高中化学选修3分子的立体构型PPT资料.ppt

1、就是其中的一种。分分子子中中的的原原子子不不是是固固定定不不动动的的，而而是是不不断断地地振振动动着着的的。所所谓谓分分子子立立体体结结构构其其实实只只是是分分子子中中的的原原子子处处于于平平衡衡位位置置时时的的模模型型。当当一一束束红红外外线线透透过过分分子子时时，分分子子会会吸吸收收跟跟它它的的某某些些化化学学键键的的振振动动频频率率相相同同的的红红外外线线，再再记记录录到到图图谱谱上上呈呈现现吸吸收收峰峰。通通过过计计算算机机模模拟拟，可可以以得得知知各各吸吸收收峰峰是是由由哪哪一一个个化化学学键键、哪哪种种振振动动方方式式引引起起的的，综综合合这这些些信信息息，可可分分析析出出分子的立

2、体结构。分子的立体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？（指导阅读（指导阅读P39P39）测分子体结构：红外光谱仪测分子体结构：红外光谱仪吸收峰吸收峰分析。分析。同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结分子的空间结构却不同，什么原因？构却不同，什么原因？直线形直线形V形形 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空分子的的空间结构也不同，什么原因？间结构也不同，什么原因？三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形二、价层电子对互斥（二、价层电子对互斥（VSEPRVSEPR）理论）理论 （Valence Shell

3、Electron Pair Repulsion）共价分子中，中心原子周围电子对排布的共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何几何构型构型主要主要取决于中心原子取决于中心原子的的价层电子价层电子对的数对的数目。目。价层电子对价层电子对各自占据的位置倾各自占据的位置倾向于彼此分向于彼此分离得尽可能离得尽可能的远，此时电子对的远，此时电子对之间的之间的斥力最小斥力最小，整个，整个分子最稳定分子最稳定。1 1、理论要点、理论要点 价层电子对包括价层电子对包括成键的成键的电子对电子对和和孤电子对孤电子对不包括不包括成键的成键的电子对电子对！2 2、价层电子对数计算、价层电子对数计算 确定中心原子价层电子

4、对数目确定中心原子价层电子对数目 价层电价层电子对数子对数 配位原子数孤电子对数配位原子数孤电子对数 键电子对数孤电子对数键电子对数孤电子对数 分子中分子中a为中心原子的价电子数为中心原子的价电子数，x为配为配原子数，原子数，b为配原子达稳定结构所需的电子数为配原子达稳定结构所需的电子数 阳离子中，阳离子中，a为中心原子价电子数减去离为中心原子价电子数减去离子所带电荷数子所带电荷数，阴离子中，阴离子中，a为中心原子价电为中心原子价电子数加上离子所带电荷数。子数加上离子所带电荷数。孤电子对数（孤电子对数（a-xb）/2化学式化学式 价层电价层电子对数子对数 结合的原结合的原子数子数孤对电子孤对电

5、子对数对数HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+SO420 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 0 4 2 34 3 4 4 4 4 4 化学式化学式 价层电价层电子对数子对数 结合的原结合的原子数子数孤对电子孤对电子对数对数H2OSO3NH3CO2SF4SF6PCl5PCl3CH42 0 1 0 1 0 0 1 2 3 3 2 4 6 5 3 0 4 4 34 2 5 6 5 4 4 确定价层电子对构型确定价层电子对构型 价层电子价层电子对数目对数目23456价层电子价层电子对构型对构型直直线线平面平面三角型三角型正四正四面体面体三角三角双锥双锥

6、正八正八面体面体注意：孤对电子的存在会改变键合电子对注意：孤对电子的存在会改变键合电子对 的分布方向，从而改变化合物的键角的分布方向，从而改变化合物的键角3 3、确定分子构型、确定分子构型 在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对由真实原子形成的构型由真实原子形成的构型 分子分子或离子或离子价层电价层电子对数子对数VSEPR模型名称模型名称孤电子孤电子对数对数分子或离子分子或离子立方体构型立方体构型H2O4四面体2V形CO22直线形0直线形SO23平面三角形1V形NH34四面体1三角锥形CO323平面三角形0平面三角形SO33平面三角形0平面三角形CH44正

7、四面体形0正四面体形SiCl44正四面体形0正四面体形中心原子中心原子代表物代表物中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数分子分子类型类型空间构型空间构型无孤对电子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4有孤对电子有孤对电子H2O2AB2NH33AB3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结:价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型应用反馈应用反馈:化学式化学式 中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数空间构型空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+012010002223344

8、4直线形直线形 V 形形V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体ABn型分子空间构型快速判断方法：型分子空间构型快速判断方法：1、n=2时，中心原子无孤对电子的是直线形，中心原时，中心原子无孤对电子的是直线形，中心原 子有孤对电子为子有孤对电子为V形，如形，如CO2直线形，直线形，H2O为为V形。形。2、n=3时，中心原子无孤对电子的为平面三角形，有时，中心原子无孤对电子的为平面三角形，有 孤对电子的为三角锥形。孤对电子的为三角锥形。BF3为平面三角形，为平面三角形，H3O+三角锥形。三角锥形。3、n=4时，为正四面体。时，为正四面体。1.下列物质

9、中分子立体结构与水分子相似的是下列物质中分子立体结构与水分子相似的是 ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl42.下列分子立体结构其中属于直线型分子的是下列分子立体结构其中属于直线型分子的是 AH2O BCO2 CC2H2 DP4 B BC 3.若若ABn型分子的中心原子型分子的中心原子A上没有未用于形上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（型，下列说法正确的（）A.若若n=2，则分子的立体构型为，则分子的立体构型为V形形 B.若若n=3，则分子的立体构型为三角锥形，则分子的立体构型为三角锥形 C.若若n=4，则分子

10、的立体构型为正四面体形，则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确以上说法都不正确课堂练习课堂练习C美国著名化学家鲍林（美国著名化学家鲍林（L.Pauling,19011994）教授具有独特的化学想象力：只要）教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能通过给他物质的分子式，他就能通过“毛估毛估”法，大体上想象出这种物质的分子结构模法，大体上想象出这种物质的分子结构模型。请你根据价层电子对互斥理论，型。请你根据价层电子对互斥理论，“毛毛估估”出下列分子的空间构型。出下列分子的空间构型。PCl5 PCl3 SO3 SiCl4 课堂练习课堂练习三角双锥形三角双锥形三角锥形三角锥形

11、平面三角形平面三角形正四面体正四面体【选修【选修3物质结构与性质】物质结构与性质】第第 二二 章分子结构与性质章分子结构与性质第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构课时课时2 值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个个C H的键的键长相同、长相同、键能相同及键能相同及HC H的键的键角为角为109 28。因。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个个C H单键都应该单键都应该是是键

12、，然而，碳原子的键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是个价层原子轨道是3个相互垂直的个相互垂直的2p轨轨道和道和1个球形的个球形的2s轨道，用它们跟轨道，用它们跟4个氢原子的个氢原子的1s原子轨道重叠，原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。不可能得到四面体构型的甲烷分子。碳原子碳原子:为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，杂化轨道理论杂化轨道理论杂化：原子内部杂化：原子内部能量相近能量相近的原子轨道，的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化原子轨道的杂化杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成杂化轨道

13、：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道的一组新轨道杂化轨道类型：杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、sp3d2杂化结果：重新分配能量和空间方向，杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨组成数目相等成键能力更强的原子轨道道杂化轨道用于容纳杂化轨道用于容纳键和孤对电子键和孤对电子学习价层电子互斥理论知道学习价层电子互斥理论知道:NH3和和H2O的模型和甲烷分子一样的模型和甲烷分子一样,也也是正四面体的是正四面体的,因此它们的中心原子也是因此它们的中心原子也是sp3杂化杂化的的.不同的是不同的是NH3和和H2O的中心原子的的中心原子的4个杂化轨道分别用于个杂化轨道分别用于键和

14、孤对电子对，这样键和孤对电子对，这样的的4个杂化轨道显然有差别个杂化轨道显然有差别sp 杂化杂化 同一原子中同一原子中 ns-np 杂化成新轨道；一个杂化成新轨道；一个 s 轨道和一个轨道和一个 p 轨轨道杂化组合成两个新的道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。杂化轨道。例例：BeCl2分子形成分子形成激发激发2s2pBe基态基态2s2p激发态激发态杂化杂化键合键合直线形直线形sp杂化态杂化态直线形直线形化合态化合态Cl Be Cl180 除除sp3杂化轨道外，还有杂化轨道外，还有sp杂化轨道和杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和1个个p轨道杂化而得；轨道杂化而得；sp2杂化轨道由杂化轨道由1个个s轨道和轨道和2个个p轨道杂化而得，轨道杂化而得，碳的sp杂