判断分子空间几何构型的简单方法
判断分子空间几何构型的简单方法
电子对数目成键电子对
数目孤电子对数
目
分子的空间
构型
实例
2 2 0 直线型二氧化碳
3 3 0 三角形三氟化硼
2 1 V型二溴化锌4 4 0 四面体甲烷
3 1 三角锥氨气
2 2 V型水
5 5 0 三角双锥五氯化磷
4 1 变形四面体四氟化硫
3 2 T型三氟化溴
2 3 直线型二氟化氙6 6 0 八面体六氟化硫
5 1 四角锥五氟化碘
4 2 正方形四氟化氙以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配
位原子中氢原子的个数。
当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断
V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0,
∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型
BF3分子构型的判断
V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0,
∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形
PCl5分子构型的判断
V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0,
∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥
SF4分子构型的判断
V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1,
∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体
BrF3分子构型的判断
V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2,
∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型
SF6分子构型的判断
V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0,
∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体
XeF4分子构型的判断
V=8＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=2,
∴G=m＋n=2＋4=6，所以XeF4的分子构型为正方形
当配位原子中有氢原子且V＜16时：V=2r＋8n＋2m，
G=m＋n＋r。例：CH4分子构型的判断
V=4＋1×4=2r＋8n＋2m，这里r=4，n=0，∴m=0，
∴G=m＋n＋r=0＋0＋4=4，所以CH4的分子构型为四面体
NH3分子构型的判断
V=5＋1×3=2r＋8n＋2m，这里r=3，n=0，∴m=1，
∴G=m＋n＋r=1＋0＋3=4，所以NH3的分子构型为三角锥
H2O分子构型的判断
V=6＋1×2=2r＋8n＋2m，这里r=2，n=0，∴m=2，
∴G=m＋n＋r=2＋0＋2=4，所以H2O的分子构型为V 型
HClO分子构型的判断
V=1＋7＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=2，
∴G=m＋n＋r=2＋1＋1=4，所以HClO的分子构型为V 型
HNO分子构型的判断
V=1＋5＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=1，
∴G=m＋n＋r=1＋1＋1=3，所以HNO的分子构型为V 型
HCN分子构型的判断
V=1＋4＋5=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=0，
∴G=m＋n＋r=0＋1＋1=2，所以HCN的分子构型为直线型
注：以上所介绍的方法只有当V为偶数时才适用，当V 为奇数时，只需将V和G看成比它们大1的偶数即可！
判断分子的构型
二、判断分子构型——价层电子对互斥理论（VSEPR） 现代化学的重要基础之一是分子（包括带电荷的离子）的立体结构。实验测出，SO3分子是呈平面结构的，O—S—O的夹角等于120o，而SO32－离子却是呈三角锥体，硫是锥顶，三个氧原子是三个锥角，象一架撑开的照相用的三角架。又例如SO2的三个原子不在一条直线上，而CO2却是直线分子等等。价层电子对互斥理论用以预测简单分子或离子的立体结构，我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构，并用来进一步确定分子或离子的结构。 价层电子对互斥理论认为，在一个共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。所谓价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些，这样电子对彼此之间的排斥力最小，整个分子最为稳定。这样也就决定了分子的空间结构。也正因此，我们才可以用价层电子对很方便地判断分子的空间结构。例如：甲烷分子（CH4），中心原子为碳原子，碳有4个价电子，4个氢原子各有一个电子，这样在中心原子周围有8个电子，4个电子对，所以这4个电子对互相排斥，为了使排斥力最小，分子最稳定，它们只能按正四面体的方式排布。这样就决定了CH4的正四面体结构。 利用VSEPR推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下： ①确定中心原子A价层电子对数目。中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半，就是中心原子A价层电子对的数目。例如BF3分子，B原子有3个价电子，三个F原子各提供一个电子，共6个电子，所以B 原子价层电子对数为3。计算时注意：(ⅰ)氧族元素（ⅥA族）原子作为配位原子时，可认为不提供电子（如氧原子有6个价电子，作为配位原子时，可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构），但作为中心原子时，认为它提供所有的6个价电子。(ⅱ)如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－离子中P原子的价层电子数应加上3，而NH4＋离子中N原子的价层电子数则应减去1。(ⅲ)如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。如NO2分子中N原子有5个价电子，O原子不提供电子。因此中心原子N价层电子总数为5，当作3对电子看待。 ②确定价层电子对的空间构型。由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示：
苏教版高中化学选修3讲义分子的空间构型
第一单元分子构型与物质的性质 第1课时分子的空间构型目标与素养：1.能准确判断共价分子中中心原子的杂化轨道类型，能用杂化轨道理论和价层电子对理论判断分子的空间构型。(宏观辨识与微观辨析)2.利用“等电子原理”推测分子或离子中中心原子的杂化轨道类型及空间构型。(证据推理与模型认知) 一、杂化轨道理论与分子的空间构型 1．sp3杂化与CH4分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s轨道上的1个电子进入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。 (2)sp3杂化轨道的空间指向 碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，每个轨道上都有一个未成对电子。 (3)共价键的形成 碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的σ键。 (4)CH4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°。
(1)杂化轨道数与参与杂化的原子轨道数相同，但形状不同。 (2)杂化轨道为使相互间的排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同。 (3)杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 (4)未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。 2．sp2杂化与BF3分子的空间构型 (1)sp2杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。 (2)sp2杂化轨道的空间指向 硼原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的三个顶点，3个sp2杂化轨道间的夹角为120°。 (3)共价键的形成 硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的1个2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。 (4)BF3分子的空间构型 BF3分子的空间构型为平面三角形，键角为120°。 3．sp杂化与BeCl2分子的空间构型 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。 (2)sp杂化轨道的空间指向 两个sp杂化轨道呈直线形，其夹角为180°。
空间几何体的结构的教学设计
人教版必修2“空间几何体的结构(一)”的教学设计 一、设计思想 立体几何初步是几何学的重要组成部分，也是新课程改动较大的内容之一．《空间几何体的结构》是新课程立体几何部分的起始课程，是立体几何课程的重要内容，根据新课程的要求，这一部分的教学，就是加强几何直观的教学，适当进行思辨论证，引入合情推理．基于这样的要求，《空间几何体的结构》一课的设计，笔者以培养学生的几何直观能力，抽象概括，合情推理能力，空间想象能力为指导思想，运用建构主义教学原理，用观察实物抽象出空间图形----用文字描述空间图形-----用数学语言定义空间图形这三部曲来构建课堂主框架．每一个概念的得出都与实物相结合，让学生经历观察、归纳、分类、抽象、概括这一过程．整个设计从增强学生参与数学学习的意愿入手，在学生明确学习任务的基础上，在有序列地解决问题中展开学习，运用激活、展示、应用、和整合策略，以师、生、文本三者间的多维对话为手段，最终达到提高学生参与数学学习能力的目标，取得教学的实效性．过程中让学生体验有关的数学思想，提高学生自主学习、分析问题和解决问题的能力，培养学生合作学习的意识． 二、教材分析 本节课《空间几何体的结构》选自普通高中课程标准实验教科书《数学》人教A版必修2第一章的第一节，课标对空间几何体的结构的教学要求为：认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征，并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构，发展几何直观能力．教材首先让学生观察现实世界中实物的图片，引导学生将观察到的实物进行归纳、分类、抽象、概括，得出柱体、锥体、台体的结构特征，在此基础上给出由它们组合而成的简单几何体的结构特征．《省学科教学指导意见》将这一节内容安排为两课时，笔者的设计的是第一课时，本节内容在义务教育数学课程“空间与图形”已有所涉及，但要求不同，素材更为丰富，即区别在于学习的深度和概括程度．笔者认为教学时，不能认为这部分的要求是降低了，讲课时一带而过，要领会新课标的意图，加强几何直观的训练，在引导学生直观感受空间几何体结构特征的同时，学会类比，学会推理，学会说理． 三、学情分析 学生在义务教育阶段学习“空间与图形”时，已经认识了一些具体的棱柱（如正方体、长方体等），对圆柱、圆锥和球的认识也比较具体，能从具体的物体抽象出相应的几何体模型，但没有学习柱体、锥体的定义，只停留在“看”的层面．本节课对它们的研究的更为深入，给出了它们的结构特征．同时，还学习了棱台的有关知识，比义务教育阶段数学课程“空间与图形”部分呈现的组合体多，复杂程度也加大．学生在学习本课时，通过观察实物抽象出空间图形是容易的，但要上升到用数学语言定义空间图形就比较困难．所以笔者让学生在课前先做一些柱体、锥体、台体的模型，教学过程中，每一个空间图形的定义，都通过学生观察他们自己所做的模型，结合教师、教材提供的图片，再讨论得出．
电子排布式杂化轨道理论判断分子空间构型练习题(附答案)
电子排布式杂化轨道理论判断分子空间构型练习题 一、单选题 1.下列不属于共价键成键因素的是( ) A.共用电子对在两原子核之间高概率出现 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低,趋于稳定 D.两原子体积大小要适中 2.关于CS 2、SO 2、NH 3三种物质的说法中正确的是( ) A.CS 2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子 B.SO 2和NH 3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子 C.CS 2为非极性分子,所以在三种物质中熔、沸点最低 D.NH 3在水中溶解度很大只是由于NH 3分子有极性 3.下列说法正确的是( ) A.若把H 2S 分子写成H 3S 分子,违背了共价键的饱和性 B.H 3O +的存在说明共价键不具有饱和性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两核之间 4.374℃、22.1MPa 以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H +和OH -，由此可知超临界水（ ） A.显中性，pH 等于7 B.表现出非极性溶剂的特性 C.显酸性，pH 小于7 D.表现出极性溶剂的特性 5.某物质的实验式为43PtCl 2NH ?,其水溶液不导电,加入3AgNO 溶液也不产生沉淀,以强碱处理并没有3NH 放出,则关于此化合物的说法中正确的是( ) A. 配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B. 该配合物可能是平面正方形结构 C. -Cl 和3NH 分子均与4+Pt 配位 D. 配合物中-Cl 与4+Pt 配位,而3NH 分子不配位 6.下列说法中正确的是( ) A.NO 2、SO 2、BF 3、NCl 3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构 B.P 4和CH 4都是正四面体形分子且键角都为109°28′ C.4NH +的电子式为 ,离子呈平面正方形结构 D.NH 3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强
判断分子的构型上课讲义
学习资料 二、判断分子构型——价层电子对互斥理论（VSEPR） 现代化学的重要基础之一是分子（包括带电荷的离子）的立体结构。实验测出，SO3分子是呈平面结构的，O—S—O的夹角等于120o，而SO32－离子却是呈三角锥体，硫是锥顶，三个氧原子是三个锥角，象一架撑开的照相用的三角架。又例如SO2的三个原子不在一条直线上，而CO2却是直线分子等等。价层电子对互斥理论用以预测简单分子或离子的立体结构，我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构，并用来进一步确定分子或离子的结构。 价层电子对互斥理论认为，在一个共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何构型主要决定于中心原子的价电子层中电子对的数目。所谓价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能地远些，这样电子对彼此之间的排斥力最小，整个分子最为稳定。这样也就决定了分子的空间结构。也正因此，我们才可以用价层电子对很方便地判断分子的空间结构。例如：甲烷分子（CH4），中心原子为碳原子，碳有4个价电子，4个氢原子各有一个电子，这样在中心原子周围有8个电子，4个电子对，所以这4个电子对互相排斥，为了使排斥力最小，分子最稳定，它们只能按正四面体的方式排布。这样就决定了CH4的正四面体结构。 利用VSEPR推断分子或离子的空间构型的具体步骤如下： ①确定中心原子A价层电子对数目。中心原子A的价电子数与配位体X提供共用的电子数之和的一半，就是中心原子A价层电子对的数目。例如BF3分子，B原子有3个价电子，三个F原子各提供一个电子，共6个电子，所以B 原子价层电子对数为3。计算时注意：(ⅰ)氧族元素（ⅥA族）原子作为配位原子时，可认为不提供电子（如氧原子有6个价电子，作为配位原子时，可认为它从中心原子接受一对电子达到8电子结构），但作为中心原子时，认为它提供所有的6个价电子。(ⅱ)如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43－离子中P原子的价层电子数应加上3，而NH4＋离子中N原子的价层电子数则应减去1。(ⅲ)如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对看待。如NO2分子中N原子有5个价电子，O原子不提供电子。因此中心原子N价层电子总数为5，当作3对电子看待。 ②确定价层电子对的空间构型。由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离。于是价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系如下表所示： 仅供学习与参考
空间几何体的三视图经典例题
一、教学目标 1. 巩固空间几何体的结构及其三视图和直观图 二、上课内容 1、回顾上节课内容 2、空间几何体的结构及其三视图和直观图知识点回顾 3、经典例题讲解 4、课堂练习 三、课后作业 见课后练习 一、上节课知识点回顾 1．奇偶性 1）定义：如果对于函数f(x)定义域内的任意x都有f(－x)=－f(x)，则称f(x)为奇函数；如果对于函数f(x)定义域内的任意x都有f(－x)=f(x)，则称f(x)为偶函数。 如果函数f(x)不具有上述性质，则f(x)不具有奇偶性.如果函数同时具有上述两条性质，则f(x)既是奇函数，又是偶函数。 2）利用定义判断函数奇偶性的格式步骤：
○1首先确定函数的定义域，并判断其定义域是否关于原点对称；○2确定f(－x)与f(x)的关系；○3作出相应结论： 若f(－x) = f(x) 或f(－x)－f(x) = 0，则f(x)是偶函数；若f(－x) =－f(x) 或f(－x)＋f(x) = 0，则f(x)是奇函数 3）简单性质： ①图象的对称性质：一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称；一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y轴对称； 2．单调性 1）定义：一般地，设函数y=f(x)的定义域为I，如果对于定义域I内的某个区间D 内的任意两个自变量x1，x2，当x1 判断分子空间几何构型的简单方法 电子对数目成键电子对 数目孤电子对数 目 分子的空间 构型 实例 2 2 0 直线型二氧化碳 3 3 0 三角形三氟化硼 2 1 V型二溴化锌4 4 0 四面体甲烷 3 1 三角锥氨气 2 2 V型水 5 5 0 三角双锥五氯化磷 4 1 变形四面体四氟化硫 3 2 T型三氟化溴 2 3 直线型二氟化氙6 6 0 八面体六氟化硫 5 1 四角锥五氟化碘 4 2 正方形四氟化氙以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配 位原子中氢原子的个数。 当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断 V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型 BF3分子构型的判断 V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形 PCl5分子构型的判断 V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥 SF4分子构型的判断 V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1, ∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体 BrF3分子构型的判断 V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型 SF6分子构型的判断 V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体 XeF4分子构型的判断 第六节简单分子的空间结构 在前面几节，我们学习了几种常见的空间模型，本节将着重探讨简单分子的空间构型。这里会涉及不少杂化理论、价层电子互斥理论、离域π键和等电子体原理，本节不着重探讨，请大家参考有关竞赛和大学参考书，或是《高中化学竞赛辅导习题集——三维化学》选编的某些内容。下表是通过杂化理论和价层电子互斥理论确定的常见分子的空间构型，供大家参考。 【讨论】给出一个分子或离子，我们一般先找出中心原子，确定它的成键电子对数和孤电子对数，判断杂化类型和电子对构型，再判断分子或离子的构型。由于等电子体具有类似的空间结构，我们也可以据此判断复杂的分子或离子的空间构型。我们结合以下例题具体讨论。 【例题1】磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。① 【分析】PCl5中心原子P有3d轨道，能与3s、3p轨道一起参与杂化，杂化类型为sp3d，构型为三角双锥。第二问是通过同位素来考察三角双锥的空间构型：“三角”是一个正三角形的三个顶点，等价的三个点；“双锥”是对称的两个锥顶。P35Cl5的37Cl的一取代物可在角上和锥顶上2种情况；37Cl的二取代物可在两个角上、两个锥顶上和一个角一个锥顶上3种情况；利用对称性，三取代物、四取代物与二取代物、一取代物是相同的。共计有(1＋2＋3)×2＝12种。 【解答】N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5。 12种。 【练习1】PCl5是一种白色固体，加热到160℃不经过液态阶段就变成蒸气，测得180℃下的蒸气密度（折合成标准状况）为9.3g/L，极性为零，P－Cl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250℃时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得P－Cl 的键长为198pm和206pm两种。（P、Cl相对原子质量为31.0、35.5）回答如下问题： ①180℃下，PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。 ②在250℃下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。 ③PCl5熔体为什么能导电？用最简洁的方式作出解释。 ④PBr5气态分子结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，但经测定其中 电离能与电负性变化 同周期（左右）同主族（上下） 原子结构核电荷数逐渐增大增大 能层（电子层）数相同增多 原子半径逐渐减小逐渐增大 元素性质化合价最高正价由+1+7负价 数=（8—族序数） 最高正价和负价数均相同，最高 正价数=族序数 元素的金属性和非 金属性 金属性逐渐减弱，非金属性 逐渐增强 金属性逐渐增强，非金属性逐渐 减弱 第一电离能呈增大趋势（注意反常点： ⅡA族和ⅢA族、ⅤA族和 ⅥA族） 逐渐减小 电负性逐渐增大逐渐减小 3.元素电离能和元素电负性 第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1).原子核外电子排布的周期性. 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化. (2).元素第一电离能的周期性变化. 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化: ★同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小； ★同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势. 说明： ①同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、P ②.元素第一电离能的运用： a.电离能是原子核外电子分层排布的实验验证. b.用来比较元素的金属性的强弱. I1越小，金属性越强，表征原子失电子能力强弱. (3).元素电负性的周期性变化. 元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。 随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势. 电负性的运用: a.确定元素类型(一般>1.8，非金属元素；<1.8，金属元素). b.确定化学键类型(两元素电负性差值>1.7，离子键；<1.7，共价键). c.判断元素价态正负（电负性大的为负价，小的为正价）. d.电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数（表征原子得电子能力强弱）. 例8.下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是A．K、Na、Li B．N、O、C C．Cl、S、P D．Al、Mg、Na 1.1空间几何体的结构 第一章：空间几何体 第一课时 §1.1. 柱、锥、台、球的结构特征 一、教学目标 1．知识与技能 （1）通过实物操作, 课件展示，增强学生的直观感知. （2）能根据几何结构特征对空间物体进行分类. （3）会用语言概述棱柱、棱锥、棱台、（圆柱、圆锥、圆台、球）的结构特征. （4）会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类. 2．过程与方法 （1）让学生通过直观感受空间物体, 从实物中概括出棱柱、棱锥、棱台、的几何 结构特征. （2）让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识. 3．情感态度与价值观 （1）使学生感受空间几何体存在于现实生活周围, 增强学生学习的积极性，同时 提高学生的观察能力. （2）培养学生的空间想象能力和抽象括能力. 二、教学重点、难点 重点：让学生感受大量空间实物及模型、概括出柱、锥、台、球的结构特征。 难点：柱、锥、台、球的结构特征的概括. 三、教学用具 （1）学法：观察、思考、交流、讨论、概括. （2）课件 四、教学过程 （一）课题导入 1. 展示世界经典建筑，教师提出问题： 经典的建筑给人以美的享受, 你知道其中的奥秘吗？引出几何学, 空间几 何体的概念. 2．所举的建筑物由哪些几何体组合而成？（展示具有柱、锥、台、球结构 特征的空间物体），你能通过观察, 根据某种标准对这些空间物体进行分类吗？这 是我们所要学习的内容. （二）新知探研 （1）多面体、旋转体: 1. 引导学生总结多面体及多面体的面、棱、顶点的定义; 旋转体及旋转体的 轴的定义. 给出实物图片让学生按多面体、旋转体给几何体分类, 老师评价. （2）棱柱 : 判断分子空间几何构型的简单方法 以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配位原子中氢原子的个数。 当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断 V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型 BF3分子构型的判断 V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形 PCl5分子构型的判断 V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥 SF4分子构型的判断 V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1, ∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体 BrF3分子构型的判断 V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型 SF6分子构型的判断 V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体 XeF4分子构型的判断 V=8＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋4=6，所以XeF4的分子构型为正方形 当配位原子中有氢原子且V＜16时：V=2r＋8n＋2m， G=m＋n＋r。 例：CH4分子构型的判断 V=4＋1×4=2r＋8n＋2m，这里r=4，n=0，∴m=0，∴G=m＋n＋r=0＋0＋4=4，所以CH4的分子构型为四面体NH3分子构型的判断 V=5＋1×3=2r＋8n＋2m，这里r=3，n=0，∴m=1， ∴G=m＋n＋r=1＋0＋3=4，所以NH3的分子构型为三角锥 H2O分子构型的判断 V=6＋1×2=2r＋8n＋2m，这里r=2，n=0，∴m=2， ∴G=m＋n＋r=2＋0＋2=4，所以H2O的分子构型为V型 HClO分子构型的判断 V=1＋7＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=2， ∴G=m＋n＋r=2＋1＋1=4，所以HClO的分子构型为V型HNO分子构型的判断 V=1＋5＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=1， ∴G=m＋n＋r=1＋1＋1=3，所以HNO的分子构型为V型HCN分子构型的判断 V=1＋4＋5=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=0， ∴G=m＋n＋r=0＋1＋1=2，所以HCN的分子构型为直线型 注：以上所介绍的方法只有当V为偶数时才适用，当V 为奇数时，只需将V和G看成比它们大1的偶数即可！ 空间构型步骤 价层电子对理论(VSEPR theory)预测分子空间构型步骤为： 1.确定中心原子中价层电子对数 中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和减去离子带电荷数除以2 即[价电子对数=1/2(中心原子的价电子数+配位原子提供的σ电子数-离子电荷代数值）]，即为中心原子的价层电子对数。 规定：(1)作为配体，卤素原子和H 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； (3)对于复杂离子，在计算价层电子对数时，还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数 (4)计算电子对数时，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。 2．判断分子的空间构型 根据中心原子的价层电子对数，从表中找出相应的价层电子对构型后，再根据价层电子对中的孤对电子数，确定电子对的排布方式和分子的空间构型。 电子对数电子对空间排 布 孤电子对数分子类型分子形状（分子空间构型）实例 2 直线0 AB2 直线BeCl2 3 平面三角形0 AB3 平面三角形BF3 1 . . :AB2 V型SnCl2 4 正四面体0 AB4 正四面体CH4 1 :AB3 三角锥NH3 2 . . :AB2 V型H2O 5 三角双锥0 AB5 三角双锥PCL5 1 :AB4 变形四面体TeCl4 2 . . :AB3 T型ClF3 3 . . :AB2 . . 直线I3- 6 正八面体0 AB6 正八面体SF6 1 :AB5 四方锥IF5 2 . . :AB4 平面正方形ICl4 实例分析:试判断PCl5 离子的空间构型。 解：P离子的正电荷数为5，中心原子P有5个价电子，Cl原子各提供1个电子，所以P原子的价层电子对数为（5+5-0）/2 = 5，其排布方式为三角双锥。因价层电子对中无孤对电子，所以PCl5 为三角双锥构型。实例分析：试判断H2O分子的空间构型。解：O是H2O分子的中心原子，它有6个价电子，与O化合的2个H原子各提供1个电子，所以O原子价层电子对数为（6+2）/2 = 4，其排布方式为四面体，因价层电子对中有2对 判断分子空间几何构型的简单方法 以下用G表示电子对数目，V表示分子中所有原子最外层电子数的和，n表示配位原子中除了氢原子以外的其它原子的个数，m表示孤电子对数目，r表示配位原子中氢原子的个数。 当配位原子中没有氢原子且V≥16时：V=8n＋2m，G=m＋n 例：CO2分子构型的判断 V=4＋6×2=8n＋2m，这里n=2，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋2=2，所以CO2的分子构型为直线型 BF3分子构型的判断 V=3＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋3=3，所以BF3的分子构型为三角形 PCl5分子构型的判断 V=5＋7×5=8n＋2m，这里n=5，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋5=5，所以PCl5的分子构型为三角双锥 SF4分子构型的判断 V=6＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=1, ∴G=m＋n=1＋4=5，所以SF4的分子构型为变形四面体 BrF3分子构型的判断 V=7＋7×3=8n＋2m，这里n=3，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋3=5，所以BrF3的分子构型为T型 SF6分子构型的判断 V=6＋7×6=8n＋2m，这里n=6，∴m=0, ∴G=m＋n=0＋6=6，所以SF6的分子构型为八面体 XeF4分子构型的判断 V=8＋7×4=8n＋2m，这里n=4，∴m=2, ∴G=m＋n=2＋4=6，所以XeF4的分子构型为正方形 当配位原子中有氢原子且V＜16时：V=2r＋8n＋2m， G=m＋n＋r。例：CH4分子构型的判断 V=4＋1×4=2r＋8n＋2m，这里r=4，n=0，∴m=0，∴G=m＋n＋r=0＋0＋4=4，所以CH4的分子构型为四面体NH3分子构型的判断 V=5＋1×3=2r＋8n＋2m，这里r=3，n=0，∴m=1， ∴G=m＋n＋r=1＋0＋3=4，所以NH3的分子构型为三角锥 H2O分子构型的判断 V=6＋1×2=2r＋8n＋2m，这里r=2，n=0，∴m=2， ∴G=m＋n＋r=2＋0＋2=4，所以H2O的分子构型为V型 HClO分子构型的判断 V=1＋7＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=2， ∴G=m＋n＋r=2＋1＋1=4，所以HClO的分子构型为V型HNO分子构型的判断 V=1＋5＋6=2r＋8n＋2m，这里r=1，n=1，∴m=1， ∴G=m＋n＋r=1＋1＋1=3，所以HNO的分子构型为V型 杂化轨道数的计算方法和空间构型 一、杂化轨道数(价层电子对数n)的计算方法 方法一：价层电子对互斥理论（VSEPR） 公式：n＝[中心原子价电子数+ 每个配原子提供的价电子数×m－电荷数]÷2 注意式中： (1)中心原子的价电子数=主族序数 例如：B：3，C：4，N：5，O：6，X：7，稀有气体：8 (2)配位原子提供的价电子数： H与卤素：1，O与S为0 N原子做配位原子时为-1 (3)电荷数:要把“±”一起代进去。 例1：SO2(6+0)/2=3 sp2杂化。 例2：SO3(6+0)/2=3 sp2杂化。 例3：SO32－(6+0+2)/2=4 sp3杂化。 例4：SO42－(6+0+2)/2=4 sp3杂化。 例5：CN－（4－1+1）/2=2 sp杂化。 例6：NH4+(5+4－1)/2=4 sp3杂化。 例7：ClO3－(7+0+1)/2=4 sp3杂化。 例8：PO33－(5+0+3)/2=4 sp3杂化。 例9：PO43－(5+0+3)/2=4 sp3杂化。 练习：sp杂化：BeCl2、CO2； sp2杂化：BF3、HCHO； sp3杂化CH4、NH3、H2O。 方法二：因为杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，故有： 公式：杂化轨道数n=中心原子σ键个数+孤电子对数 例：HClO中心原子为O：H- -Cl n=2+2=4 结合上述信息完成下表： 代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构 CO22+0＝2 sp 直线形 CH2O 3+0＝3 sp2平面三角形 CH44+0＝4 sp3正四面体型 SO22+1＝3 sp2V形 NH33+1＝4 sp3三角锥型 H2O 2+2＝4 sp3V形 1 微型专题(五) 分子(离子)空间构型与杂化轨道类型的判断 [核心素养发展目标] 1.能利用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论判断和解释分子或离子的空间构型。2.能利用共价键类型及杂化轨道理论判断中心原子的杂化类型。 一、杂化轨道类型的判断 例 1下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A．BeCl2与BF3B．CO2与SO2 C．CCl4与NH3D．C2H2与C2H4 答案 C 解析BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化轨道类型分别为sp、sp2。CO2分子中杂化轨道数为2，SO2分子中杂化轨道数为3，中心原子杂化轨道类型分别为 sp、sp2。C项中中心原子杂化轨道类型都为sp3。D项中中心原子杂化轨道类型分别为sp、sp2。 含双键或叁键的分子的中心原子的杂化轨道类型还可以根据π键数目判断，如1个CO2、C2H2、C2H4分子中π键数目分别为2、2、1，碳原子杂化轨道类型分别为sp、sp、sp2。 相关链接 杂化轨道类型判断方法小结 (1)由杂化轨道数目判断 杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数。 即： 杂化轨道数 2 3 4 杂化轨道类型 sp sp 2 sp 3 (2)根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型： ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体型或三角锥型，则分子的中心原子采取sp 3 杂化； ②若杂化轨道在空间的分布为平面三角形，则分子的中心原子采取sp 2 杂化； ③若杂化轨道在空间的分布为直线形，则分子的中心原子采取sp 杂化。 (3)根据杂化轨道之间的夹角判断中心原子杂化轨道类型；若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子采取sp 3 杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子采取sp 2 杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子采取sp 杂化。 变式1 下列分子的空间构型可用sp 2 杂化轨道来解释的是( ) ①BF 3 ②CH 2==CH 2 ③ ④CH≡CH⑤PH 3 ⑥CH 4 A ．①②③ B ．①⑤⑥ C ．②③④ D ．③⑤⑥ 答案 A 解析 BF 3、PH 3、CH 4中心原子的杂化轨道数分别为12×(3＋3)＝3、12×(5＋3)＝4、1 2×(4＋4) ＝4，所以B 、P 、C 的杂化类型分别为sp 2 、sp 3 、sp 3 杂化。双键C 原子采取sp 2 杂化、叁键C 原子采取sp 杂化，C 2H 4中C 原子为sp 2 杂化，C 2H 2中C 原子为sp 杂化。C 6H 6中的C 原子采取 1940年，西奇威克(Sidgwick)等在总结实验事实的基础上提出了一种简单的模型，用于预测简单分子或离子的立体结构。六十年代初，吉列斯比和尼霍尔姆(Nyholm)等发展了这一模型。因该模型思想方法质朴浅显，在预见分子结构方面简单易行，而成为大学基础化学的基本教学内容，并于新一轮课程改革中引入高中化学教学。这就是价层电子对互斥模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion)，常以其英文的缩写形式VSEPR来表示。 1、来自生活中的一个游戏现象 吹气球是大家熟悉的生活游戏，如果将每个气球吹成一样大小，将其中的两个通过吹气口系在一起，你会发现这两个气球自然成一直线，再向其中加入一个气球并通过吹气口系在一起，你会发现这三个气球均匀地分开成正三角形分布。依次再向其中加入一个气球并通过吹气口系在一起，你会有什么预期?你会发现结果与你的预期如此地吻合：四个大小相同的气球成正四面体分布，五个大小相同的气球成三角双锥分布，六个大小相同的气球成正八面体分布。见图： 我们很容易从这一游戏现象受到启迪：当物体所占空间因素相同时，它们彼此趋向均匀分布。这一规律在自然界乃至人类社会生活中并不鲜见，我们不难找到类似的和接近的例子。 2、VSEPR模型要点 VSEPR模型认为，分子的几何构型总是采取电子对排斥作用最小的那种结构。因为这样可使体系的能量最低，中心原子价层的电子对总是按照最合适的空间方式进行分布。见下表。 VSEPR模型简朴通俗，应用简单易行，显现了它的独特魅力并引人入胜。 3、VSEPR模型判别分子构型的基本程序 中心原子的价层如果没有孤电子对，那么每一个电子对就代表一个共价键，此时电子对的空间分布就是分子的几何构型。例如，BeCl2分子中Be原子的两个价电子分别与两个Cl原子形成的两个共价键，没有孤电子对，故它是直线型结构。又如CH4分子中的C原子价层有四个电子对，这四个价电子对代表了四条C-H健，C原子价层无孤电子对，故CH4属四面体结构。 如果中心原子的价层存在孤电子对时，则应先考虑不同电子对之间的斥力后，再确定分子的构型。不同电子对间斥力的大小的顺序是：孤电子对-孤电子对>孤电子对-键电子对>键电子对-键电子对。 价层电子对互斥模型是根据中心原子周围价层电子对的数目，确定价层电子对在中心原子周围的理想排布，然后再根据价层电子对间斥力的大小，以体系的排斥能最小为原则来确定分子的几何构型。 4、价层电子对和孤电子对的确定 用通式AX n L m来表示所有只含一个中心原子的分子或离子的组成，式中A表示中心原子，X表示配位原子(也叫端基原子)，下标n表示配位原子的个数，L表示中心原子上的孤电子对，下标m是电子对数。已知分子或离子的组成和原子的排列顺序时，m值可用下式确定：判断分子空间几何构型的简单方法
第六节 简单分子的空间结构
分子的空间构型(选修三)
《空间几何体的结构》教案.
判断分子空间几何构型的简单方法
空间构型步骤
判断分子空间几何构型的简单方法
分子空间构型推断
高中化学专题4微型专题五分子离子空间构型与杂化轨道类型的判断教案苏教版选修3
VSEPR模型判别分子构型