高考化学分子构型与物质的性质.docx

1、高考化学分子构型与物质的性质专题四 分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质思考、分析两个问题：1S原子与H原子结合为什么形成H2S分子，而不是H3S或H4S？答案：共价键具有饱和性，S原子最外层有两个未成对电子，故只可与两个H原子结合形成两对共用电子对，形成H2S分子，而不会形成H3S或H4S2.C原子与H原子结合形成的是CH4分子？而不是CH2或CH3？CH4 分子为什么具有正四面体的空间构型？ (1)杂化轨道的形成碳原子的1个2s轨道上的电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相同的4个sp3杂化轨道，可表示为(2)共价键的形成碳原子的4个sp3杂化

2、轨道分别与四4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的键。(3)CH4分子的空间构型甲烷分子中的4个CH是等同的，CH之间的夹角键角是109.5，形成正四面体型分子。sp3 杂化同一个原子中能量相近的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为 sp3 杂化轨道。一、杂化轨道及其理论要点1.杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程2.杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道3.轨道杂化的过程：激发杂化轨道重叠。4.杂化结果变化：轨道的能量（降低）和方向发生改变；不变：轨道数目不变杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。杂化轨道增强了成键能力。例如一个

3、ns 轨道与三个 np 轨道进行混合杂化后得到4个sp3 杂化轨道常见杂化类型：sp、sp2、sp3杂化轨道成键时应满足化学键间最小排斥，最大夹角如两个杂化轨道夹角理论上应为180，三个杂化轨道为120，四个为10928杂化轨道一般用于形成键或容纳孤电子对。未参与杂化的轨道上的电子可形成键二、用杂化轨道理论解释分子的形成及分子中的成键情况1用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成BF3是平面三角形构型， 分子中键角均为120o；气态BeCl2是直线型分子构型，分子中键角为180o 。试用杂化轨道理论加以说明。(1)BF3分子的形成sp2杂化：同一个原子的一个 ns 轨道与两个 np 轨道

4、进行杂化组合为 sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120，分子的几何构型为平面正三角形。杂化后的3个sp2杂化轨道分别与F原子的2p轨道发生重叠，形成3个键，构成正三角形的BF3分子。(2)BeCl2分子的形成 sp杂化：同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个S轨道和一个P轨道杂化组合成两个新的sp 杂化轨道。杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠，形成2个键，构成直线形的BeCl2分子。2用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔分子中的成键情况(1)乙烯分子中的成键情况在乙烯分子中，C原子采取sp2杂化，形成3个杂化轨道，两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠，形成1个CC 键

5、，另外两个杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠，形成2个CH 键，这样形成的5个键在同一平面上，此外每个C原子还剩下1个未杂化的p轨道，它们发生重叠，形成一个键。其结构示意图如下：(2) 乙炔分子中的成键情况在乙炔分子中，碳原子采取sp杂化，形成2个杂化轨道，两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠，形成1个CC 键，每一个碳原子又各以1个sp轨道分别与1个氢原子形成键，这样形成的3个键在同一直线上，此外每个碳原子还有2个未杂化的2p轨道，它们发生重叠，形成两个键。其结构示意图如下：三、杂化轨道的类型与分子空间构型的关系杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目nsnp杂化轨道数目杂化轨道间的夹

6、角空间构型实例答案：杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目ns111np123杂化轨道数目234杂化轨道间的夹角180120109.5空间构型直线形平面三角形正四面体实例BeCl2、CO2、CS2BCl3、BF3、BBr3CF4、SiCl4、SiH4特别提醒(1)在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道(ns，np)发生杂化，双原子分子中，不存在杂化过程。(2)杂化过程中，原子轨道总数不变，即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。(3)杂化过程中，轨道的形状发生变化，但杂化轨道的形状相同，能量相等。(4)杂化轨道只用于形成键或用来容纳未参与成键的孤电子对。

7、巩固练习1s轨道和p轨道杂化的类型不可能有()Asp杂化 Bsp2杂化Csp3杂化 Dsp4杂化2下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是()A是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成Bsp杂化轨道中的两个杂化轨道完全相同Csp杂化轨道可与其他原子轨道形成键和键Dsp杂化轨道有两个，一个能量升高，另一个能量降低，但总能量保持不变3.下列关于杂化轨道的说法错误的是()A所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道B同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D杂化轨道中不一定有一个电子4.有关杂化轨道的说法不正确的是()A杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变Bsp3、sp2、

8、sp杂化轨道的夹角分别为109.5、120、180C杂化轨道既可形成键，又可形成键D已知CO2为直线形分子，其分子结构可以用sp杂化轨道解释5在乙炔分子中有3个键、2个键，它们分别是()Asp杂化轨道形成键、未杂化的2个2p轨道形成2个键，且互相垂直Bsp杂化轨道形成键、未杂化的2个2p轨道形成2个键，且互相平行CCH之间是sp杂化轨道形成的键，CC之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DCC之间是sp杂化轨道形成的键，CH之间是未参加杂化的2p轨道形成的键6在分子中，羰基碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为()Asp2杂化；sp2杂化 Bsp3杂化；sp3杂化Csp2杂化；sp3杂化

9、Dsp杂化；sp3杂化7.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是()BF3CH2=CH2CHCH NH3CH4A BC D8石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。(1)图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。(2)图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“”“”或“”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。答案：1-7 DBACA CA .8.(1)3(2)sp3四、价层电子对互斥理论(VSEPR)1价层电子对互斥理论的基本内容：分子中的价电子对成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用

10、，而趋向于尽可能彼此远离。(1)当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，就要求尽可能采取对称结构。(2)当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同，从而影响分子构型。(3)电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小。(4)含孤电子对的斥力由大到小顺序：孤电子对孤电子对孤电子对单键单键单键。2. 价层电子对=成键电子对+孤对电子对3价层电子对互斥理论与分子的空间构型价层电子对数_2_3_4_电子对排布方式立体构型名称直线形平面三角形正四面体形键角18012010928实例CO2BF3CH44. ABm型分子中心原子价

11、层电子对数目的计算方法ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)中价层电子对数n的计算：n(2)在计算中心原子的价层电子对数时应注意如下规定中心原子A的价电子数=主族序数=原子的最外层电子数作为配位原子，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；N原子按-1算；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；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。如PO中P原子价层电子数应加上3，而NH中N原子的价层电子数应减去1；计算电子对数时，若剩余1个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作1对电子处理；双键、叁键等多重键

12、作为1对电子看待。5. 价层电子对数与中心原子杂化方式的关系价层电子对数目234中心原子杂化方式spsp2sp3中心原子的价电子对数=成键电子对数+孤电子对数=键电子对数+孤电子对数=中心原子的杂化轨道数。6. 常见分子的价层电子对互斥模型和空间构型物质价层电子对数成键（键）电子对数孤电子对数中心原子杂化方式价层电子对空间构型（VSPER模型）分子空间构型键角BeCl2CO2BF3SO2SO3NO3-CH4CH3ClNH3NH4+H2OH3O+SO42-答案：物质价层电子对数成键（键）电子对数孤电子对数中心原子杂化方式价层电子对空间构型（VSPER模型）分子空间构型键角BeCl2220sp直线形直线形180CO2220sp直线形直线形180BF3330sp2正三角形正三角形120SO2321sp2正三角形V形SO3330sp2正三角形正三角形120NO3-330sp2正三角形正三角形120CH4440sp3正四面体正四面体10928CH3Cl440sp3正四面体四面体NH3431sp3正四面体三角锥形107.3NH4+440sp3正四面体正四面体10928H2O422sp3正四面体V形104.5H3O+431sp3正四面体三角锥形SO42-440sp3正四面体正四面体10928