高中化学轨道杂化专题

配合物的结构
Ag(NH3)2+
H2 O H3N NH3 Cu H3N NH3 H2 O
Zn(NH3)42+
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 子 的 极 性
极性有无决定于 ：正负电荷中心是否重合（电偶极矩 为0）
正负电荷中心是否重合决定于：键的极性与分子构型
分子构型主要考察：配位原子是否对称分布（怎么理解 对称？）在中心原子周围使键的极性抵消。
（为什么NH3、H2O中H原子不认为是对称分布在中心原子周围？）
手性 分子 和手 性碳 原子
初步了解对映异够构体及其形成原因与学习的意义 从物体与镜像、海螺壳旋向、攀缘缠绕植物的茎蔓 旋向引入手性，认识手性现象的普遍性； 理解镜像、叠合与重合的含义。
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=4 两C=O 键夹角为1800; 价电子对按直线分布，
备课参考 ABm型分子价电子对数n的计算：(O与S配位原子以不提 供计价电子计) n=（中心原子的价电子数+各个配位原子提供的价电 子数）/2 HgCl2 (2+2)/2=2 H 2O (6+2)/2=4 BF3 (3+3)/2=3 CCl4 (4+4)/2=4; O=CCl2 (4+2)/2=3 PCl5、 (5+5)/2=5 NH3 (5+3)/2=4 SF6 (6+6)/2=6
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。 如，CO与N2(2原子10电子,键型物性 相似)， Si与Ge、AlP、GaAs(2原子8电子, 半导体), SiCl4与SiO44-、SO42- (5原子32 电子,正四面体构型)。 NH4+与CH4 、BH4- （5原子8电子, 正四面体构型)。 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。 理论发展：具 有相同价电子数和 相同原子数（H除 外）的分子或离子 可能具有相似的结 构特征。 备课参考
sp3
sp2
sp
sp2
正四面体
平面结构
直线型
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。 2. 分子的空间结构决定于什么？---杂化轨道理论
3. 分子空间结构的预测、解释与判断的一些理论----价 电子对互斥理论、等电子原理。
4. 为什么有对映异构？手性碳原子的存在形成具有对映 异构体的手性分子。
关于分子空间结构的推测
1。运用杂化轨道概念---如甲烷、乙烯、二氧化碳分子 的空间构型 CO2 C原子以SP杂化轨道与两个O原子的 一个 P电子形成σ键，C原子的两个P电子分 别和两个 O原子的另一个P电子和孤对电子形成两个三电子 键。 2。价层电子子对互斥理论（VSEPR）---分子中的价电 子对（成键电子对和孤对电子）由于相互排斥，尽可能趋 于彼此远离，形成单键的价电子对，在空间尽可能取对称 结构，使电子对斥力最小。 价电子对数目n=2、3、4，电子对几何分布呈直线、三 角形、正四面体。以此，可以确定分子构型。
理解认识对映异构体性质差异的重要性。
认识配合物
学习目标：能说明简单配合物的成键情况。 1．人类对配合物结构的认识（配合物的成键情 况） 问题解决：通过实例讨论配合物的形成条件、成键 情况 2．配合物的结构与性质 交流讨论：配合物的顺反异构 3．配合物的应用
活动与探究—拓展视野：通过实验与资料阅读，了解 配合物的的应用
编写 思路 实验 观察铜氨离 子的形成
几种配合物 的空间构型 Cu(NH3)42
+
认识配合 物结构 了解结构 与性质的 关系 配合物的 应用
Zn(NH3)42+
顺反异构
叶绿素结 构示意图 碳铂的结构模型
配合物的形成与结构
1。通过实验分析认识配合物的形成与应 用—CuSO4与过量氨水作用不生成沉淀， 难检验出NH3与Cu2+，可检验出SO42- ，用 硝酸溶解后，恢复蓝色，可用碱检验出 NH3，说明NH3与Cu2+的结合。 2。通过NH3形成NH4+的分析，认识配为位 键的形成，应用于分析NH3与Cu2+结的结合， 认识Cu(NH3)42+的结构，配位键形成的条 件。
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/ 。
3。用等电子原理判断：具有相同原子数（或重原子数） 的分子或离子，如果有相同的电子数（或价电子数），则具有 相同的结构特点。 如 CO、N2、C22-、C2H2 （10 个价电子、2个原子）， 直线型； CO2、N2O、C3H4 （16 个价电子、3个原子），直线型； O3、SO2、NO2- （18个价电子、3个原子），角形； NO3-、CO32-、BO33-、SO3（24个价电子、4个原子）三角 形 固体等电子体：金刚石、AlP、Si、AgI（8个价电子、2个 原子） 4。从分子的偶极矩判断— 备课参考 5。从是否形成离域键π或多中心键判断
分子的空间结构
1．杂化轨道理论简介、分子空间构型
拓展视野：价层电子对互斥理论；等电子原理 2．分子空间构型与分子的极性 3．手性碳原子与手性分子（对映异构）
中心内容：分子结构怎样影响物质性质的关系
通过具体实例了解分子的空间构型的含义、 能运用原子轨道、杂化轨道理论说明简单分子的空间 构型； 了解如何运用结构原理分析、判断分子的空间构型 （运用价电子对互斥理论确定分子的空间构型，运用等电 子原理判断简单分子或离子的空间构型）； 认识分子的极性并能简单说明分子极性的缘由、对物例说明分子立体结构对物质性质（极性、稳 定性、手性、物理性质的相似性等）的影响； 能运用分子结构的原理说明生产生活中的一些相关问题。
编写 思路
结构模拟
揭示分子构型与物质性质的关系
认识杂化 轨道
理解分 子构型
图4-8
NH3、H2O分子结构示意图
说明物 质性质
极性、旋光性、溶解性
杂化轨道
在成键时，能量相近的原子轨道形成杂化轨道。
NH4+
有机分子 碳原子轨 道 杂化方式 分子形状 特点
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
C 6 H6