共价键与分子构型第一课时
课件：2.2共价键与分子的立体构型鲁科版高中化学选修三
有古志之者 立能大使事石者头，长不出惟青有草超来世。之材，亦必有坚忍不拨之志。
个s轨道和 人穷惟人患 的无孩志子，早有当志家无。有不成者。
贫心困随教 朗会月贫高困，者志一与切秋。霜洁。 胸鸟有不凌 展云翅志膀，难无高高飞不。可攀。
个p轨道杂化,产生
个sp3杂化轨道, sp3
杂化轨道间夹角 ，其中有两个杂化轨道上已有成对电
sp3
参与杂化的轨道 杂化轨道数
成键轨道夹角
1个s+1个p 1个s+2个p 1个s+3个p
2
3
4
180°
120°
109.5°
分子空间构型 实例
直线形
BeCl2 C2H2
平面三角形 正四面体
C2H2 BF3
CH4 CCl4
二、共价键与分子空间构型
杂化轨道的要点
原子形成分子时，是电子先激发，再杂化，后成键 同一原子中不同类型、能量相近的原子轨道参与杂化 杂化前后原子轨道个数不变 杂化后形成的杂化轨道的能量相同 杂化后轨道的形状、伸展方向发生改变 杂化轨道参与形成σ键，未参与杂化的轨道形成π键
配对成键，且孤电子对对成键电子对起排斥作用，所以氨
气呈
形。
sp2杂化
激发
Sp2杂化
重叠
形成3个(sp2-p) σ键 BF3分子形成过程
BF3分子形成过程
F
F
B
F
➢sp2杂化轨道示意图 ➢BF3分子的结构示意图
个s轨道和
个p轨道杂化,产
生 个等同的
sp2杂化轨道,
sp2杂化轨道间
夹角 ，
呈
形。
Ｃ的sp2杂化
激发 重叠
BeCl2分子形成过程
《共价键与分子的空间构型第一课时》课件2
2.共价键全部为 σ键的分子构型与杂化类型
中心 原子 (A) 杂化 的类 型 sp1 1个 s 1个 p 1个 s 2个 p 参加杂 生成杂 化的轨 化轨道 道 数 A原子的 分子的
实例
成键电 子对数
孤电子对 空间构 分子 结构 数 型 式 式
Cl— 2 2 0 直线形 BeCl2 Be— Cl 平面三 3 3 0 角形 BF3
例如：
代表物 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2 O
杂化轨道数 1 (4＋ 0)＝ 2 2 1 (4＋ 2＋ 0)＝ 3 2 1 (4＋ 4)＝ 4 2 1 (6＋ 0)＝ 3 2 1 (5＋ 3)＝ 4 2 1 (6＋ 2)＝ 4 2
杂化轨道类型 sp1 sp2 sp3 sp2 sp3 sp3
同一平面 在苯分子中，六个碳原子和六个氢原子都在_________
内 ，整个分子呈平面正六边形 _____ _____________，六个碳碳键完全相同， 120° 。 键角皆为_______
1．是否任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨 道？ 【提示】 否，只有能量相近的s轨道和p轨道才可以
sp
2
4
3
0
正四面体形 CH4
sp
1个 s 3个 p
4 3 1 三角锥形 NH3
2
2
V形
H2 O
3.含 σ键和π键的分子构型和杂化类型 杂化 物质 结构式 轨道 类型 甲醛 sp 乙烯 氰化 氢
3．杂化轨道优点 杂化轨道在角度分布上比单纯的 s 或 p 轨道在某一方向 上更集中，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 _________ 牢固 。 ____________
高中化学 第2章 分子结构与性质 第1节 共价键(第1课时
促敦市安顿阳光实验学校共价键的特征和类型一、选择题1．下列说法正确的是 09440202( )A．含有共价键的化合物一是共价化合物B．分子中只有共价键的化合物一是共价化合物C．由共价键形成的分子一是共价化合物D．只有非金属原子间才能形成共价键答案：B解析：共价化合物中只含有共价键，而含有共价键的物质不一是共价化合物，可能是单质或离子化合物，故A、C错；电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子间也可形成共价键，故D错。
2．共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是 09440203( )A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决的B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决的C．共价键的饱和性决了分子内部原子的数量关系D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关答案：D解析：一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C两项正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系，故B项正确、D项错误。
3．下列四组物质中只含有共价键的是 09440204( )A．H2、O3、C60、N60、B．Na、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO3C．P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4D．NH4HCO3、N2H4、NH3、、KNO3答案：A4．从电负性的角度来判断下列元素之间易形成共价键的是 09440205 ( )A．Na和Cl B．H和ClC．K和F D．Ca和O答案：B解析：本题主要考查共价键的形成条件，非金属原子之间易形成共价键，活泼的金属原子和活泼的非金属原子之间易形成离子键。
结合电负性与元素的性质之间的关系，我们可以得到元素的电负性差值越大，越易形成离子键；差值越小，越易形成共价键。
高三化学课件2.2共价键与分子的空间构型
看图整第理16 页
巴斯德实验室合成的有机物酒石酸盐 并制得手性机物酒石酸盐
共价键与分子的空间构型
看图整第理17 页
2、手性分子 (1)手性异构体
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左右手一样互为镜
像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体
左右手不能重叠互为镜像
• (1)若将三种分子分别绕 C1、C2、C3 轴旋转一定角度后可与原分子重合 ，C1、C2、C3 分别为相应分子的对称轴。
共价键与分子的空间构型
1、分子的对称性
• (2)甲烷分子中碳原子和其中两个氢原子所构成的平面为甲烷分子的对称面。
• (3)依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为对称分子，分子 所具有的这种性质称为对称性。
第 28 页
• 4、对物质性质的影响 • (1) 熔、沸点：在相对分子质量相同的情况下，极性分子构成的物质
比非极性分子构成的物质沸点高，如沸点：N2 < CO。 • (2) 溶解性：极性分子易溶于极性溶剂(如水)，非极性分子易溶于非
极性溶剂(如四氯化碳)，这就是相似相溶原理中的一种类型。
共价键与分子的空间构型
3、分子的极性 (2)判断方法 ①双原子分子
共价键的极性 分子空间构型
取决于成键原子之间的共价键是否有极性
决定分子极性
A-B型分子(HCl )：异核双原子分子都是极性分子 A-A型分子(Cl2)：同核双原子分子是非极性分子 同核多原子分子也有非极性分子，如：P4，C60、S8 、B12
特别注意：O3（V型）是极性分子
总结感第悟29 页
课时小结
1、手性碳原子的“一个不同” 连接C原子的四个基团或原子各不相同。
高中化学第二章分子结构与性质第一节共价键课件新人教版选修3
课时1 共价键的特征与类型
刷基础
6．[陕西岐山2018高二期中]下列化合物分子中只有σ键的是( C )
A．CO2 C．H2O2
B．C2H2 D．COCl2
解析
二氧化碳分子为共价化合物，碳原子分别与两个氧原子形成2个C=O键，结构式为O=C=O，
则CO2中含有σ键和π键，A不符合题意；C2H2的结构式为H—C≡C—H，含有碳碳三键，
课时1 共价键的特征与类型
刷基础
9．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，下列对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的 是( C )
A．两者都为s－s σ 键 B．两者都为p－p σ 键 C．前者为p－p σ 键，后者为s－p σ 键 D．前者为s－s σ 键，后者为s－p σ 键
解析
H原子的核外电子排布式为1s1，F原子的核外电子排布式为1s22s22p5，形成共价键时，F为 2p电子参与成键，H为1s电子参与成键，则F2分子中形成的共价键为p－p σ键，HF分子中 形成的共价键为s－p σ键，C正确。
课时1 共价键的特征与类型
刷基础
题型2 σ键、π键的比较与判断
5．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( D )
A．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成 B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 C．双键中一定有一个σ键和一个π键，三键中一定有一个σ键和两个π键 D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键
解析
键能越大，分子越稳定，则越不容易受热分解，A错误，D正确；H—H键没有方向性，B错 误；形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C错误。
课时2 共价键的键参数与等电子原理
刷基础
4．[宁夏石嘴山三中2018高三月考]下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是( B ) ①SO2 ②NH3 ③H2O ④CH4 ⑤CO2
高中化学鲁科版 选修三 2.2 共价键与分子的立体构型(共18张PPT)
2. 了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道 类型（SP 、SP2 、SP3）
3. 能用杂化轨道理论分析和解释常见 分子的成键情况与空间构型。
化学家鲍林
鲍林是美国著名化学家， 1954年因在化学键方面的工作 获得诺贝尔化学奖， 1962年因 反对核弹在地面测试的行动获 得诺贝尔和平奖，他曾被英国 《新科学家》周刊评为人类有 史以来20位最杰出的科学家之 一，与牛顿、居里夫人及爱因 斯坦齐名。
【知识归纳】
杂化类型 参与杂化的轨道
杂化轨道数 杂化轨道空间
构型 杂化轨道间夹角
sp
S+1P
2
直线形
180°
实例 中心原子
BeCl2 Be
sp2
sp3
S+2P
S+3P
3
4
平面正 三角形
正四面体
120°
109.5°
BF3
CH4
B
C
【牛刀小试】
1、用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面
体结构，下列说法不正确的是 （ D ）
激发 2s
激发态
sp2杂化
1个未杂化轨道
sp2 杂化轨道
【学以致用】
H
HC H
H
CH4分子是正四面体形，H原子位于 正四面形的四个顶点， C原子位于分子
中心，分子中键角是109.5°，用杂化
轨道理论解释？
① 碳原子的价电子排布?碳原子要形成 4个共价键，价电子应如何改变？
② 碳原子用哪几个原子轨道参与杂化？ 形成什么类型的杂化轨道？
A. C原子的四个杂化轨道的能量一样 B. C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样 C. C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道 D. C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
选修3第2章第2节第1课时 一些典型分子的空间构型
碳原子的其他杂化类型sp2杂化
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↓
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Hale Waihona Puke 目导航杂化轨道只能形成σ键 或容纳未成键的孤电 子对，不能形成π键
栏目导航
苯分子的空间构型
栏目导航
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苯分子的空间构型 根据杂化轨道理论，形成苯分子时每个碳原子的价电子原子轨道发生 _s_p_2杂化(如 s、px、py)，由此形成的三个 sp2 杂化轨道在同一平面内。这样， 每个碳原子的两个 sp2 杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的 sp2 杂化轨道上的电子配对形成 σ 键，于是六个碳原子组成一个正六边形 的 碳环；每个碳原子的另一个 sp2 杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的 1s 电子配对形成 σ 键。与此同时，每个碳原子的一个与碳环平面垂直的未参
一不变：轨道数目不变 3、只有原子形成分子时才会发生轨道杂化，单个原子是不会杂化的 4、只有能量相近的轨道才会相互杂化
栏目导航
如何确定某原子成键时的杂化类型？
ABn型分子或离子
杂化轨道数=中心原子 的价层电子对数
杂化类型
sp 1
sp 2
sp 3
中心原子的价层电
？
？
？
子对中数心原子采取s_p__2_杂化,形成的__分__子一定是平面__三__角形吗？
杂化轨道的数目
__2__
杂化轨道间的夹角 __1_8__0__°__
_3___ __1_2__0_°___
4____ 10__9_._5__°___
空间构型
__直__线__型___ 平_面__三___角__形___ 正四__面__体__型_____
实例
C O 2、C 2H 2
《共价键 第1课时》示范公开课教学设计【化学人教版高中选择性必修2(新课标)】
共价键第1课时◆教学目标1. 从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。
2. 知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4、C2H2等分子的成键类型。
◆教学重难点1.从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。
2.从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。
◆教学过程一、新课导入假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆原子构成”。
——1965年诺贝尔奖得主，理查德·费曼在之前的学习中，我们已经了解了：宏观物质是由微观粒子组成的。
【分享交流】微观粒子包含哪些种类？它们分别组成了哪些物质？你能各举出一些例子么？这些微粒在形成物质的过程中，形成了怎样的化学键？我们常说形成共价键时“电子成对”，电子是带负电的，两个负电的东西为何会主动靠近？这其中的本质是什么？【思考讨论】写出H2、Cl2、HCl的电子式，通过电子式分析为何它们是稳定的物质？你认为是否存在H3、H2Cl、Cl3这样的物质？说出你判断的理由。
第IV A族的元素与H能形成CH4、SiH4等；第V A族的元素与H能形成NH3、PH3等；第VIA族的元素与H能形成H2O、H2S等；第VIIA族的元素与H能形成HF、HCl等；从中你发现了怎样的规律？用自己的语言总结。
你能从价电子结构的角度解释原因么？二、讲授新课一、共价键共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
两原子之间每共用一对电子，彼此的电子数增加1个。
因此：第IV A族元素的原子价电子为4个，要达到8电子结构，需要共用4对电子；第V A族元素的原子价电子为5个，要达到8电子结构，需要共用3对电子；第VIA族元素的原子价电子为6个，要达到8电子结构，需要共用2对电子；第VIIA族元素的原子价电子为7个，要达到8电子结构，需要共用1对电子；原子通过共用一定数量的电子对即可达到稳定结构，共价键的数量也由此确定，不会一直增加下去。
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常见分子的分子构型及杂化方式
名称 分子模型 分子形状 杂化方式 氯化 铍 三氟 化硼 四氟 化碳
直线型 平面三角 型 正四面体 正四面体 SP1
键角
SP2 SP3 SP3
甲烷
常见分子的分子构型及杂化方式
名称 分子模型 分子形状 杂化方式 水 氨气 乙烯
角型 三角锥型 平面分子 SP3 SP3 SP2 SP1
• 共价键的特征是什么？方向性和饱和性 • 写出碳原子的电子排布式与轨道表示式 • C与H原子可形成的化合物的化学式及分子 构型是怎样的？ CH2， 角形
在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子 定义 轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合 后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化轨道
条件 原子轨道能量相近 杂 化 轨 道
NH3
N
H
HHale Waihona Puke HH2O的空间构型
2 2.sp
二、BF3中硼原子的杂化
【问题探究】 ①哪些原子轨道参与了杂化？ ②轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？ ③轨道杂化的结果是什么？ ④为什么3个杂化轨道的伸展方向分别指向平面 三角形的三个顶点？
乙烯 中碳 原子 的sp2 杂化 轨道
【交流讨论】甲烷的正四面体构型是怎样形成的呢？
①C原子中哪些原子轨道参与了杂化？ ②这些原子轨道为什么可以进行杂化？ ③轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？
④轨道杂化的结果是什么？ ⑤为什么4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四 面体的四个顶点？
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成 4个能量与形状完全相同的轨道。 由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和 3/4的p轨道成分，因此我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。 所形成的四个sp3杂化轨道是完全相同的， 称为等性杂化。
几种常见的杂化轨道类型
杂化类型 杂化轨道空 间取向 杂化轨道中 孤对电子数 sp 直线 形
0
sp2 三角 形
0 0
sp3 四 面
1
体
2
分子空间构 直线 三角 正四面 三角锥 折线 形 型 形 形 体 形 BeCl2 BF3 CCl4 NH3 H2O 实 例 键 角 180° 120° 109 28' 107 18' 104 45'
键角
乙炔
直线型
14
10
氨分子形状： 三角锥形
107 18'
氨分子结构模型
【交流讨论】氨气的三角锥构型是怎样形成的呢？
①N原子中哪些原子轨道参与了杂化？ ②这些原子轨道为什么可以进行杂化？ ③轨道杂化后在数目、形状、伸展方向、能量 上是否发生变化？ 2p sp3杂化 2s
④轨道杂化的结果是什么？ 所形成的四个轨道中，有一个轨道含有两个自 旋相反的成对电子，三个含有一个电子，为不 等性杂化。
形形色色的分子
O2
HCl
H2O
CO2
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
第2节 共价键与分子的空间构型 第1课时
学习目标
• 了解杂化轨道的概念 • 了解常见分子的空间构型与轨道杂化的关 系，能说出常见分子的构型与轨道杂化的 种类
问题讨论
乙烯分子中键的形成
杂化轨道理论解释苯分子的结构：
C为SP2杂化 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s )
所有原子（12个）处于同一平面
分子中6个碳原子未杂化的2P轨道 上的未成对电子重叠结果形成了 一个闭合的、环状的大π键 形成的π电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面， 一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。
同一能级组
结果 形成能量相同、形状相同的原子轨道 杂化轨道 的优点 角度分布在某一方向上 更集中
参与杂化的轨道数目 与形成的杂化轨道数 目的关系
参与杂化的轨道数与生 成的杂化轨道数相同
向使 分轨 别道为 指间了 向的四 正排个 四斥杂 面最化 体小轨 的，道 四个在 个杂空 顶化间 点轨尽 。道可 的能 伸远 展离 方， 4
大π 键
C6 H6
C6H6的大π键（离域键）
3.sp
乙炔C2H2的分子模型
sp 杂 化 轨 道
两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成sp-sp 键， 另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两 个sp-s键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠， 形成两个相互垂直的P-P键，形成乙炔分子。