(共43张PPT)
人教版 选修三
第1节 共价键
第二章
分子结构与性质
1.知道共价键的主要类型σ键和π键。
2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.结合实例说明“等电子原理”的应用。
学习目标
什么是化学键？
什么是离子键？
什么是共价键？
化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。
离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。
1、离子键
（1）．成键微粒： 。
（2）．成键实质： 。
（3）．形成条件：通常，
元素 与
元素的原子相结合。
阴、阳离子
静电作用
活泼金属
(ⅠA、ⅡA族)
活泼非金属
(ⅥA、ⅦA族)
【思考】.(1)活泼金属元素和活泼非金属元素一定形成离子键吗？
(2)仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗？ (1)不一定，如AlCl3中铝元素和氯元素形成的是共价键。
(2)不一定，如NH4Cl全由非金属元素组成，但它是离子化合物。
（4）．表示方法
①用电子式表示离子化合物
基础知识梳理
②用电子式表示离子化合物的形成过程
基础知识梳理
2、共价键
（1）．成键微粒： 。
（2）．成键实质： 。
（3）．形成条件： 的原子相结合。
原子
共用电子对
非金属元素
（4）．分类
(5) 【思考】共价键仅存在于共价化合物中吗？
不是，共价键也可以存在于离子化合物中，如NaOH，NH4Cl中都含有共价键。
我们能用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成
为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
学与问
一、 价键理论的要点
1.电子配对原理
2.最大重叠原理
两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。
两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。
1S
1S
互相靠拢
电子云重叠
H—H共价键
氢原子形成氢分子的电子云描述
1、共价键具有饱和性
按照价键理论的电子配对原理，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就共价键的“饱和性”。
1 . 分别写出下列非金属元素的原子电子配对成键数目 H 、ⅤA 、ⅥA 、ⅦA 。
2 . 为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3分子的形成？
1
2
3
1
二、共价键的特征
——共价键具有饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系
【练习】
电子所在的原子轨道都具有一定的形状，成键原子的电子云尽可能达到最大重叠必须沿一定方向交盖，所以共价键有方向性。它决定了分子的空间构型。
2.共价键的方向性
(原子形成分子时相互结合的数量关系)
(决定分子的空间构型)
小结：
共价键特征
饱和性
方向性
电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。
三、共价键的形成
相互靠拢
(1). s-s σ键的形成H2分子的键为s-s σ键，
1. σ键的形成
σ键的特征是以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征为轴对称。
(2). s-p σ键的形成
未成对电子的
电子云相互靠拢
电子云相互重叠
未成对电子的
电子云相互靠拢
电子云相互重叠
(3)、p-p σ键的形成
σ键的成键过程：“头顶头”
X
s—s
X
px—s
X
px—px
σ键的特征是：以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转，共价键电子云的图形不变，这种特征成为轴对称。
形成σ键的电子
称为σ电子。
2.π键的形成
两个原子
相互接近
电子云重叠
π键的电子云
π键的成键过程：“肩并肩”
X
Z
Z
pZ—pZ
形成π键的电子称为π电子。
键特点:①两个原子轨道以平行或“肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为镜像对称
② 键不能旋转；由于 键重叠程度要比 键小,所以 键的强度要比 键大。稳定性： 键﹥ 键
N2分子中共价键的成分。(基态N原子电子排布1S22S22Px12Py12Pz1)
z
z
y
y
x
N2分子中含1个σ键和2个π键
科学探究
σ键和π键的成键规律
①s电子和s电子、s电子和p电子只能形成σ键；p电子和p电子既可形成σ键，又可能形成π键；且 p电子和p电子先形成σ键，后形成π键。
②共价单键是σ键；
共价双键中一个是σ键,另一个是π键；共价三键中一个是σ键,另两个为π键。
小结
键类型 σ键 π键
原子轨道重叠方式
电子云形状
原子轨道重叠程度
牢固程度
成键判断规律
沿键轴方向 头碰头
沿键轴方向平行肩并肩
轴对称，可旋转
镜像对称，不可旋转
σ键强度大,
不易断裂，不活泼。
π键强度较小,
容易断裂，活泼。
共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键,另一个是π键；共价三键中一个是σ键,另两个为π键
较大
较小
σ键和π键的比较
在氟气分子中，形成共价键的原子轨道是 ( )
A、氟原子的2p轨道和氟原子的1s轨道
B、氟原子的3p轨道和氟原子的1s轨道
C、氟原子的2p轨道和氟原子的2p轨道
D、氟原子的3p轨道和氟原子的3p轨道
C
试分析乙烷（CH3-CH3）、乙烯(CH2=CH2)、乙炔(CH≡CH)分子中化学键的成分。
乙烷（CH3-CH3）分子中7个σ键；
乙烯分子与溴发生加成反应时，断裂哪种类型的键？为什么？
乙烯(CH2=CH2）分子中5个σ键、1个π键
乙炔(CH≡CH)分子中3个σ键、2个π键
3.关于乙醇分子的说法正确的是（ ）
A.分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.分子中含有1个π键
C
7
3
共价键：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。
1.共价键的性质: 饱和性,方向性
2.共价键的常见类型: σ键 “头碰头”（s-s、s-p、p-p ）π键 “肩并肩”（p-p）
小结
四、键参数——键能、键长和键角
1.键能 气态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量(或拆开1mol共价键所吸收的能量)，例如H-H键的键能为436.0kJ.mol-1。
[说明]
①键能的单位是kJ·mol-1
②形成化学键通常放出热量键能为通常取正值
③键能越大，化学键越稳定
2.键长 形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距离。
[说明]： ①键长的单位都是pm=10-12m
②键长越短往往键能就越大，共价键越稳定
③一般而言原子半径越大，键长越大
多原子分子中，两共价键之间的夹角叫做键角
（2）常见分子的键角
CO2 ______ H2O ______ NH3 ______
CH4 ______ P4 ______
( 3 )意义：键角决定了分子的空间构形
( 4 )来历：共价键的方向性
180°
104.5°
107.3°
109°28’
60°
（1）概念：
3、键角
键能、键长、键角是共价键的三个参数
键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型。
小结
1、下列说法正确的是（ ）
A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定。
B、只有非金属原子之间才能形成共价键。
C、水分子可以表示为H-O-H，分子中键角180°。
D、H-O键键能463 KJ/ mol ，故破坏18克水分子中的H-O键时需要吸收的能量为2X463 KJ。
D
【练习】
2、能用键能大小解释的是 （ ）
A、N 2的化学性质比O2稳定。
B、硝酸易挥发，硫酸难挥发。
C、惰性气体一般难发生化学反应。
D、通常情况下，Br2呈液态，I2呈固态。
A
1、等电子体：是指 且 的粒子，具有相同的化学键特征。
原子总数
价电子总数
应用：等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。所以可以利用等电子体来预测分子的空间构型和性质。
五、等电子原理
在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等电子体的是谁
请预测：1、 N2O的几何构型
2、 CO 中的共价键类型？
科学探究
2、等电子原理
（1）.原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似化学键特征，许多性质是相似的。此原理称为等电子原理
（2）．等电子体实例
CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，其性质对比如下：
分子 熔点/℃ 沸点/℃ 在水中的溶解度(室温) 分子解离能kJ ·mol－1 分子的价电子总数
CO －205.05 －191.49 2.3 mL 1 075 10
N2 －210.00 －195.81 1.6 mL 946 10
（3）、等电子体的判断和利用
(1)判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子。
(2)应用：等电子体的许多性质是相近的，空间构型是相同的。
利用等电子体可以：
①判断一些简单分子或离子的立体构型；
②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；
③利用等电子原理针对某物质找等电子体。
(4)一些常见的等电子体
二原子10电子的等电子体：N2、CO、CN－、C22－
二原子11电子的等电子体：NO、O2＋
三原子16电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO－、N3－
三原子18电子的等电子体：NO2－、O3、SO2
四原子24电子的等电子体：NO3－、CO32－、BF3、SO3(g)
1．1919年，Langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是( )
A．SO2与O3 B．CO2与NO2
C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3
A
2、 从实验测得不同物质中氧—氧键之间的键长和键能数据如下表，其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是
氧—氧键
数据 O22－ O2－ O2 O2＋
键长/10－12 m 149 128 121 112
键能/kJ·mol－1 X Y Z＝497.3 W＝628
A.成键时电子数越多，键能越大
B．键长越长，键能越小
C．成键所用的电子数越少，键能越大
D．成键时电子对越偏移，键能越大
B
3、(1)根据等电子原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：______________和______________；______________和______________。
(2)根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2－互为等电子体的分子有：______________。
答案： (1)N2 CO CO2 N2O
(2)SO2、O3(共24张PPT)
人教版 选修3
第1节 共价键
第二章
分子的结构与性质
分子中相邻原子之间强烈的相互作用。
什么是化学键？
什么是离子键？
什么是共价键？
化学键：
离子键：
阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
共价键：
学与问
原子间通过共用电子对形成的化学键。
共价键
1、通常哪些元素之间可以形成共价键？
2、共价键是如何形成的？
1、成键元素:
一般为非金属与非金属
类型:
共价键
极性共价键
非极性共价键
3、本质:
共用电子对
4、用电子式表示共价键的形成过程：HCl、Cl2
设疑：为什么稀有气体元素的分子都是单原子分子，而氢分子、氯分子是双原子分子？氢原子为什么会与氧原子按照2：1的原子个数比结合成稳定的水分子而不是其他比例呢？有没有可能存在 H3 、Cl3 、H2Cl分子？为什么？
思考交流
原因
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子
共价键具有饱和性
如何用电子云和原子轨道的概念来进一步理解共价键呢
1、H2分子的形成过程
现代物质结构理论认为 共价键的形成是由于成键原子电子云的重叠
两个H原子共用一对共用的电子对是不是只存在与两核间
用电子云来描述共价键的形成过程
H
H
σ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线做为轴旋转操作，共价键电子云的图形不变,称为轴对称。
（s-s σ键）
为什么原子之间能够通过共用电子对形成稳定的分子？
2、HCl分子的形成过程
H
Cl
用电子云来描述共价键的形成过程
Cl
H
—共价键的方向性
（s-p σ键）
3、Cl2分子的形成过程
Cl
Cl
Cl Cl
用电子云来描述共价键的形成过程
（p-p σ键）
S-S重叠
无方向
S-P重叠
P-P重叠
小结: σ键成键方式 “头碰头”
有方向
4、p-p π键形成过程
键特点:两个原子轨道以平行或“肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，称为镜像对称
由于π键重叠程度要比σ键小,所以σ键的强度要比π键大。
“肩并肩”
注:s轨道
不能成π键
用电子云来描述共价键的形成过程
σ键 π键
成键方向
电子云形状
牢固程度
成键判断
规律
项目
键型
σ键与π键的对比
沿轴方向“头碰头”
平行或“肩并肩”
轴对称
镜像对称
σ键强度大,
不容易断裂
π键强度较小,
容易断裂
共价单键是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键,共价三键中一个是σ键,另两个为π键
以上原子轨道相互重叠形成的σ键和π键 ，总称价键轨道A
共价键的本质
共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低
共价键的特征
（1）共价键 的饱和性
分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。H原子、CL原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2
共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成
(2)方向性
共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越多，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都是有一定的形 状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。
方向性决定分子的空间构型
Pz－Pzπ键
σ
πy
N
N
πz
πz
πy
1.N2分子形成
z
z
y
y
x
x
z
z
x
科学探究
N2中p-pσ键和p-pπ键的形成过程
σ
πy
N
N
πz
πz
πy
2、乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分别是由几个σ键和几个π键组成。
判断共价键类型规律：
共价单键是σ键；而共价双键中有一个σ键，另一个是π键；
共价三键由一个σ键和两个π键组成
7
3
3、键的类型与成键原子电负性的关系：
科学探究
原子 Na Cl H Cl C O
电负性
电负性之差（绝对值）
结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是 键；而 键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。
0.9 3.0
2.1
2.1 3.0
0.9
2.5 3.5
1.0
离子
共价
课堂反馈
1、σ键与π键的形成方式有何不同，有何形象的比喻？
2、 σ键与π键在对称上有何不同
３、 σ键与π键谁更牢固
４、什么是价键轨道
５、形成共价键的电子云是指成对电子还是未成对电子？
６、电子云的重叠是怎样将两个原子核“黏结”在一起的
７、哪些共价键是σ键，哪些共价键是π键
练一练
8、下列说法正确的是（ ）
A、非金属元素之间只能形成共价键，而不能形成离子键
B、共价键的方向性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系
C、烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含σ键，而烯烃中含有π键
D、乙醇分子中不存在π键
CD
9、在下列分子中，①HF，②Br2，③H2O，④N2，⑤CO2，⑥H2，⑦H2O2，⑧HCN
分子中只有σ键的是 ，分子中含有π键的是 ，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是 ，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 ，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 ，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是 。
①②③⑥⑦
④⑤⑧
②④⑤
⑥
①③⑦⑧
②④⑤⑦⑧(共13张PPT)
人教版 选修3
第1节 共价键
第二章
分子的结构与性质
二、键参数--键能、键长与键角
1、键能
键能是气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
例如:形成1molH-H键释放的最低能量为436.0kJ,形成1molN N键释放的最低能量为946kJ,这些能量就是相应化学键的键能,通常取正值.
某些共价键的键能
键能越大,即形成化学键时放出的能量越多,意味着这个化学键越稳定,越不容易被打断.
键能越大，化学键越稳定。
某些共价键键长（1pm=10－12m）
2、键长
键长是衡量共价键稳定性的另一个参数，是形成共价键的两个原子之间的核间距。
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
键长与键能的关系？
3、键角
在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。
注:(1)多原子分子的键角一定 ，表明共价键具有方向性。
(2)键角是描述分子立体结构的重要参数,分子的许多性质都与键角有关。
4、共价半径：
相同原子的共价键键长的一半称为共价半径
1 根据表2-1数据，计算1molH2分别跟1molCl2、1molBr2（蒸气）反应，分别生成2molHCl和2molHBr分子，哪个反应放出的能量多？
H2 + Cl2 = 2HCl
ΔH=436.0kJ·mol-1 + 242.7kJ·mol-1 —2×431.8kJ·mol-1 = —184.9kJ
H2 + Br2 = 2HBr
ΔH=436.0kJ·mol-1 + 193.7kJ·mol-1 —2×366kJ·mol-1 = —102.7kJ
HCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更稳定,即HBr更容易发生热分解生成相应的单质.
思考交流
键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。
3、通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？
2、N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实
键能大小是：F-H>O-H>N-H
小结:通过键长、键角可以判断分子的立体构型
CO分子和N2分子的某些性质
三、等电子原理：
原子总数相同、价电子总数相同的分子具有
相似的化学键特征，它们的许多性质是相近
的
用质谱仪测定分子结构
现代化学常利用质谱仪测定分子的结构。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的分子离子、碎片离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场分析器得到分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的结构。例如，图2—7的纵坐标是相对丰度(与粒子的浓度成正比)，横坐标是粒子的质量与电荷之比(m／e)，简称质荷比。化学家通过分析得知，m／e＝92的峰是甲苯分子的正离子(C6H5CH3＋)，m／e＝91的峰是丢失一个氢原子的的C6H5CH2＋ ，m／e＝65的峰是分子碎片……因此，化学家便可推测被测物是甲苯。(共41张PPT)
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第2节 分子的立体构型
第一章
分子的结构与性质
一、形形色色的分子
大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中的原子的空间问题，即所谓的“分子的立体结构”。如：
O2
HCl
1、双原子分子立体结构
直线形
直线形
2、三原子分子立体结构
H2O
CO2
直线形
V形
3、四原子分子立体结构
NH3
HCHO
平面三角形
三角锥形
CH4
4、五原子分子立体结构
正四面体
3、同为三原子分子，为什么CO2呈直线形，而H2O却为V形？同为四原子分子，HCHO为平面三角形，而NH3为三角锥形？
2、能不能用简单的方法预测分子的立体构型？
1、形形色色的分子，如何测定分子的立体结构？（阅读科学视野）
资料卡片
二、价层电子对互斥理论（VSEPR）
价层电子对互斥理论，简称VSEPR。最初由西奇威克(Sidgwick)等在1940年提出,六十年代初吉来斯必(R.J.Gillespic)等发展了这一理论。理论主要应用于预见分子结构方面。
VSEPR理论认为,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：
中心原子电子对数 电子对的空间分布
2 直线
3 三角形
4 四面体
5 三角双椎
6 八面体
7 五角双椎
1、理论内容：对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）
之间存在排斥力，将使分子中原子处于尽可能远的相对
位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低。
2．价层电子对的确定方法
价层电子对数
其中：δ键个数 = 与中心原子结合的原子数
中心原子上的孤电子对个数 = （a-xb)
a: 中心原子的最外层电子数(对于阳离子：a为中心原子的 最外层电子数减去离子的电荷数；对于阴离子： a为中心原子 的最外层电子数加上离子的电荷数）
x ： 为与中心原子结合的原子数
b ： 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）
孤电子对的计算
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
SO2 S
NH4+
N
CO32- C
6
1
5-1=4
0
4+2=6
0
2
2
4
1
3
2
三、价层电子对互斥模型（VSEPR）
价电子对的空间构型即VSEPR模型
3、VSEPR模型用于预测分子或离子立体构型；
价电子对数目：2 3 4
VSEPR模型： 直线 平面三角形 四面体
4、分类
（1）中心原子上不含孤电子对
中心原子上的价电子都用于形成共价键，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的分子空间实际立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下：
ABn VSEPR模型 空间立体结构 范例 n=2 直线形 直线形 CO2
n=3 平面三角形 平面三角形 CH2O、 BF3
n=4 正四面体形 正四面体形 CH4、 CCl4
（2）中心原子上含孤电子对
对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。
化学式 结构式 含孤电子对的VSEPR模型 分子或离子的立体构型 分子或离子的立体构型名称
HCN _______
H3O+ _______
SO2 _______
直线形
三角锥形
V形
代表物 孤电子对数 VSEPR模型 分子构型
CO2
CH2O
CH4
H2O
NH3
直线型
孤电子对是否影响分子空间构型
直线型
平面三角形
平面三角形
正四面体
正四面体
四面体
V形
四面体
三角锥形
0
0
1
0
2
中心原子无孤电子对
中心原子有孤电子对
O
H
H
N
H
H
H
科学探究
中心原子的孤对电子也要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥 推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对
判断分子立体构型时注意：
如果在价层电子对中出现孤电子对时，价层电子对立体构型还与下列斥力顺序有关：孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对。因此价层电子对立体构型为三角形和四面体形时，孤电子对的存在会改变成键电子对的分布空间。所以H2O与NH3分子的键角小于109°28′。
VSEPR模型就是分子立体构型？
VSEPR模型是指价电子的空间构型，包括孤电子对；
分子立体构型是指不包括孤对电子对的ABn中的A和n个B(配位原子)在空间的排布，只有当孤电子对数为零时，VSEPR模型才是分子立体构型。
思考交流
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
VSEPR
模型 成键电子对数 孤对电子对数
分子类型
电子对的排布模型
立体结构
实 例
2
3
平面
三角
形
2 0 AB2
直线形 CO2
3 0 AB3
2 1 AB2
价
层
电
子
对
数
平面三角形 BF3
V形
SO2
直线形
小结
价层电子对数 VSEPR
模型 成键电子对数 孤对电子对数 分子类型
电子对的排布
分子构型 实 例
模型
4
四
面
体
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
正四面体 CH4
三角锥形 NH3
V形
H2O
判断分子立体构型的一般步骤
1、确定中心原子价层电子对数。即σ键电子对数及孤电子对数
2、预测价层电子对的VSEPR模型
3、检查有无孤对电子确定分子的立体构型
4、若有孤电子对，在判定分子立体时忽略孤电子对
化学式 中心原子
孤对电子数 σ键电子对数 VSEPR模型
H2S
BF3
NH2-
2
0
2
3
空间构型
V形
平面三角形
V 形
2
2
平面三角形
四面体
四面体
练一练
1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有＿＿＿ 形和 形，大多数四原子分子采取 形和 ＿＿＿ 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是
形。
2 、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 ＿＿＿
A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+
3 、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其键角由小到大的顺序为＿＿＿
4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109°28′ 的是＿＿＿＿
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42-
A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤
直线
V
平面三角
三角锥
③ ② ① ④
D
C
正四面体
C原子的轨道排布图
1s2
2s2
2p2
H原子的轨道排布图
1s1
写出碳与氢原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
学与问
C：2s22p2
2s
2p
按照我们已经学过的共价键理论，甲烷的4个C — H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体构型的甲烷分子。
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
（一）、杂化轨道简介
1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
2.要点：
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；
（2）杂化前后原子轨道数目不变；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；
（4）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，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）杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳孤电子对，或者说在确定中心原子的价层电子对总数时不包括π电子。故有
杂化轨道数=中心原子价层电子对数
=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
3、杂化轨道分类
等性杂化
不等性杂化
：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。
：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不均匀混合，某个杂化轨道有孤电子对。
杂化类型
杂化类型 sp sp2 sp3
参与杂化的原子轨道及数目 1个s轨道和
1个p轨道 1个s轨道和
2个p轨道 1个s轨道和
3个p轨道
杂化轨道的数目 ______ ______ ______
2
3
4
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
每个sp杂化轨道含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分
两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
形成2个sp杂化轨道。
sp杂化轨道的形成过程
180°
Cl
Cl
Be
Be原子：1s22s2 没有单个电子，
Cl
Cl
sp
px
px
如：sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
sp
sp杂化
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
每个sp2杂化轨道含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,
形成3个sp2 杂化轨道。
120°
F
F
F
B
B： 1s22s22p1没有3个成单电子
sp2
sp2杂化
sp2 杂化 —— BF3分子的形成
120
°
120
°
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分
每两个轨道间的夹角为109.5°空间构型为正四面体型
sp3杂化轨道的形成过程
sp3
C：2s22p2
sp3 杂化 —— CH4分子的形成
杂化轨道类型 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角) 轨道数
sp 1/2 s，1/2 p 180° 2
sp2 1/3 s，2/3 p 120° 3
sp3 1/4 s，3/4p 109°28′ 4
等性杂化
1、杂化轨道类型与分子空间构型的关系
杂化类型 sp sp2 sp3
杂化轨道间的夹角 ______ ______ _________
空间构型 _________ __________ __________
实例 CO2、C2H2 BF3 CH4、NH3
180°
120°
≤109°28 ′
直线形
平面三角形
四面体形
杂化类型的判断方法：先确定分子或离子VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。
杂化轨道应用
用杂化轨道理论分析NH3呈三角锥形的原因。
NH3分子中的N原子价电子排布图为 ,1个2s轨道与3个2p轨道杂化后，形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中是单电子，分别与3个H原子形成σ键，一个杂化轨道中是成对电子，不形成共价键。sp3杂化轨道应为正四面体构型，但由于孤电子对不形成化学键，故NH3分子为三角锥形。
思考交流
1、对SO2与CO2说法正确的是( )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化轨道
C.S原子和C原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构， CO2为直线形结构
D
2、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
B
练一练
物质 价电
子对数 中心原
子杂化
轨道类型 杂化轨道/
电子对空
间构型 轨道
夹角 分子空
间构型 键角
气态BeCl2
CO2
BF3
CH4
NH4+
H2O
NH3
PCl3
2
2
3
4
4
4
4
4
sp
sp
sp2
sp3
直线形
直线形
平面三角形
四
面
体
180°
180°
120°
109.5°
直线形
直线形
平面三角形
正四面体
V形
三角锥形
180°
180°
120°
109.5°
109.5°
104.5°
107.3°
107.3°
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况
思考交流
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的σ键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。
120
°
π键
C
C
H
H
H
H
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。
C
C
H
H
Π键
Π键(共76张PPT)
*
人教版 选修三
第3节 分子的立体构型
第二章
分子结构与性质
共价键
σ键
π键
键参数
键能
键长
键角
衡量化学键稳定性
描述分子的立体结构的重要因素
成键方式 “头碰头”，呈轴对称
成键方式 “肩并肩”，呈镜像对称
所谓“分子的立体结构”指多原子构成的共价分子中的原子的空间关系问题。
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。
O2
HCl
一、形形色色的分子
O2
HCl
H2O
CO2
1、双原子分子（直线型）
2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
直线形
180°
V形
105°
３、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
平面三角形 120°
三角锥形 107°
正四面 60°
直线形 180°
*
４、五原子分子立体结构
最常见的是正四面体
CH4
正四面体
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
5、其它：
C60
C20
C40
C70
资料卡片
肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢 早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？
二、价层电子对互斥（VSEPR）理论
（ Valence Shell Electron Pair Repulsion ）
共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何构型主要取决于中心原子的价层电子对的数目。价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分离得尽可能的远，此时电子对之间的斥力最小，整个分子最稳定。
1、理论要点
价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对
不包括成键的π电子对 ！
2、价层电子对数计算
①确定中心原子价层电子对数目
价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待
价层电子对数
＝(中心原子价电子数＋结合原子数)/2
＝配位原子数＋孤电子对数
＝σ键电子对数＋孤电子对数
O、S为结合原子时，按“0 ”计算
N为结合原子时，按“- 1 ”计算
离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带电荷数，阳离子减去所带电荷数
孤电子对数＝价层电子对数 — 结合原子数
化学式 价层电子对数 结合的原子数 孤对电子对数
HCN
SO2
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
CHCl3
NH4+
SO42－
0
1
2
0
1
0
0
0
2
2
2
3
3
4
4
4
0
4
2
3
4
3
4
4
4
4
4
化学式 价层电子对数 结合的原子数 孤对电子对数
H2O
SO3
NH3
CO2
SF4
SF6
PCl5
PCl3
CH4
2
0
1
0
1
0
0
1
2
3
3
2
4
6
5
3
0
4
4
3
4
2
5
6
5
4
4
②确定价层电子对构型
价层电子对数目 2 3 4 5 6
价层电子对构型 直线 平面
三角型 正四面体 三角
双锥 正八
面体
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
电子间斥力大小：
孤对间＞孤对与键合间＞键合间
3、确定分子构型
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
电子对数目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例
2 直 线 2 0 直 线形 BeCl2
CO2
3 三角型 3 0 三角形 BF3
SO3
2 1 V形 SnBr2 PbCl2
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
电子对数目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例
4 四面体 4 0 四面体 CH4
CCl4
NH4＋
SO42—
3 1 三角锥 NH3
PCl3
SO32－
H3O+
2 2 V—型 H2O
电子对数目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例
5 三角 双锥 5 0 三角双锥 PCl5
4 1 变形 四面体 SF4
3 2 T—型 BrF3
2 3 直线型 XeF2
微粒 结构式 VESPR模型 分子或离子构型
HCN
NH4＋
H3O ＋
SO2
BF3
化学式 中心原子
孤对电子数 中心原子结合的原子数 空间构型
HCN
SO2
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
CHCl3
NH4+
0
1
2
0
1
0
0
0
2
2
2
3
3
4
4
4
直线形
V 形
V形
平面三角形
三角锥形
四面体
正四面体
正四面体
1、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是
A．CO2 B．H2S
C．PCl3 D．SiCl4
2、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是
A．H2O B．CO2
C．C2H2 D．P4
3、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的
A．H3O + B．CO32—
C．PCl5 D．SF6
B
BC
D
活动：请根据价层电子对互斥理论分析CH4的立体构型
1.写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
C原子轨道排布图
1s2
2s2
2p2
H原子轨道排布图
1s1
杂化轨道理论简介
按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p 轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子
C
C
为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论
sp3
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。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键，从而构成一个正四面体构型的分子。
109°28’
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键，从而构成一个正四面体构型的分子。
109°28’
三、杂化理论简介
1.概念：在形成分子时，在外界条件影响下若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道的过程叫做原子轨道的杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
2.要点：
（1）参与参加杂化的各原子轨道能量要相近（同一能级组或相近能级组的轨道）；
（2）杂化前后原子轨道数目不变：参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目；但杂化轨道改变了原子轨道的形状方向，在成键时更有利于轨道间的重叠；
（3）杂化前后原子轨道为使相互间排斥力最小，故在空间取最大夹角分布，不同的杂化轨道伸展方向不同；
sp杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
180°
每个sp杂化轨道的形状为一头大，一头小，含有1/2 s 轨道和1/2 p 轨道的成分两个轨道间的夹角为180°，呈直线型
sp 杂化：1个s 轨道与1个p 轨道进行的杂化,
形成2个sp杂化轨道。
180°
Cl
Cl
Be
例如： Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
Be原子：1s22s2 没有单个电子，
sp
sp杂化
Cl
Cl
sp
px
px
sp2杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
120°
每个sp2杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/3 s 轨道和 2/3 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为120°，呈平面三角形
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,
形成3个sp2 杂化轨道。
120°
F
F
F
B
例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成
B： 1s22s22p1没有3个成单电子
sp2
sp2杂化
sp3杂化轨道的形成过程
x
y
z
x
y
z
z
x
y
z
x
y
z
109°28′
sp3杂化：1个s 轨道与3个p 轨道进行的杂化,
形成4个sp3 杂化轨道。
每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小，含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分，每两个轨道间的夹角为109.5°，空间构型为正四面体型
例如： Sp3 杂化 —— CH4分子的形成
sp3
C：2s22p2
其它杂化方式
dsp2杂化、sp3d杂化、sp3d2杂化、d2sp3杂化、 sp3d2杂化
例如：sp3d2杂化：SF6
构型：四棱双锥
正八面体
此类杂化一般是金属作为中心原子用于形成配位化合物
三、杂化理论简介
3.杂化轨道分类：
sp3
CH4原子轨道杂化
等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。
杂化轨道 每个轨道的成分 轨道间夹角( 键角)
sp 1/2 s，1/2 p 180°
sp2 1/3 s，2/3 p 120°
sp3 1/4 s，3/4p 109°28′
H2O原子轨道杂化
O原子：2s22p4 有2个单电子，可形成2个共价键，键角应当是90°，Why
2s
2p
2 对孤对电子
杂化
不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的
不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对
排斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对
4.杂化类型判断：
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
杂化类型的判断方法：先确定分子或离子的VSEPR模型，然后就可以比较方便地确定中心原子的杂化轨道类型。
=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数
杂化轨道数=中心原子价层电子对数
4.杂化类型判断：
A的价电子对数 2 3 4
A的杂化轨道数
杂化类型
A的价电子空间构型
A的杂化轨道空间构型
ABm型分子或离子空间构型
对于ABm型分子或离子，其中心原子A的杂化轨道数恰好与A的价电子对数相等。
2
3
4
sp
sp2
sp3
直线形
平面三角形
正四面体
直线形
平面三角形
正四面体
直线形
平面三角形或V形
正四面体三角锥形或V形
物质 价电
子对数 中心原
子杂化
轨道类型 杂化轨道/
电子对空
间构型 轨道
夹角 分子空
间构型 键角
气态BeCl2
CO2
BF3
CH4
NH4+
H2O
NH3
PCl3
例1：计算下列分子或离子中的价电子对数，并根据已学填写下表
2
2
3
4
4
4
4
4
sp
sp
sp2
sp3
直线形
直线形
平面三角形
正四面体
180°
180°
120°
109.5°
直线形
直线形
平面三角形
正四面体
V形
三角锥形
180°
180°
120°
109.5°
109.5°
104.5°
107.3°
107.3°
【例题】
*
例2、对SO2与CO2说法正确的是（ ）
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化轨道
C． S原子和C原子上都没有孤对电子
D． SO2为V形结构， CO2为直线形结构
D
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况
思考交流
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的σ键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。
大π 键 C6H6
sp2杂化
CuSO4 5H2O
[Cu(H2O)4]2+
SO42 –
天蓝色
天蓝色
天蓝色
无色
无色
无色
Na+
Cl-
K +
Br -
K +
固体
溶液颜色
无色离子：
CuSO4
CuCl2 2H2O
CuBr2
NaCl
K2SO4
KBr
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
什么离子呈天蓝色：
白色
白色
白色
白色
绿色
深褐色
为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝色而无水CuSO4 是白色？
Cu2+与H2O是如何结合的呢？
1、在强酸溶液电离的过程中， H2O能与H+结合形成H3O+，请用电子式表示H与O形成H2O的过程，比较H2O和H3O+的电子式，讨论H2O与H+是如何形成H3O+？
O
H
2
X
O
X
H
H
X
H
O
X
H
H
X
+
1、配位键
（1）定义
（2）配位键的形成条件
（3）配位键的表示方法
一方提供孤电子对
一方提供空轨道
A
B
提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键，
（4）配位键的键参数
同其他相同原子形成的共价键键参数完全相同
H
O
H
H
即“电子对给予—接受键”
Cu2+
H+
提供空轨道接受孤对电子
H2O
提供孤电子对
H2O
H
O
H
H
Cu
H2O
H2O
H2O
OH2
2+
2、请根据H3O+的形成提出[Cu(H2O)4]2+中 Cu2+与H2O结合方式的设想，并将你的想法与同学交流。
*
2、配合物
(2) 配合物的组成
Cu(H2O)4
SO4
内界
外界
中心离子
配体
配位数
(1) 定义
通常把接受孤电子对的金属离子（或原子）与某些提供孤电子对的分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物
(配离子)
读作：硫酸四水合铜
天蓝色溶液
蓝色沉淀
深蓝色溶液
除水外，是否有其他电子给予体？
实验探究[2—2] （取实验[2-1]所得硫酸铜溶液1/3实验）根据现象分析溶液成分的变化并说明你的推断依据，写出相关的离子方程式
深蓝色晶体
+乙醇
静置
天蓝色溶液
蓝色沉淀
深蓝色溶液
Cu(OH)2
H2O
Cu
H2O
H2O
OH2
2+
Cu
H3N
2+
NH3
NH3
NH3
深蓝色晶体
[Cu(NH3) 4 ] SO4 H2O
+乙醇
静置
Fe3++3SCN- = Fe(SCN）3
血红色
配位数可为1—6
Fe3+是如何检验的？
能形成配合物的离子不能大量共存
思考交流
2、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3
Cl
CO
可以作为中心离子的是
可以作为配体的是
Fe2+
Cu2+
Zn2+
H2O
NH3
CN
CO
Ag+
CN
Cl
CH4
CO2
微粒
常见的配位体
常见的中心离子
过渡金属原子或离子
X-
CO
CN
H2O
NH3
SCN-
配位数
一般中心离子所结合的配体个数
*
向实验[2—2]深蓝色溶液中滴加硫酸，观察实验现象，由此现象变化说明了什么
天蓝色溶液
+硫酸
H2O
Cu
H2O
H2O
OH2
2+
Cu2+
OH2
<
Cu2+
NH3
<
H+ NH3
配位键的稳定性
H
N
H
H
H
+
深蓝色溶液
Cu
H3N
2+
NH3
NH3
NH3
H2O
Cu
H2O
H2O
OH2
2+
天蓝色溶液
配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。过渡金属配合物远比主族金属易形成配合物
（3） 配合物的性质
叶绿素结构示意图
N
N
N
N
Fe
CH3
CH3
H3C
C
O
HO
C
O
OH
H3C
血红素(Fe2+ )结构示意图
O
C
NH3
CH2
Pt2+
第二代铂类抗癌药（碳铂）
Mo
Fe
S
固氮酶中Fe—Mo中心结构示意图
（4） 配合物的应用
a 在生命体中的应用
b 在医药中的应用
c 配合物与生物固氮
d 在生产生活中的应用
王水溶金
叶绿素
血红蛋白
抗癌药物
酶
维生素B12
钴配合物
含锌的配合物
含锌酶有80多种
固氮酶
照相技术的定影
电解氧化铝的助熔剂Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银
H[AuCl4]
（5）配合物的命名
（1）配离子（从左向右，配位数→配体→合→中心原子或中心离子→化合物）
（2）配合物→类似于酸、碱、盐
六氰合铁（Ⅲ）酸钾
氢氧化二氨合银（Ⅰ）
三氯一氨合铂（Ⅱ）酸钾
硫酸四氨合铜（Ⅱ）
[Cu(NH3)4] SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
K[Pt(NH3)Cl3]
【练习】
气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。
1
Al
Cl
Cl
Cl
Cl
Al
Cl
Cl
练一练
向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ）
A. [Co(NH3) 4Cl2] Cl
B. [Co(NH3) 3Cl3]
C. [Co(NH3) 6] Cl3
D. [Co(NH3) 5Cl] Cl2
2、
B
3、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物， Fe2+与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋白中的Fe2+也能生成配合物，根据生活常识，比较说明其配合物的稳定性。若发生CO使人中毒事故，首先该如何处理？还有哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合？
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
1、配位键
定义
配位键的形成条件
一方提供孤电子对
一方提供空轨道
“电子对给予—接受键”
2、配合物
配合物的组成
定义
配合物的应用
配合物的性质
小结(共7张PPT)
人教版 选修3
第2节 分子的立体构型
第二章
分子的结构与性质
共价键
σ键
π键
键参数
键能
键长
键角
衡量化学键稳定性
描述分子的立体结构的重要因素
成键方式 “头碰头”,呈轴对称
成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
所谓“分子的立体结构”指多原子构成的共价分子中的原子的空间关系问题。
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。
O2
HCl
分子 CO2 H2O NH3 CH2O CH4
电子式
结构式
分子的空间构型
O C O
::
::
:
:
:
:
:
:
:
H O H
:
:
:
:
H N H
:
H
:
:
:
H C H
:
H
H
O=C=O
H-O-H
H-N-H
-
H
H-C-H
=
O
H-C-H
-
-
H
H
直线形
V 形
三角
锥 形
平面
三角形
正
四面体
H
H
. .
C
. .
. .
O
. .
. .
. .
中心原子：对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，n值为中心原子结合的原子数。
孤对电子：未用于形成共价键的电子对
成键电子对和孤对电子对会影响分子的空间构型.
二、价层电子对互斥模型
2、分子的分类：
1、价层电子互斥模型又称VSEPR模型，可
用来预测分子的立体结构
1）、中心原子价电子都参与成键：
（1）、AB2型 直线形
（2）、 AB3型 平面三角形
（3）、 AB4型 正四面体形
2）、中心原子有孤对电子：
（1）、AB2型 V或角形
（2）、 AB3型 三角锥形
（3）、 AB4型 正四面体形
中心原子 代表物 中心原子
结合的原子数 分子类型 空间构型
无孤对电子 CO2 2 AB2
CH2O 3 AB3
CH4 4 AB4
有孤对电子 H2O 2 AB2
NH3 3 AB3
直线形
平面三角形
正四面体
V 形
三角锥形
孤对电子对分子立体结构影响较大。
小结
科学探究(共16张PPT)
人教版 选修3
第2节 分子的立体构型
第二章
分子的结构与性质
写出碳原子的核外电子排布图，思考为什么碳原子与氢原子结合形成CH4，而不是CH2 ？
碳原子的一个2S电子受外界影响跃迁到2P空轨道上，使碳原子具有四个单电子，因此碳原子与氢原子结合生成CH4。
思考交流
为了解释像甲烷等分子的立体结构，鲍林提出了杂化轨道理论。
如果C原子就以１个２Ｓ轨道和３个２Ｐ轨道上的单电子，分别与四个Ｈ原子的１Ｓ轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与CH４分子的实际情况是否吻合？
看看杂化轨道理论的解释：
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。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道。
四个H原子分别以4个s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，就形成了四个性质、能量和键角都完全相同的S-SP3σ键，从而构成一个正四面体构型的分子。
109°28’
1、基本要点：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。
三、杂化轨道
2、特点：杂化前后轨道数目不变
轨道伸展方向、形状发生改变
主族元素的
ns、np轨道
1）sp3 杂化：一个nS三个nP轨道
特点：4个轨道在空间均匀分布，轨道间夹角109.5°
3、分类
sp2杂化
一个 ns 轨道与两个 np 轨道进行杂化
sp杂化
特点：2个杂化轨道在一条直线上，轨道间夹角180°
一个n s 轨道和一个n p 轨道杂化
特点：3个杂化轨道在一个平面内均匀分布，轨道间
夹角120°
杂化轨道只能用于形成б键或者用来容纳未参与成键的孤对电子；
注：杂化轨道数等于该原子的б键数和孤
对电子数之和；
判断分子或离子中心原子的杂化类型的一般方法：
1.对于主族元素来说，中心原子的杂化轨道数=价层电子对数=σ键电子对数（中心原子结合的电子数）+孤电子对数
规律：当中心原子的价层电子对数为4时，其杂化类型为SP3杂化，
当中心原子的价层电子对数为3时，其杂化类型为SP2杂化，
当中心原子的价层电子对数为2时，其杂化类型为SP杂化
2.通过看中心原子有没有形成双键或三键来判断中心原子的杂化类型。
规律：如果有1个三键或两个双键，则其中有2个π键，用去2个P轨道，形成的是SP杂化；如果有1个双键则其中必有1个π键，用去1个P轨道，形成的是SP2杂化；如果全部是单键，则形成SP3杂化。
试用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况
思考交流
C原子在形成乙烯分子时，碳原子的2s轨道与2个2p轨道发生杂化，形成3个sp2杂化轨道，伸向平面正三角形的三个顶点。每个C原子的2个sp2杂化轨道分别与2个H原子的1s轨道形成2个相同的σ键，各自剩余的1个sp2杂化轨道相互形成一个σ键，各自没有杂化的l个2p轨道则垂直于杂化轨道所在的平面，彼此肩并肩重叠形成π键。所以，在乙烯分子中双键由一个σ键和一个π键构成。
C原子在形成乙炔分子时发生sp杂化，两个碳原子以sp杂化轨道与氢原子的1s轨道结合形成σ键。各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成1个σ键，两个碳原子的未杂化2p轨道分别在Y轴和Z轴方向重叠形成π键。所以乙炔分子中碳原子间以叁键相结合。
杂化类型
参加杂化的轨道
杂化轨道数
分子空间构型
实 例
价层电子对数
s+p
s+(2)p
s+(3)p
2
4
3
四面体
2
3
4
sp
sp2
sp3
杂化轨道的类型与分子的空间构型
杂化轨道间的夹角
直线形
三角形
三角锥
V型
109.5°
'(共20张PPT)
人教版 选修3
第2节 分子的立体构型
第二章
分子的结构与性质
[Cu(H2O)4]2+
SO42 –
天蓝色
天蓝色
天蓝色
无色
无色
无色
Na+
Cl-
K +
Br -
K +
固体
溶液颜色
无色离子：
CuSO4
CuCl2 2H2O
CuBr2
NaCl
K2SO4
KBr
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
什么离子呈天蓝色：
白色
白色
白色
白色
绿色
深褐色
为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝色而无水CuSO4 是白色？
思考交流
实验X
Cu2+与H2O是如何结合的呢？
O
H
2
X
O
X
H
H
X
H
O
X
H
H
X
+
思考交流
1、配位键
（1）定义
（2）配位键的形成条件
（3）配位键的表示方法
一方提供孤电子对
一方提供空轨道
A
B
提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键，
（4）配位键的键参数
同其他相同原子形成的共价键键参数完全相同
H
O
H
H
即“电子对给予—接受键”
Cu2+与H2O是如何结合的呢？
Cu2+
H+
提供空轨道接受孤对电子
H2O
提供孤电子对
H2O
H
O
H
H
Cu
H2O
H2O
H2O
OH2
2+
配位键
思考交流
2、配合物
(2) 配合物的组成
Cu(H2O)4
SO4
中心离子
配体
配位数
(1) 定义
通常把接受孤电子对的金属离子（或原子）与某些提供孤电子对的分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物
(配离子)
天蓝色溶液
蓝色沉淀
深蓝色溶液
除水外，是否有其他电子给予体？
（取上实验所得硫酸铜溶液1/3实验）根据现象分析溶液成分的变化并说明你的推断依据，写出相关的离子方程式
Cu(OH)2
H2O
Cu
H2O
H2O
OH2
2+
Cu
H3N
2+
NH3
NH3
NH3
深蓝色晶体
[Cu(NH3) 4 ] SO4 H2O
+乙醇
静置
科学探究
常见的配位体
常见的中心离子
过渡金属原子或离子
X-
CO
CN
H2O
NH3
SCN-
配位数
一般2、4、6、8
Fe3++3SCN- = Fe(SCN）3
血红色
配位数可为1—6
Fe3+是如何检验的？
思考
能形成配合物的离子不能大量共存
向上实验深蓝色溶液中滴加硫酸，观察实验现象，由此现象变化说明了什么
天蓝色溶液
+过量硫酸
H2O
Cu
H2O
H2O
OH2
2+
H
N
H
H
H
+
深蓝色溶液
Cu
H3N
2+
NH3
NH3
NH3
H2O
Cu
H2O
H2O
OH2
2+
天蓝色溶液
+过量氨水
配合物具有一定的稳定性，
过渡金属配合物远比主族金属配合物稳定
（3） 配合物的性质
（4）配合物的命名
（1）配离子（从左向右，配位数→配体→合→中心原子或中心离子）
（2）配合物→类似于酸、碱、盐
六氰合铁酸钾
氢氧化二氨合银
三氯一氨合铂酸钾
硫酸四氨合铜
[Cu(NH3)4] SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
K[Pt(NH3)Cl3]
练习：
（5） 配合物的应用
a 在生命体中的应用
b 在医药中的应用
c 配合物与生物固氮
d 在生产生活中的应用
王水溶金
叶绿素
血红蛋白
抗癌药物
酶
维生素B12
钴配合物
含锌的配合物
含锌酶有80多种
固氮酶
照相技术的定影
电解氧化铝的助熔剂Na3[AlF6]
镀银工业
H[AuCl4]
气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。
1
Al
Cl
Cl
Cl
Cl
Al
Cl
Cl
【练习】
向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ）
A:[Co(NH3) 4Cl2] Cl
B:[Co(NH3) 3Cl3]
C:[Co(NH3) 6] Cl3
D:[Co(NH3) 5Cl] Cl2
2、
B
3、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物， Fe2+与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋白中的Fe2+也能生成配合物，根据生活常识，比较说明其配合物的稳定性。若发生CO使人中毒事故，首先该如何处理？还有哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合？
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
1、配位键
定义
配位键的形成条件
一方提供孤电子对
一方提供空轨道
“电子对给予—接受键”
2、配合物
配合物的组成
定义
配合物的应用
配合物的性质
小结
叶绿素结构示意图
N
N
N
N
Fe
CH3
CH3
H3C
C
O
HO
C
O
OH
H3C
血红素(Fe2+ )结构示意图
O
C
NH3
CH2
Pt2+
第二代铂类抗癌药（碳铂）
Mo
Fe
S
固氮酶中Fe—Mo中心结构示意图
