高二化学分子的立体结构1(1)
高二化学选修三第二章第二节 第二课时 杂化轨道理论
实验[2—1]
向盛有固体样品的试管中，分别加1/3试管水 溶解固体，观察实验现象并填写下表
固体 CuSO4 CuCl2•2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr
白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色
溶液颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
无色离子： Na+ Cl- K + SO42 – 天蓝色离子： [Cu(H2O)4]2+
第二节 分子的立体结构
——杂化轨道理论 ——配合物理论
教学目标：
1. 会区分杂化轨道类型 2. 认识配合物及其结构
C原子轨道排布图
C
2s2 1s2
H原子轨道排布图
C
2p2 1s1
按照价键理论，甲烷的4个C-H单键都应该是σ键 碳原子（2p 轨道和2s轨道），跟1s原子轨道重叠
不可能得到四面体构型的甲烷分子
外外界 离界子
离
子 外界
配合物配 合 物
思 Fe3+是如何检验的？ 考 Fe3+的检验
Fe3+ + 3SCN— = Fe(SCN)3
黄色
血红色
Fe3+ + nSCN— = [Fe(SCN)n ]3-n (n=1-6) 血红色
注意：配合物中外界离子能电离出来 内界离子不能电离出去
(3)配位键的强度
配位键的强度有大有小，因而有的配合物 很稳定，有的很不稳定。许多过渡金属离子 对多种配体具有很强的结合力，因而，过渡 金属配合物远比主族金属配合物多。
1、下列各种说法中错误的是 （D）
A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电 子。
B、配位键是一种特殊的共价键。
C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。
2.2分子的空间结构(教学课件)——高二化学人教版(2019)选择性必修2
白磷
60°
正四面体形
分子分类
（4）五原子分子：
109°28”
正四面体形
分子分类
（5）其他分子：书P44
正四面体键角60°
分子分类
（5）其他分子：
椅式 C6H12 比船式 C6H12 稳定
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？
直线形
V形
战
sp3和sp2；N＞C＞H；54；
天蓝色
天蓝色
天蓝色
无色
无色
无色
思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？
平面正方形
四、配合物理论简介：
化学键的分类：（1）离子键（2）共价键（包括极性键、非极性键、配位键）（3）金属键配位键同样具有饱和性和方向性。
比如：NH4+、H3O+ 、H2SO4、H3PO4有配位键。4根N-H键的键能、键长完全一样。
SO32-
【规律】
①当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致。②当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。
新问题：
为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。
C：2s22p2
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。我们把这种轨道称为 sp3杂化轨道。
血红蛋白CO形成的配合物更稳定
发生CO中毒事故，应首先将病人移至通风处，必要时送医院抢救。
NO中毒原理同CO
叶绿素结构示意图
血红素(Fe2+ )结构示意图
实验2-2 往硫酸铜溶液中逐滴滴入氨水 ，观察现象。并写出实验中发生的反应的离子方程式？
高二化学选修3_《分子空间结构与价层电子对互斥理论》课后作业
第二节分子的立体构型第一课时形形色色的分子、价层电子对互斥理论一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1.2015·试题调研下列分子或离子中，不含孤电子对的是()A．H2O B．H3O＋C．NH3D．NH＋42.2015·大连高二检测在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是()A．NF3B．CH－3C．CO2D．H3O＋3．下列分子呈平面三角形的是()A．HgCl2B．BF3C．TeCl4D．SF64.2015·经典习题选萃用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是()A．直线形三角锥形B．V形三角锥形C．直线形平面三角形D．V形平面三角形5．(双选)2015·试题调研六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应。
下列有关六氟化硫的推测正确的是()A．六氟化硫易燃烧生成二氧化硫B．六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构C．六氟化硫分子中的S—F键都是σ键，且键长、键能都相等D．六氟化硫分子中只含极性键6.2015·山西高二检测用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是()A．NH＋4为正四面体形B．CS2为V形C．HCN为V形D．PCl3为平面三角形7.2015·经典习题选萃若AB n的中心原子A上没有孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是()A．若n＝2，则分子的立体构型为V形B．若n＝3，则分子的立体构型为三角锥形C．若n＝4，则分子的立体构型为正四面体形D．以上说法都不正确8．下列说法中，正确的是()A．由分子构成的物质中一定含有共价键B．形成共价键的元素不一定是非金属元素C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′D．CO2和SO2都是直线形分子9.2015·河南高二检测下列说法中正确的是()A．NO2、SO2、BF3、NCl3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．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′C．NH＋4的电子式为，离子呈平面正方形结构D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强10．下列说法中，正确的是()A．由分子构成的物质中一定含有共价键B．形成共价键的元素一定是非金属元素C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′D．不同的原子的化学性质可能相同二、非选择题(本题包括5小题，共50分)11．(6分)2015·试题调研硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角接近90°，说明H2S分子的空间构型为________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键夹角是180°，说明CO2分子的空间构型为________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的空间构型为________。
【有机化学】第三章立体结构化学【课件PPT】
D
(2) 构型的确定 一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个 为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确 定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记 标记——根据分子中各基团的空间排列 按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油 醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？ 是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。 含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子． 不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能 自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时， 就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会 产生对映异构体。
分子的立体结构的判断(解析版)(全国版)1
分子的立体结构的判断1(2023·重庆·统考高考真题)NCl 3和SiCl 4均可发生水解反应，其中NCl 3的水解机理示意图如下：下列说法正确的是A.NCl 3和SiCl 4均为极性分子B.NCl 3和NH 3中的N 均为sp 2杂化C.NCl 3和SiCl 4的水解反应机理相同D.NHCl 2和NH 3均能与H 2O 形成氢键【答案】D【解析】A ．NCl 3中中心原子N 周围的价层电子对数为：3+12(5-3×1)=4，故空间构型为三角锥形，其分子中正、负电荷中心不重合，为极性分子，而SiCl 4中中心原子周围的价层电子对数为：4+12(4-4×1)=4，是正四面体形结构，为非极性分子，A 错误；B ．NCl 3和NH 3中中心原子N 周围的价层电子对数均为：3+12(5-3×1)=4，故二者N 均为sp 3杂化，B错误；C ．由题干NCl 3反应历程图可知，NCl 3水解时首先H 2O 中的H 原子与NCl 3上的孤电子对结合，O 与Cl 结合形成HClO ，而SiCl 4上无孤电子对，故SiCl 4的水解反应机理与之不相同，C 错误；D ．NHCl 2和NH 3分子中均存在N -H 键和孤电子对，故均能与H 2O 形成氢键，D 正确；故答案为：D 。
2(2023·北京·统考高考真题)下列化学用语或图示表达正确的是A.NaCl 的电子式为Na :Cl ····:B.NH 3的VSEPR 模型为C.2p z 电子云图为D.基态24Cr 原子的价层电子轨道表示式为【答案】C【解析】A ．氯化钠是离子化合物，其电子式是 ，A 项错误；B ．氨分子的VSEPR 模型是四面体结构，B 项错误：C ．p 能级电子云是哑铃(纺锤)形，C 项正确；D ．基态铬原子的价层电子轨道表示式是 ，D 项错误；故选C 。
高二化学物质结构与性质教案3：2.2.1一些典型分子的空间构型教学设计
第1课时一些典型分子的空间构型【教学目标】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. 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过程与方法：【教学重点】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【教学难点】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【教学方法】采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学【教学过程】【课题引入】在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。
科学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。
”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。
通常，不同的分子具有不同的空间构型。
例如，甲烷分子呈正四面体形、氨分子呈三角锥形、苯环呈正六边形。
那么，这些分子为什么具有不同的空间构型呢?【思考】美丽的鲜花、冰晶、蝴蝶与微观粒子的空间构型有关吗？【活动探究】你能身边的材料动手制作水分子、甲烷、氨气、氯气的球棍模型吗？【过渡】我们知道，共价键具有饱和性和方向性，所以原子以共价键所形成的分子具有一定的空间构型。
【板书】（一）甲烷分子的形成及立体构型【联想质疑】研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个C—H键的键角均为l09．5º，从而形成非常规则的正四面体构型。
原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。
碳原子的价电子排布为2s22p2，也就是说，它只有两个未成对的2p电子，若碳原子与氢原子结合，则应形成CH2；即使碳原子的一个2s电子受外界条件影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个未成对电子，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的正四面体结构。
那么，甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢?【过渡】为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，【阅读教材40页】【板书】1. 杂化原子轨道在外界条件影响下，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，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。
高中化学分子的立体结构二
煌敦市安放阳光实验学校分子的立体结构复习目标：1．能用键能、键长、键角及杂化轨道理论说明简单分子的空间结构。
2．认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况。
复习、难点：能用键能、键长、键角及杂化轨道理论说明简单分子的空间结构。
课时划分：两课时教学过程：一、形形色色的分子1、子分子立体结构：有直线形＿＿、＿＿，V形如＿＿、＿＿。
2、四原子分子立体结构：平面三角形：如甲醛(CH20)分子，三角锥形：如＿＿分子。
3、子分子立体结构：正四面体形如＿＿、＿＿。
4、测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
二、价层电子对互斥模型1、中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子中的价电子对相互排斥的结果。
如：2、中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。
如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。
因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。
如：三、杂化轨道理论1、杂化的概念：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组合，形成一组的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的轨道叫杂化轨道。
(1)sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp3杂化轨道。
(2)sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。
[练习]完成下表。
四、配位键1、“电子对给予—接受键”被称为配位键。
一方提供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。
如：[Cu(H 20)2＋]、NH 4＋中存在配位键。
表示：A B电子对给予体 电子对接受体条件：其中一个原子必须提供孤对电子。
另一原子必须能接受孤对电子轨道。
2、通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。
高二化学《物质结构与性质》精品课件8：2.2.1一些典型分子的空间构型
4．sp 型杂化轨道分类
杂化类型
sp1
sp2
sp3
参与杂化的原子 1 个 s 和 1 1 个 s 和 2 1 个 s 和 3
轨道及数目 个 p 轨道 个 p 轨道 个 p 轨道
杂化轨道的数目 _2___
_3___
4
杂化轨道间的夹
_1_8__0_°_ _1_2__0_°__ _1_0_9__.5_°_
2
。
其中配位原子中，卤素原子、氢原子提供1个价电子，硫原 子、氧原子不提供价电子，即提供价电子数为0。
例如：
代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型
CO2
12(4＋0)＝2
sp1
CH2O 12(4＋2＋0)＝3
sp2
CH4
12(4＋4)＝4
sp3
SO2
12(6＋0)＝3
sp2
NH3
12(5＋3)＝4
sp3
典例 (高考组合题)(1)(2012·山东高考节选)甲醛(H2C O) 在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内 C 原 子的杂化方式为________，甲醇分子内的 O—C—H 键角 ________( 填 “ 大 于 ”“ 等 于 ” 或 “ 小 于 ”) 甲 醛 分 子 内 的 O—C—H 键角。
氰化 H—C≡N
氢 sp1
乙炔 H—C≡C—H
2个σ键 2个π键 3个σ键 2个π键
180° 直线形 180° 直线形
4.当杂化轨道中有未参与成键的孤对电子时
由于孤对电子对成键电子对的排斥作用，会使分子的 构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3 杂化轨道有2个是由孤对电子占据的，其分子不呈正四面体 构型，而呈V形；氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤 对电子占据，氨分子不呈正四面体构型，而呈三角锥形。
三维化学-简单分子的空间结构
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学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。
下表是通过杂第 1 页共 5 页【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。
第二章立体化学基础 (1)
第三节 费歇尔投影式
★费歇尔投影式 ：是指将一个三维（立体）手性 分子模型作 如下规定:与手性碳横向相连的基团朝向纸平面的前方； 竖向相连的基团朝向纸平面的后方；手性碳处于纸平面上。 将其投影,所得平面投影式称为费歇尔投影式。
★注意事项
(1) 水平线和垂直线的交叉点代表手性碳，位于纸平面上。
（二）脂环化合物的顺反异构：
HOOC COOH HOOC H
HH
H COOH
（三）含碳氮双键和氮氮双键化合物的顺反异构:
HC
HC
N OH
HO N
顺—苯甲醛肟
反—苯甲醛肟
熔点：35℃
熔点：130℃
N
N
N
N
顺—偶氮苯
反—偶氮苯
一、手性 第二节 手性分子和对映体
产生对映异构现象的结构依据是手性(Chirality)。
构型：是指分子结构中的原子或基团在空间排列的顺序。 对映异构和顺反异构都属于构型异构。
一、D/L 构型标记法 一个化合物的绝对构型通常指键合在手性中心
的四个原子或基团在空间的真实排列方式。
费歇尔(Fischer)人为地选定(＋)-甘油醛为标准物， 并规定其碳链处于垂直方向， 醛基在碳链上端的投 影式中，C2上的羟基处于右侧的为D-构型。其对映 体-羟基在左边的为L-构型。
二、 R/S 构型命名法
R/S构型命名法广泛应用于各种类型手性化合物构型命名。 R/S构型命名规则
1、首先确定与手性碳相连的四个原子或基团的优先次序。
2、将手性碳上的四个原子或基团中最小的 置于 远离我们视线的位置(即放在最远的位置)，
然后观察另外三个基团的优先次序（由大到小）。 如为顺时针方向排列为R构型； 反时针方向排列为S构型。