――→引发剂CH 2—CH 2。
(3)苯①稳定性：不能与酸性KMnO 4溶液反应，也不与溴水(或溴的四氯化碳溶液)反应。
②取代反应：a ．卤代反应：苯与液溴发生溴代反应的化学方程式为＋Br 2――→FeBr 3—Br ＋HBr 。
高考化学主题1 几种常见的烃
有机化合物高考第一轮复习主题1 几种常见的烃1.三种烃的结构、物理性质比较考点一 甲烷、乙烯、苯的结构与性质甲烷乙烯苯分子式CH4C2H4C6H6结构式结构简式CH4CH2 CH2结构特点只含单键的饱和烃含碳碳双键的不饱和烃碳碳键是介于单键和双键之间的特殊共价键空间构型正四面体平面结构平面正六边形物质性质无色气体,难溶于水无色、有特殊气味的液体2.三种烃的化学性质(1)甲烷(CH4)CH4+2O2 CO2+2H2OCH4+Cl2 CH3Cl+HCl(2)乙烯(CH 2 CH2)(3)苯(C6H6)3.烷烃(1)烷烃的结构与性质通式C n H2n+2(n≥1)结构链状(可带支链)分子中碳原子呈锯齿状排列;碳原子间以单键相连,其余价键均被氢原子饱和特点一个碳原子与相邻四个原子构成四面体结构;1 mol C n H2n+2含共价键的数目是(3n+1)N A物理性质密度:随着分子中碳原子数的增加而增大,但都小于水的密度;熔、沸点:随分子中碳原子数的增加而升高;状态:气态→液态→固态,一般来说,碳原子数小于5的烷烃,常温下呈气态化学性质取代反应;氧化反应(燃烧);分解反应(高温裂解)(2)烷烃的习惯命名法①当碳原子数n≤10时,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;当n>10时,用汉字数字表示。
②当碳原子数n相同时,用正、异、新来区别。
如CH3CH2CH2CH2CH3称为正戊烷,(CH3)2CHCH2CH3称为异戊烷,C(CH3)4称为新戊烷。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)甲烷的化学性质很稳定,不能与氧气、酸性KMnO4溶液、强酸、强碱等反应。
( )(2)1 mol甲烷和1 mol氯气发生取代反应生成的有机产物只有CH3Cl。
( )(3)甲烷和氯气生成一氯甲烷的反应类型与苯和硝酸生成硝基苯的反应类型相同。
( )(4)用酸性KMnO4溶液既可以鉴别CH4和 ,又可以除去CH4中的。
20090309高二化学(第2-1节__脂肪烃)
溶液紫色逐渐褪去
CH≡CH+HCl催化剂 CH2=CHCl（制氯乙烯）
△
CH≡CH+H2O
△
CH3CHO（制乙醛）
思考
1、 在烯烃分子中如果双键碳上连接了两 个不同的原子或原子团，将可以出现顺反异构， 请问在炔烃分子中是否也存在顺反异构？
2 、根据乙烷、乙烯、乙炔的分子结构特 点，你能否预测乙炔可能具有什么化学性质？
10CO2 ↑ + 12MnSO4 + 6K2SO4 + 28H2O
（3）加聚反应：
由相对分子质量小的化合物分子互相 结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做聚 合反应。 由不饱和的相对分子质量小的化合物 分子结合成相对分子质量大的化合物分子，这 样的聚合反应同时也是加成反应，所以这样聚 合反应又叫做加聚反应。 nCH2==CH2
小结
本节学习乙炔的结构、制法、重要性质和 主要用途。
乙炔结构 是含有CC叁键的直线型分子
化学性质 可燃性, 氧化反应、加成反应。 主要用途 焊接或切割金属, 化工原料。
练习1: 乙炔是一种重要的基 本有机原料，可以用来制备 氯乙烯,写出乙炔制取聚氯乙 烯的化学反应方程式。 CHCH + HCl
一、烷烃和烯烃
1、烷烃
1）通式：
CH4 CH2 CH3CH3 CH2 CH3CH2CH3 CH2 …… CnH2n+2
2）同系物：
分子结构相似，在分子组成上相差一个或若干 个CH2原子团的物质，互称为同系物。
3）物理性质：
随着分子中碳原子数的增多，烷烃同系物的物 理性质呈现规律性变化，即熔沸点逐渐升高， 密度逐渐增大。
5、描述CH3—CH = CH—C≡C—CF3分子结构的下列 叙述中正确的是（ ） A．6个碳原子有可能都在一条直线上
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甲烷
乙烯
乙炔
一、甲烷
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• 分子式为：CH4 • ∠HCH的键角：109°28′ • C—H键的键能：413kJ/mol • 甲烷分子为正四面体型结构
返回
二、乙烯
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注：叁键的的键能是812kJ/mol，比三个单键的键能之和要小得多。
乙炔分子的空间构型是一直线型。
返回
Hale Waihona Puke • 分子式：C2H4 • 键角：120° • 双键的键能：615kJ/mol。 • 注：乙烷分子C—C单键的键能是
348kJ/mol。碳碳双键的键能并
返回
三、乙炔
用左键进行旋转 用右键进行缩放 用双键进行位移 空格键进行重置
分子式：C2H2 C≡C跟C—H键间的夹角：180°
叁键键能：812kJ/mol