高中化学苏教版选修3课件：4.1 分子构型与物质的性质
第一单元 质的性质
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分子构型与物
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KEQIAN YUXI DAOXUE
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KETANG HEZUO TANJIU
预习导引
(3)杂化轨道的类型: 杂化的轨道通常是 s 轨道、p 轨道和 d 轨道。 ①sp 杂化:sp 杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 1 个 p 轨道杂化而成的。 每个 sp 杂化轨道含有2s 和2p 的成分。sp 杂化轨道间的夹角为 180° ,空 间构型是直线形。如在形成 BeCl2 分子的过程中,铍原子 2s 轨道中的 1 个电子被激发到 2p,这样,1 个 2s 和 1 个 2p 形成 2 个 sp 杂化轨道。铍 原子的 2 个 sp 杂化轨道分别与 2 个 Cl 原子的 3p 轨道形成 2 个相同的 σ 键,从而形成 BeCl2 分子。BeCl2 分子中 Cl 原子位于 Be 原子的两侧, 键角为 180° 。故 BeCl2 分子的空间构型为直线形。中心原子采用 sp 杂化轨道成键,形成直线形分子构型的分子还有 CO2、 等。
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2.价层电子对互斥理论 (1)价层电子对互斥理论: 分子中的价层电子对(包括 σ 键电子对和中心原子上的孤电子对) 由于相互排斥作用,而趋向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。电子对之间的夹角越大,排斥力越小。 (2)价电子对数的计算方法(ABm 型): n=
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(2)用杂化轨道理论解释 CH4 的空间构型: ①杂化轨道的形成:碳原子 2s 轨道上的 1 个电子受到激发进入 2p 空轨道,1 个 2s 轨道和 3 个 2p 轨道“混合”,形成能量相等、成分相同的 4 个 sp3 杂化轨道。
学习 要点
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一、分子的空间构型 由分子聚集成的物质的性质主要是由分子的空间构型和分子的组 成决定的。分子的结构可以通过 X 射线衍射、电子衍射等实验手段进 行测定,也可以根据相关理论进行解释或预测。分子结构对物质的极性、 磁性、旋光性、溶解性、化学反应活泼性等都有很大的影响。 1.杂化轨道理论 (1)杂化轨道: 在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨 道重新组合,形成的一组能量相等、成分相同的新轨道。杂化的目的就 是为了形成 σ 键和容纳孤电子对。
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
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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。 学习 目标 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。 3.掌握价层电子对互斥理论,知道确定分子空间构型的简易方法。 4.认识分子的空间构型与极性的关系,能运用有关理论预测分子的极 性。 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.通过 sp3、sp2、sp 杂化情况的分析,加深对杂化轨道理论的理解,及 对简单分子或离子的空间构型判断。 3.掌握价层电子对互斥理论,知道确定分子空间构型的简易方法。
②共价键的形成:碳原子的 4 个 sp3 轨道分别与 4 个 H 原子的 1s 轨 道重叠形成 4 个相同的 σ 键。
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③CH4 分子的空间构型:CH4 分子为空间正四面体结构,分子中 C—H 键之间的夹角都是 109.5° 。如图:
+ 杂化轨道成键,如 CCl4、NH4 等。金刚石中碳原子、晶体硅和石英晶体
1 4
3 4
中的硅原子也是采用 sp3 杂化轨道成键。
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预习交流 1
任意不同的轨道都可以杂化吗? 答案:原子轨道只有在形成分子的过程中才能杂化,孤立的原子不 会发生杂化;另外,不是任意的不同轨道都能杂化,只有能量相近的轨道 才能杂化。
1 1
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②sp2 杂化:sp2 杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 2 个 p 轨道杂化而成,每 个 sp2 杂化轨道含有3s 和3p 的成分。sp2 杂化轨道间的夹角为 120° ,空 间构型是平面三角形。如在形成 BF3 分子的过程中,硼原子的 2s 轨道 中的 1 个电子被激发到 2p 空轨道。这样 1 个 2s 轨道和 2 个 2p 轨道杂 化形成能量相等、成分相同的 3 个 sp2 杂化轨道。硼原子的 3 个 sp2 杂 化轨道分别与 3 个 F 原子的 2p 轨道形成 3 个相同的 σ 键,从而形成 BF3 分子, BF3 分子中 F 原子位于三角形的三个顶点,B 原子位于分子中 心,分子中键角均为 120° ,故 BF3 分子的空间构型为平面三角形。中心 原子采用 sp2 杂化轨道成键形成平面三角形分子构型的分子还有 BCl3 等。
1 2
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③sp3 杂化:sp3 杂化轨道是由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道杂化而成,每 个 sp3 杂化轨道含 s 和 p 的成分,sp3 杂化轨道间的夹角为 109.5° ,空间构 型是正四面体。正四面体结构的分子或离子的中心原子一般采用 sp3
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高中化学苏教版选修三 4.1 分子构型与物质的性质 (2)(共30张PPT)
n)
二、推断分子或离子的杂化类型
方法2：根据分子的结构式进行推断 价电子对数(n)=成键电子对数(m)+孤电子对数
n=2+0=2
sp杂化
n=3+0=3 n=4+0=4
sp2杂化 sp3杂化
n=3+0=3
sp2杂化
二、推断分子或离子的杂化类型
方法3：根据分子空间构型推断杂化方式
分
正四面体形 sp3杂化 CH4 金刚石
子
空
间 构
平面三角形 sp2杂化 SO3 BF3 HCHO
型
直线形 sp杂化
HCN BeCl2
综合练习：
硫的含氧酸根中，中心原子采用sp3杂化，且有一对孤
电子对的离子化学式：
SO32-
巩固练习三
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列 反应可以得到BF3和BN，如下图所示： (1)在BF3分子中，F－B－F的键角是________， B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量 NaF作用可生成NaBF4， B原子的杂化轨道类型 为 ________；BF4-的立体构型为________；
电
子
对 数
n=3 3个杂化轨道 sp2杂化
（
n)
n=2 2个杂化轨道 sp杂化
题型二：根据分子的空间构型推断杂化方式
3.根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构 型和中心原子的杂化方式分别为 ( )
A.直线形、sp杂化
B.三角形、sp2杂化
C.三角锥型、sp2杂化
D.三角锥型、sp3杂化
第一步：确定中心原子上的价层电子对数（ ABm型分子）
高中化学 4.1《分子的空间结构》课件 苏教选修3
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5，6，分子构型为直线形、三角形、正四 面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、BF3、CCl4、PCl5、SF6 。
分子中价电子对数目n=（中心原子价电子数+所有配位原子提供的价电子数）/2 如，CO2 n=（4 + 0）/2=2 价电子对按直线分布，两C=O 键夹角为1800; H2O n=（6 + 2）/2=4 价电子对按四面体分布，两对孤对电子的斥力使两O-H键夹角 变为104.50; NH3 n=（5 + 3）/2=4 价电子对按四面体分布，一对孤对电子的斥力使三个N-H键 夹角变为106.45/ 。
NH4+
有机分子
碳原子轨道 杂化方式
分子形状特 点
CH4 sp3 正四面体
CH2=CH2 sp2
平面结构
CH≡CH sp
直线型
C6H6 sp2 平面结构
分子空间构型的教学 从化学2 已学实例出发: HCl、H2S、CH4 ,讨论: 1. 分子的组成决定与什么？成键原子的化合价、形成共用电 子对的数目。
SF6 (6+6)/2=6
孤对电子、重键电子对斥力较大，会影响分子几何构型。
如 NH3 4原子成三角锥形键角107.3; H2O 3原子成三角形键角104.5; O=CCl2 4原子成三角形,键角124.3、111.4。
了解极性有无的含义与判断方法、对物质性质的影响
分
极性有无决定于 ：正负电荷中心是否重合（电偶极矩为0）
备课参考
初浅了解等电子原理：可用于推测分子、离子的空间结构
具有相同价电子数（或电子数）和相同原 子数的分子或离子具有相同的结构特征,它们 的某些物理性质也很相似。这些物质互称为 等电子体。
高中化学苏教版选修三 4.1.3 分子构型与物质的性质(杂化轨道理论)课件(共22张PPT)
小结：杂化轨道的类型与空间构型
杂化类型
sp
sp2
sp3
参加杂化的 原子轨道
杂化轨道数
夹角
轨道空间构型
1个s和 1个s和 1个s和 1个p 2个p 3个p
2 34
1800 1200 109028’ 直线型 正三角形正四面体
实例 C2H2 BeCl2 C2H4 BF3 CH4 、
杂化类型的判断： （1）杂化轨道只用于形成σ键和用来容纳
例：BF3分子形成
杂化
2s
2p
sp2
2p
B原子的三个SP2杂化轨道 分别与3个F原子含有单电 子的2p轨道重叠，形成3 F 个sp2-p的σ键。
F
120°
B F
例：乙烯中的碳原子 sp2杂
化
杂化 sp2杂化轨道
2s
2p
乙烯分子中键的形成
两个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成C—C 键，各自 剩余两个sp2杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠 形成两个C—H 键，两个pz轨道分别从侧面相互重叠， 形成垂直C—C键，形成乙炔分子。
孤对电子 （2）杂化轨道数=价层电子对数
=σ键数+孤对电子对数
巩固练习:
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CCl4 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
杂化轨道理论
杂化：杂化是指在形成分子时，由于原子 的相互影响，若干不同类型能量相近的原 子轨道混杂起来，重新组合成一组新的能 量相同的原子轨道。这种重新组合的过程 叫做杂化，所形成的新的轨道称为杂化轨 道。
C原子基态激Fra bibliotek2s2p
高中化学苏教版选修三 4.1.2 分子构型与物质的性质 分子立体构型课件(共28张PPT)
课本37页科学视野
Page ▪ 11
二、价层电子对互斥理论（VSEPR)
1.价层电子对（分子中中心原子上的电子对）
代表物 电子式
与中心原子结 σ键电子 中心原子上 价层电 合的原子数 对数 孤电子对数 子对数
: :: :
H2O H : O: H
2
2
2
4
NH3
H : N:H H
3
H
CH4 H : C: H
Page ▪ 22
一、形形色色的分子：
二、价层电子对互斥理论：
1.价层电子对（分子中中心原子上的电子对） 2.中心原子上的孤电子对数计算 3.价层电子对互斥理论内容 4.价层电子对互斥模型即VSEPR模型 5.VSEPR模型的应用：推测分子的立体构型
Page ▪ 23
1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥
一、形形色色的分子
3、五原子分子立体构型
Page ▪ 6
CH4
正四面体
资料卡片： 形形色色的分子（课本36页）
Page ▪ 7
资料卡片：形形色色的分子
C60
C70
Page ▪ 8
C20
C40
Page ▪ 9
分子结构又是怎么测定的呢
测分子的立体构型：红外光谱仪→吸收峰→分析。
Page ▪ 10
BF3
0
3
平面三角形 平面三角形
NH4+
0
4
Page ▪ 21
正四面体 正四面体
规律: 常见ABx型分子的立体构型
中心原子
代表物
中心原子 结合的原子数
分子类 型
分子立体构型
苏教版高中化学选修三课件4.1.1第1单元分子构型与物质的性质
杂化轨道理论与分子空间构型
1.sp3 杂化与 CH4 分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成
1个 2s 碳原子 2s 轨道上的 1 个电子进入 2p 空轨道，_____ 3个 能量相等、成分相同 轨道和 ____2p 轨道“混合”，形成 ____________________
的 4 个 sp3 杂化轨道。
1．确定中心原子价电子对数的方法 对于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子 的价电子对数可以通过下式确定：即n＝ 中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m 。 2 规定：①作为配体，卤素原子和氢原子提供1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，即 中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数；③对 于复杂离子，在计算价电子对数时，还应加上阴离子的电 荷数或减去阳离子的电荷数；④计算价电子对数时，若剩 余1个电子，亦当作1对电子处理。⑤双键、叁键等多重键 作为1对电子看待。
【解析】
碳原子的杂化轨道数为2，采用sp杂化。
C2H2分子中，每个碳原子通过1个2s轨道和1个2p轨道杂化 形成2个sp杂化轨道，呈直线形，2个sp杂化轨道分别与H原 子1s轨道、另一碳原子的1个sp杂化轨道形成2个σ键；每个 碳原子上剩余的2个2p轨道与另一个碳原子上剩余的2个2p 轨道形成2个π键。
2 3个 ________sp 杂化轨道。
图
示
为
：
(2)sp2 杂化轨道的空间指向
平面三角形的三个顶点 硼原子的 3 个 sp2 杂化轨道指向 ____________________， 120° 3 个 sp2 杂化轨道间的夹角为____________ 。
苏教版高三化学选修3物质结构与性质(全套)精品课件
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第二单元 离子键 离子晶体
苏教版高三化学选修3物质结构与 性质(全套)精品课件
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第二单元 元素性质的递变规律
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专题3 微粒间作用力与物质的 性质
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第一单元 金属键 金属晶体
苏教版高三化学选修3物质结构 与性质(全套)精品课件目录
0002页 0066页 0091页 0167页 0Байду номын сангаас01页 0344页
专题1 揭示物质结构的奥秘 第一单元 原子核外电子的运动 专题3 微粒间作用力与物质的性质 第二单元 离子键 离子晶体 第四单元 分子间作用力分子晶体 第二单元 配合物的形成和应用
专题1 揭示物质结构的奥秘
苏教版高三化学选修3物质结构与 性质(全套)精品课件
专题2 原子结构与元素的性质
苏教版高三化学选修3物质结构与 性质(全套)精品课件
第一单元 原子核外电子的运动
第二单元 离子键 离子晶体
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第二单元 元素性质的递变规律
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专题3 微粒间作用力与物质的 性质
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第一单元 金属键 金属晶体
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专题1 揭示物质结构的奥秘 第一单元 原子核外电子的运动 专题3 微粒间作用力与物质的性质 第二单元 离子键 离子晶体 第四单元 分子间作用力分子晶体 第二单元 配合物的形成和应用
专题1 揭示物质结构的奥秘
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专题2 原子结构与元素的性质
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第一单元 原子核外电子的运动
高中化学苏教版选修3课件：专题4 第一单元 第1课时
直线 形(如BeCl2)。 (3)sp杂化后，未参与杂化的两个np轨道可以用于形成π键，如乙炔分子中 的C≡C键的形成。
相关视频
2.sp2杂化——BF3分子的形成
(1)BF3分子的形成
(2)sp2杂化：sp2杂化轨道是由 1个ns 轨道和 2个np 轨道杂化而得，每个
2 1 p s 2 sp 杂化轨道含有 3 和 3 的成分。sp2杂化轨道间的夹角为 120°，呈
CH4为什么具有正四面体的空间构型？
答案 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂， 形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s 轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H是等同的。可表示为
答案
2.由以上分析可知： (1)在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组 新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 杂化原子轨道 ，简称 杂化轨道 。 (2)轨道杂化的过程： 激发→杂化→轨道重叠 。 3.杂化轨道理论要点 (2)参与杂化的原子轨道数 等于 形成的杂化轨道数。 (3)杂化改变了原子轨道的 形状、 方向 。杂化使原子的成键能力 增大 。
3.有关杂化轨道的说法不正确的是 A.杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变 B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109.5°、120°、180° D.杂化轨道全部参与形成化学键 √ C.部分四面体型、三角锥型、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释
解析
答案
学习小结
达标检测
1.下列叙述正确的是 A.BeCl2中Be原子的杂化方式为sp2 B.H2O分子中氧原子的杂化方式为sp2 C.BF3分子的构型呈三角锥型
3杂化 sp (4)H2S分子中的S：____________。
高中化学41分子构型与物质的性质课件苏教选修3.ppt
2
AB2
V形
有孤对电子 NH3
3
AB3 三角锥形
应用反馈:
化学式
HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－
中心原子 孤对电子数
0 1 2 0
1 0 0 0 0
中心原子结 合的原子数
2 2 2 3 3 4 4 4 4
空间构型
直线形 V形 V型
平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体 正四面体 正四面体
八面体
②LP≠0 ：分子的空间构型不同于电子对的空
间构型。
电子对的
VP LP 空间构型
分子的 空间构型
例
3 1 平面三角形 V形
SnCl2
4 1 四面体
三角锥
NH3
2 四面体
V形
H2O
6 1 八面体
四方锥
IF5
2 八面体
平面正方形 XeF4
VP = 5，电子对空间构型为三角双锥，
LP占据轴向还是水平方向三角形的某个 顶点？原则：斥力最小。
结构式 O=C=O H-O-H
中心原子
有无孤对电子 无
有
空间结构 直线形 V 形
-
::
NH3
H:N :H H
H-N-H H
有 三角 锥形
=
O: :
CH2O
::
H :C :H
O H-C-H
:: --
CH4
H H:C :H
H H H-C-H
H
无
无
平面 正 三角形 四面体
价层电子对互斥理论:
分子的价电子对（包括成键电子对 和孤电子对）由于相互排斥作用,而 趋向尽可能采取对称的空间构型。
高中化学苏教版选修三课件：专题4 第一单元 分子构型与物质的性质(46张PPT)
2．非极性分子、极性分子的判断 (1) 双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有
极性 ， _____ 以 极性键 结合的双原子分子是极性分子， 以 非极性键 结
合的双原子分子是非极性分子。
(2)以极性键结合的多原子分子(ABm 型)，分子的极性取决 于分子的 空间构型 。若配位原子 对称 地分布在中心原子周围， 整个分子的正、负电荷重心 相重合 ，则分子为非极性分子。
相同的 σ 键。 (3)甲烷的分子构型 甲烷分子为 正四面体 结构，4 个 C—H 键是等同的，C—H 键之间的夹角——键角是 109.5° 。
2．杂化轨道的类型
类型
参与轨道
杂化轨道 杂化轨道的 的夹角 构型
实例
1 个s轨道与 __________ sp3杂化 3个p轨道 ________ sp2杂化 sp杂化 1个s轨道与 __________ 2个p轨道 _________ 1个s轨道与 __________ 1个p轨道 _________
－ 型。如 NH3 和 H3O＋的空间构型相似(三角锥形)；SiCl4、SO2 4 、
－ PO3 4 都呈正四面体构型。
(2)等电子体不仅有相似的空间构型，且有相似的性质。
1．指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型并预测分子 的空间构型。 (1)BCl3 (2)CS2 (3)CF4 (4)CH3Cl
2．非极性分子中一定含有非极性键吗？一定不含有极性键吗？
提示：可能含有极性键，也可能含有非极性键。
判断分子极性的方法 (1)根据分子的对称性判断 分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性 分子，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。 (2)根据键的极性判断
(3)经验规律 ①化合价法： 若中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素 所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。 ②孤对电子法：若中心原子有孤对电子则为极性分子，否 则为非极性分子。如 BF3、CO2 等为非极性分子，NH3、H2O、 SO2 等为极性分子。
极性 ， _____ 以 极性键 结合的双原子分子是极性分子， 以 非极性键 结
合的双原子分子是非极性分子。
(2)以极性键结合的多原子分子(ABm 型)，分子的极性取决 于分子的 空间构型 。若配位原子 对称 地分布在中心原子周围， 整个分子的正、负电荷重心 相重合 ，则分子为非极性分子。
相同的 σ 键。 (3)甲烷的分子构型 甲烷分子为 正四面体 结构，4 个 C—H 键是等同的，C—H 键之间的夹角——键角是 109.5° 。
2．杂化轨道的类型
类型
参与轨道
杂化轨道 杂化轨道的 的夹角 构型
实例
1 个s轨道与 __________ sp3杂化 3个p轨道 ________ sp2杂化 sp杂化 1个s轨道与 __________ 2个p轨道 _________ 1个s轨道与 __________ 1个p轨道 _________
－ 型。如 NH3 和 H3O＋的空间构型相似(三角锥形)；SiCl4、SO2 4 、
－ PO3 4 都呈正四面体构型。
(2)等电子体不仅有相似的空间构型，且有相似的性质。
1．指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型并预测分子 的空间构型。 (1)BCl3 (2)CS2 (3)CF4 (4)CH3Cl
2．非极性分子中一定含有非极性键吗？一定不含有极性键吗？
提示：可能含有极性键，也可能含有非极性键。
判断分子极性的方法 (1)根据分子的对称性判断 分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性 分子，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。 (2)根据键的极性判断
(3)经验规律 ①化合价法： 若中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素 所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。 ②孤对电子法：若中心原子有孤对电子则为极性分子，否 则为非极性分子。如 BF3、CO2 等为非极性分子，NH3、H2O、 SO2 等为极性分子。
高中化学苏教版选修三4.分子构型与物质的性质分子的空间构型课件18页18张
精编优质课PPT高中化学苏教版选修三 4.1.1 分子构型与物质的性质 分子的空间构型 课件（18张PPT）(共18张PPT)(获奖课件 推荐下 载)
C：2s22p2
2p
2s C的基态
激发
2p
2s
激发态
2p
sp 杂化
精编优质课PPT高中化学苏教版选修三 4.1.1 分子构型与物质的性质 分子的空间构型 课件（18张PPT）(共18张PPT)(获奖课件 推荐下 载)
杂化及杂化轨道
指不同类型能量相近的原子轨道，在 形成分子的成键过程中重新组合成一系列 能量相等的新的轨道。这种轨道重新组合 的过程叫杂化，所形成的新轨道称为杂化 轨道。
美国化学家 鲍林
1954年获诺贝尔化学奖 1962年获诺贝尔和平奖
基本要点：
① 能级相近的价电子轨道混合杂化 ② 杂化前后轨道数目不变 ③ 杂化后轨道伸展方向，形状发生改变
sp3 杂化
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杂化轨道 空间构型
实例
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直线形 BeCl2 C2H2
120° 正三角形 BF3 C2H4
109.5° 正四面体 CH4 CCl4
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