第2节第一课时 共价键与分子的空间构型

第2节 共价键与分子的空间构型（第1课时）
【学习目标】
1.认识共价分子结构的多样性和复杂性.
2.认识三种杂化类型，会分析杂化轨道与原子轨道的关系
3.能用杂化轨道理论分析甲烷、乙烯、乙炔，苯等典型分子的空间构型 【学习重难点】
杂化轨道理论的基本思想及利用该理论解释典型分子中共价键的形成与空间构型。

1.写出碳原子轨道排布式，指出单电子的个数及对应的轨道。

结合共价键
的形成和饱和性，
判断碳原子与氢原子形成共价键时可与几个氢原子结合？写出的化学式与事实相符吗？ 思考出现差异的原因及解决方法。

2.s 轨道与p 轨道的杂化的形式主要有哪三种？，它们的空间的构型分别是什么样的？
3.甲烷、乙烯、乙炔、氨气、苯分子的的结构式、分子的空间构型、键角以及中心碳原子 的杂化方式。

1.下列对sp 3
、sp 2
、sp 杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是 A.sp 杂化轨道的夹角最大 B.sp 2
杂化轨道的夹角最大 C.sp 3杂化轨道的夹角最大
D.sp 3
、sp 2
、sp 杂化轨道的夹角相等
2.乙烯分子中含有4个C —H 和1个C=C 双键，6个原子在同一平面上。

下列关于乙烯分子 的成键情况分析正确的是
A 。

每个C 原子的2s 轨道与2p 轨道杂化，形成两个sp 杂化轨道
B 。

每个
C 原子的1个2s 轨道与2个2p 轨道杂化，形成3个sp 2
杂化轨道 C 。

每个C 原子的2s 轨道与3个2p 轨道杂化，形成4个sp 3
杂化轨道
D 。

每个C 原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p 轨道 杂化与分子的空间构型
【问题组1】甲烷分子的立体构型
通过分析甲烷分子的正四面体构型形成过程，小组讨论下列问题并请小组代表发表看法。

1、通过观察示意图描述碳原子杂化的过程，以及杂化前后轨道能量大小的比较。

2、结合示意图思考杂化后轨道的空间构型为什么是正四面体？
3、通过观察示意图描述甲烷中各个键的形成过程及键的类型。

【问题组2】乙烯、乙炔、苯分子的空间构型
通过探究乙烯、乙炔、苯分子中共价键的形成及分子空间构型，小组讨论下列问题并请小组代表发表看法。

1、三分子的结构式、空间构型及键角。

2、通过观察示意图描述碳原子的杂化方式及杂化过程。

3、通过观察示意图描述各个键的形成过程及键的类型。

sp2杂化：
sp1杂化：
杂化后的空间位置关系示意图：
（sp2杂化）（sp1杂化）
乙烯、乙炔中共价键的形成过程示意图：
在形成共价键时，优先形成“头碰头”的σ键，在此基础上才能形成“肩并肩”的 键。

（乙烯） （乙炔）
【问题组3】
事实验证：氨气中氮原子采用sp 3
杂化，但是氨气的分子构型是三角锥形， 键角为107.30
，为什么？讨论分析氨分子的形成过程。

回答： ①氮原子的杂化过程及各个杂化轨道中电子的数目。

②各个键的形成过程。

③键角为107.30
而非109.50
的原因。

【课堂小结】
1：杂化类型与杂化轨道的数量之间的关系。

2：杂化轨道的数量与轨道构型及夹角的关系。

3：杂化轨道构型与分子空间构型的关系。

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 （ ）
A.C 原子的四个杂化轨道的能量一样
B.C 原子的sp 3
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sp 3
杂化轨道
D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
2、在乙烯（CH2=CH2）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
3、有关乙炔(CH≡CH)分子中的化学键描述不正确的是（）
A．两个碳原子采用sp杂化方式
B．两个碳原子采用sp2杂化方式
C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D．两个碳原子形成两个π键
4、下列说法中不正确的是（）
A、分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）之间存在相互排斥作用
B、分子中的价电子对之间趋向于彼此远离
C、分子在很多情况下并不是尽可能采取对称的空间构型
D、当杂化轨道数目分别是2、3、4时，杂化轨道的几何构型分别为直线型、平面三角型、
正四面体型
5、苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是（）
A．分子中不存在π键 B．分子中存在6电子大π键，结构稳定
C．分子是平面结构 D．分子中只存在σ键
1、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是
A、CO2
B、H2S
C、PCl3
D、SiCl4
2、下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是
A、CO2
B、PCl3
C、CCl4
D、NO2
3、下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是
A、 sp杂化轨道的夹角最大
B、 sp2杂化轨道的夹角最大
C、 sp3杂化轨道的夹角最大
D、 sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
4、乙烯分子中含有4个C—H和1个C=C双键，6个原子在同一平面上。

下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是
A 、每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道
B 、每个C原子的1个2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道
C 、每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道
D 、每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道
5、下列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是
A、XeO4
B、BeCl2
C、CH4
D、PCl3
6、写出你知道的分子具有以下形状的物质的化学式，并指出它们分子中的键角分别是？
（1）直线形
（2）平面三角形
（3）三角锥形
（4）正四面体
7、通过复习和阅读参考资料，总结“杂化轨道理论”，并用典型分子去验证你的“总结”，
如有缺陷，请分析原因并完善你的“总结”。

①然后利用你的“总结”判断BeCl2、BF3、CO2分子中原子的杂化方式及空间构型。

②解释水分子中各个键的形成过程及空间构型。

8、苯分子的形成过程及空间构型
①指出苯的分子构型、键角，利用“结论”判断碳原子的杂化方式。

②杂化后每个碳原子都剩余一个未参与杂化的p轨道，可不可以两两之间形成 键？并利
用苯的化学性质来验证。

9、苯能否使酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液褪色？
10、根据苯的结构体会苯所具有的性质，并与乙烯、乙炔结构和性质进行比较，有何异同？。