课件31张PPT。第一单元 分子构型与物质的性质第1课时 分子的空间构型能用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型及等电子原理解释或预测一些分子或离子的空间构型。
知道一些常见简单分子的空间立体构型(如甲烷、氨分子、苯、乙烯等)。1．2．CH4、CH2===CH2、 的立体构型是什么？
提示 CH4：正四面体形 CH2===CH2：平面形 ：平面正六边形C原子和H原子结合形成的分子为什么是CH4？为什么CH4分子是正四面体型？
答案 根据杂化轨道理论，C原子是CH4分子的中心原子，其价层电子基态为2s22px12py12pz0，在形成CH4分子的过程中，C原子的1个2s电子激发到2pz0空轨道，只有一个未成对电子的2s轨道与3个均含有未成对电子的2p轨道混合起来，形成能量相等，成分相同的4个完全等同的sp3杂化轨道。然后，中心原子C以夹角均为109.5°的4个完全笃学一 分子的空间构型1.等同的sp3杂化轨道，分别与4个H原子的1s轨道重叠，形成4个sp3-s型的σ键，故CH4分子的空间构型为正四面体。杂化轨道理论很好的解释了甲烷分子的正四面体结构。为了满足生成BF3和BeCl2的要求，B和Be原子的价电子排布应如何改变？用轨道式表示B、Be原子的价电子结构的改变。
答案 B原子的基态电子排布式为1s22s22px1，当硼与氟反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，1个2s轨道和2个p轨道发生杂化，形成能量相同、成分相同的3个sp2杂化轨道。B原子的三个sp2杂化轨道间的夹角为120°，因此BF3具有平面三角形结构。Be原子的基态电子排布式是1s22s2，在激发态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，Be原子的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，Be原子的2个sp杂化轨道间的夹角为180°，因此BeCl2为直线形分子。2．如下图，请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况。3．乙烯和乙炔的结构示意图答案 在乙烯分子中C原子由一个s轨道和两个p轨道进行杂化，组成三个等同的sp2杂化轨道，sp2轨道彼此成120°角。乙烯中两个碳原子各用一个sp2轨道重叠形成一个C—C σ键外，各又以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个σ键，这样形成的五个键在同一平面上，每个C原子还剩下一个py轨道，它们垂直于这五个σ键所在平面，互相平行电子的自旋方向相反，沿着x轴平行地侧面重叠，形成π键。
在乙炔分子中碳原子由一个2s轨道和一个2p轨道，组成两个sp杂化轨道。两个sp杂化轨道夹角180°，在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠，形成一个C—C σ键，每一个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子形成σ键，此外每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道，它们与另一个碳的两个p轨道两两互相侧面重叠形成两个π键。
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以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系：
价层电子对数目与价层电子对构型关系笃学二 确定分子空间构型的简易方法1.价层电子对互斥模型
对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定：2.价电子对数计算方法其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算。
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－中P原子价层电子数应加上3，而NH4＋中N原子的价层电子数应减去1。
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。具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。如CH4、NH3和H2O分子，价电子对分布的几何构型均为四面体。
如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核因而价电子对之间的斥力大小顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对与成键电子对之间的斥力，且随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。如CH4、NH3、H2O分子中的键角依次减小。3. 指出下列化合物可能采取的杂化类型，并预测其分子的几何构型：
(1)BeH2；(2)BBr3；(3)SiH4；(4)PH3。
答案 (1)sp杂化 直线形 (2)sp2杂化 平面三角形 (3)sp3杂化 正四面体形 (4)sp3杂化 三角锥形【慎思1】 分析HCN分子和CH2O分子中的π键(如下图)。【慎思2】答案 HCN分子中C采取sp杂化形成直线形分子，HCN分子中含有一个C—H σ键，一个C—N σ键，两个C—N π键；CH2O分子中碳原子的价电子采取sp2杂化形成平面三角形分子，C原子有一个未成对电子的2p轨道，与O原子一个未成对电子的2p轨道形成π键。 在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp3杂化生成4个________，生成的4个杂化轨道中，只有________个含有未成对电子，所以只能与________个氢原子形成共价键，又因为4个sp3杂化轨道其中一个轨道含有一对________，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。
解析 NH3中N原子为sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道，但NH3分子空间构型不是正四面体形，而是三角锥形，是因为氮原子形成NH3时仍有一对孤电子对。
答案 sp3杂化轨道 3 3 孤电子对【慎思3】 指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。
(1)CO2分子中的C______杂化，分子的结构式________，空间构型________；
(2)CH2O中的C________杂化，分子的结构式________，空间构型________；
(3)CH4分子中的C______杂化，分子的结构式________，空间构型________；
(4)H2S分子中的S______杂化，分子的结构式________，空间构型________。【慎思4】解析 杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成σ键，剩余的p轨道还可以形成π键。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间构型，如sp2杂化轨道的键角为120°，空间构型为平面三角形。因此，也可根据分子的空间构型确定分子(或离子)中杂化轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。 若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是
( )。
A．若n＝2，则分子的立体结构为V形
B．若n＝3，则分子的立体结构为三角锥型
C．若n＝4，则分子的立体结构为正四面体型
D．以上说法都不正确
解析 若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n＝2时，分子结构为直线形；n＝3时，分子结构为平面三角形；n＝4时，分子结构为正四面体型。
答案 C【慎思5】 为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：
一类是_________________________________________；
另一类是________________________________________。
BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是________，NF3的中心原子是________；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥型的原因是____________________________________________
__________________________________________________________________________________________________。【慎思6】解析 多原子分子的中心原子的价层电子均是未成对电子时，和其他原子全部形成化学键，若有成对电子，则以孤电子对的形式存在，故价层电子对互斥模型把分子按中心原子的成键情况分成两类。
BF3的中心原子是B原子，共有三个价电子，全部用于成键，根据价电子对互斥模型应为平面三角形最稳定，NF3分子的中心原子是N原子，有五个价电子，只用了三个成键，还有一对孤对电子，根据价电子对互斥模型，孤对电子参与价键的排斥，使三个共价键偏离平面三角形而形成三角锥形。
答案 中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键而呈平面三角形，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形杂化轨道：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。
杂化轨道理论认为：在形成分子时，通常存在激发、杂化、轨道重叠等过程。但应注意，原子轨道的杂化，只有在形成分子的过程中才会发生，而孤立的原子是不可能发生杂化的。同时只有能量相近的原子轨道(如2s，2p等)才能发生杂化，而1s轨道与2p轨道由于能量相差较大，它是不能发生杂化的。要点一 | 杂化轨道理论1．2．杂化轨道成键时，要满足化学键间最小排斥原理，键与键间排斥力大小决定键的方向，即决定杂化轨道间的夹角。由于键角越大化学键之间的排斥能越小，对sp杂化来说，当键角为180°时，其排斥能最小，所以sp杂化轨道成键时分子呈直线形；对sp2杂化来说，当键角为120°时，其排斥能最小，所以sp2杂化轨道成键时，分子呈平面三角形。由于杂化轨道类型不同，杂化轨道夹角也不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。
杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等。4．3．sp型杂化
对于非过渡元素，由于ns、np能量接近，往往采用sp型杂化，而sp型杂化又分为：
sp杂化：一个s轨道和一个p轨道间的杂化。
sp2杂化：一个s轨道和两个p轨道间的杂化。
sp3杂化：一个s轨道和三个p轨道间的杂化。
对sp型杂化而言，杂化轨道的空间分布与形成分子的立体构型的关系
sp杂化：键角180°，空间构型直线形，例如：C2H2。
sp2杂化：键角120°，空间构型平面正三角形，例如：BF3。
sp3杂化：键角109.5°，空间构型正四面体型，例如：CH4、CF4。6．5．甲烷中的碳原子采取sp3杂化，水分子的氧原子采取sp3杂化，NH3分子中的氮原子采取的sp3杂化。
sp杂化和sp2杂化后还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而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。7．8． 有关苯分子说法不正确的是 ( )。
A．苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键，形成120°的
三个sp2杂化轨道，故为正六边形的碳环
B．每个碳原子还有1个未参与杂化的2p轨道，垂直碳环
平面，相互交盖，形成共轭大π键
C．大π键中6个电子被6个C原子共用，故称为6中心6电子
大π键
D．苯分子中共有6个原子共面，6个碳碳键完全相同
解析 苯分子中共有6个碳原子和6个氢原子共面。
答案 D【例1】?会用杂化轨道理论解释常见分子的空间构型。 下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是
( )。
①BF3 ②CH2===CH2 ③ ④CH≡CH
⑤NH3 ⑥CH4
A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥
解析 sp2杂化轨道形成的是三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道，且其中还有未参与杂化的p轨道，可形成一个π键，而杂化轨道只用于形成σ键或容纳未成键的孤电子对，①②③的键角均为120°，④为sp杂化，⑤⑥为sp3杂化。
答案 A【体验1】?要点二 | 常见分子的空间构型价层电子对理论、杂化轨道理论与分子间的空间构型关系见下表1．
(1)双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、N2 等。
(2)三原子分子有直线形，如CO2、CS2等；还有“V”形，如H2O、H2S、SO2等。
(3)四原子分子有平面三角形，如BF3、BCl3、CH2O等；有三角锥型，如NH3、PH3等；也有正四面体，如P4。
(4)五原子分子有正四面体，如CH4、CCl4等；也有不规则四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。2．常见分子的空间构型 若ABn的中心原子上有一对孤电子对未能成键，当n＝2时，其分子结构为____________；当n＝3时，其分子结构为______________。
解析 若中心原子上有未成键的孤电子对，根据价层电子对互斥模型，其与成键电子对之间存在斥力，AB2型分子为V形(如SO2)。AB3型分子为三角锥型(如NH3)。
答案 V形 三角锥型【例2】?若中心原子上有孤电子对，则它对成键电子对的排斥作用较强，导致键角减小。 用价层电子对互斥模型推测下列分子的空间构型：
(1)PCl3 (2)SO3
答案 (1)三角锥型 (2)平面三角形【体验2】?课件22张PPT。第2课时 分子的极性说出下列分子的空间构型并指出中心原子的杂化方式CH4、NH3、H2O、CO2、BF3
提示 CH4 正四面体型 sp3杂化
NH3 三角锥型 sp3杂化
H2O V形 sp3杂化
CO2 直线形 sp杂化
BF3 平面三角形 sp2杂化了解等电子原理及其应用。
能根据分子的几何构型和键的极性判断一些常见分子的极性，理解“相似相溶规则”。
了解手性碳原子、手性异构体、手性分子的概念。1．2．3．等电子原理的概念：_______________________________
______________________________。
CO分子和N2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归纳为它们具有__________________，导致它们具有_______________，是_________。
下列分子或离子，是否是等电子体？
CO2、SCN－、NO2＋、N3－
答案 是笃学一 等电子原理1 ．2．3．原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的结构特征相等的价电子总数相似的化学结构等电子体完成教材[实验1][实验2]你能得到什么信息？
答案 带电的玻璃棒靠近水滴，水滴随玻璃棒的移动而移动。靠近CCl4，不移动。碘易溶于CCl4而不易溶于水。
写出H2O、CCl4、I2的电子式和结构式，并指出它们的空间构型，它们分子中的共价键是极性键还是非极性键？笃学二 分子的极性1.2．极性分子：________________________________的分子。
非极性分子：____________________________的分子。
实验中水珠移动的原因是___________________________
___________________。
下列分子是极性分子还是非极性分子？
①CO2 ②BF3 ③SiH4 ④HBr ⑤H2S ⑥PH3
⑦CH3Cl ⑧H2
答案 极性分子：④⑤⑥⑦ 非极性分子：①②③⑧3．4．5．6．正电荷重心和负电荷重心不能重合正电荷重心和负电荷重心重合体产生了静电作用力水分子是极性分子，与带电物
由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质___溶于极性分子组成的溶剂， ___溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质___溶于非极性分子组成的溶剂， ___溶于极性分子组成的溶剂。这在化学上称为“相似相溶规则”。
(1)如果溶质与溶剂之间能形成_____，则溶解度增大，且
_______________，溶解性越好。
(2)溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如SO2与H2O生成H2SO3，NH3与H2O生成NH3·H2O等。笃学三 影响物质溶解性的几个因素1．相似相溶规则2．影响物质溶解性的其他因素易难易难氢键作用力越大氢键
具有_________________________________，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里_________，互称_____异构体。有___________的分子叫做手性分子。
当___个_____的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。
连接___个_____原子或基团的碳原子称为手性碳原子。笃学四 手性分子1．手性异构体、手性分子：2．手性碳原子完全相同的组成和原子排列的一对分不能重叠手性手性异构体四不同四不同 CO分子中有____个σ键，____个π键。
答案 1 2【慎思1】 在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________；
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是___；
(3)以极性键相结合，具有三角锥型结构的极性分子是___；
(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________；
(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________；
(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是________。
答案 (1)N2 (2)CS2 (3)NH3 (4)CH4 (5)H2O (6)HF【慎思2】 碘易溶于CCl4，不易溶于水，是因为____________
_______________________________________________。
答案 I2为非极性分子，CCl4也为非极性分子，两者相似故相溶；而H2O为极性分子，与I2不相似，故I2不易溶于水。【慎思3】 判断下列分子为手性分子的是 ( )。【慎思4】解析 据手性分子的定义，必须是同一个碳原子上连四个不同的原子或基团，B项乳酸分子中间碳原子连—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子或基团，应是手性分子。
答案 B 下列分子含有“手性”碳，属于手性分子的是 ( )。【慎思5】答案 AC
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，它们的许多物理性质是相近的，这条规律称之为等电子原理，这样的分子叫做等电子体。
等电子原理可以较快的判断一些分子的构型以及其键合的情况，在科学研究中也有一定的用途，但在应用它时也应注意实际情况，以免误判。例如SiO32－的结构就不同于CO32－的结构。这是因为中心原子用于成键的轨道及杂化类型不同而导致的离子或分子的构型不同的缘故。要点一 | 等电子原理及其应用1．等电子原理及等电子体2．等电子原理的应用 根据等电子原理，下列各组分子或离子的分子构型不相似的是 ( )。
A．NH4＋和CH4 B．H3O＋和NH3
C．NO3－和CO32－ D．CO2和H2O
解析 根据等电子原理，CO2和H2O二者原子数相等，但价电子数不等，不是等电子体。
答案 D【例1】?互为等电子体，则微粒空间构型相同。 根据等电子原理，下列分子或离子与SO42－有相似结构的是 ( )。
A．PCl5 B．CCl4 C．NF3 D．NH3
解析 原子数为5，价电子数为34的是CCl4。
答案 B【体验1】?
(1)从分子组成上看要点二 | 分子极性的判断方法1．分子极性的判断方法(2)从形成的化学键看
非极性键→电子对不偏移→正负电荷重心重合→非极性分子2．常见的极性分子和非极性分子分子非极性
分子非极性键形成（如 )
极性键形成，但空间结构对称（如
等）极性
分子极性键形成，但空间结构不对称，键的
极性不能抵消（如
等）3.空间构型、键的极性和分子极性的关系 下列叙述中正确的是 （ ）。
A.NH3、CO、CO2都是极性分子
B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
答案 B【例2】?从键的极性及键的分布是否对称去分析。 使用微波炉加热，具有使物质受热均匀、表里一致、速度快、热效率高等优点。其工作原理是通电后炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应，这是因为 （ ）。
A.水分子具有极性共价键
B.水分子中有共用电子对
C.水由氢、氧两种元素组成
D.水分子是极性分子
解析 只有极性分子才能在电场中定向移动，非极性分子几乎不发生定向移动。水分子是由极性键构成的极性分子，所以选D。
答案 D【体验2】?“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。例如，乙醇的化学式为CH3CH2OH，其中的—OH与水分子的—OH相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多，因而它在水中的溶解度明显减小。
极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，水是最常见的极性溶剂；非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，常见的非极性溶剂有苯、CCl4、汽油、酯类等。该规律常用于物质的除杂、分离等，如从碘水中萃取碘。要点三 | 相似相溶规则1.2. 分析下列物质在水中的溶解性
①N2 ②CH4 ③HCl ④NH3 ⑤苯 ⑥汽油
易溶于水的有 ，难溶于水的有 。
答案 ③④ ①②⑤⑥【例3】?要准确判断分子的极性，利用“相似相溶规则”判断。 欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是 （ ）。
A.酒精 B.四氯化碳
C.直馏汽油 D.苯
解析 单质碘（I2）是含有非极性键的非极性分子，根据“相似相溶”规则，可知碘易溶于非极性溶剂。而CCl4、直馏汽油（极性非常弱，可视为非极性分子）、C6H6等为非极性溶剂，且它们与水的密度差别较大，容易分层，所以B、C、D选项可以作为碘的萃取剂。而酒精容易与水、碘互溶，不分层，故不能用作萃取剂。所以答案为A。
答案 A【体验3】?课件14张PPT。一、分子的空间构型
1.杂化轨道理论第3课时 单元整合2.根据价电子对数判断分子的几何构型
3.等电子原理
具有相同的价电子数（指全部电子数或价电子总数）和相同
原子数的分子或离子具有相同的结构特征。如SiCl4、SiO44－、
SO42－，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成四
面体构型。二、分子的极性及手性分子由非极性键结合而成的分子是非极性分子（O3除外），由极性键结合而生成的非对称型分子一般是极性分子。由极性键结合而成的完全对称型分子为非极性分子。对于ABn型分子，若中心原子A化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子,否则为极性分子1.分子极性决定因素共价键的极性
分子空间构型极性判断相似相溶规则：极性分子构成的物质易溶于极性分子的溶剂；非极性分子构成的物质易溶于非极性分子的溶剂2.手性分子：有手性异构体的分子。
3.手性碳原子：连接四个不同的原子或基团的碳原子。 请完成下列表格的填空。
根据以上分析结果，试推测上述哪些物质易溶于水。【典例1】?解析 本题着重考查分子的极性与键的极性以及分子空间构型之间的关系。由非极性键构成的分子一般都是非极性分子。由极性键构成的分子，若能空间对称，分子中电荷不显电性，则分子无极性，这样的空间对称有三种：一是直线形对称，键角为180°，常见的分子有：CO2、CS2、C2H2等；二是平面对称，键角为120°，分子构型为平面正三角形，常见的分子有BF3、BBr3等；三是立体对称，键角为109.5°，分子构型为正四面体，常见的分子有CH4、CCl4、SiH4等。
根据“相似相溶规则”，易溶于水的有HCl、NH3。答案易溶于水的有HCl、NH3。 已知三角锥型分子E和直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M（组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10）如下图，则下列判断错误的是（ ）。
A.G是最活泼的非金属单质
B.L是极性分子
C.E能使紫色石蕊试液变蓝色
D.M化学性质活泼【典例2】?解析 本题主要考查球棍模型表示物质的方法及氮气、氨气的化学性质等。由组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10，及E为三角锥形分子可知E为NH3，组成L的元素除氢外另一元素为－1价的氟，故G为F2，L为HF，M为N2，故本题答案为D。
答案 D 根据杂化理论回答下列问题
（1）上表中各种物质中心原子是否以杂化轨道成键？以何种类型杂化轨道成键？
（2）NH3和H2O的键角为什么比CH4小？CO2键角为何是180°？乙烯的键角又为何是120°？
解析 （1）表中均为常见分子，中心原子均以杂化轨道成键，依次为sp3、sp3、sp3、sp、sp2。
（2）由于NH3和H2O分子中孤电子对共用电子对的排斥作用，使NH3和H2O分子中键角比CH4分子中的小。CO2分子中C原子为sp杂化，所以是直线形分子，键角为180°，乙烯分子中C原子为sp2杂化，所以键角为120°。
【典例3】?答案 （1）根据杂化轨道理论，CH4、H2O、NH3、CO2、C2H4等分子中，中心原子均以杂化轨道成键。CH4、H2O、NH3的杂化类型都为sp3型，CO2分子中C原子为sp型杂化，C2H4分子中C原子为sp2杂化。
?（2）在NH3和H2O分子中，中心原子均有孤电子对，对共用电子对的排斥作用导致它们的键角都比CH4的小。CO2分子中C原子的sp杂化轨道呈直线形，夹角为180°，所以CO2分子键角为180°。C2H4分子中C原子为sp2杂化，杂化轨道呈平面三角形，夹角为120°，所以，乙烯的键角为120°。 原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。
回答下列问题：
（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，
1 mol Y2X2含有σ键的数目为 。
（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是
________________________________________________。
（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是 。【典例4】?（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是 ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为
解析 本题把元素推理和物质结构与性质熔融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。由题意知X、Y、Z、W四种元素分别是：H、C、N、Cu。（1）C2H2为直线形分子，其结构式为H—C≡C—H，C原子均采用sp杂化，C—H间以1个σ键相连，C≡C间含1个σ键和2个π键。1个C2H2含有3个σ键；1mol C2H2含有3 mol σ键，即3NA个σ键。
（2）NH3的沸点比CH4的高，主要原因是由于NH3分子间存在氢键。
（3）CO2和N2O互为等电子体。
答案 （1）sp杂化 3NA或3×6.02×1023个
（2）NH3分子间存在氢键
（3）N2O
（4）CuCl CuCl＋2HCl＝H2CuCl3（或CuCl＋2HCl＝
H2[CuCl3]）
课件18张PPT。第二单元 配合物的形成和应用第1课时 配合物的形成与结构请说出在实验室中怎样用KSCN溶液检验Fe3＋。
提示 取少量待测液于试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变为血红色，证明含有Fe3＋，否则，不含Fe3＋。
1.理解配合物的概念及形成条件。
2.掌握配合物的组成、结构和性质。完成[实验1][实验2]分别向2 mL 5%的CuSO4溶液、CuCl2溶液、Cu（NO3）2溶液逐滴滴加浓氨水观察的现象是
___________________，然后再_________为_____色的溶液。结论是________________________________。反应原理为：
Cu2＋＋2NH3·H2O ===Cu（OH）2↓＋2NH4＋
Cu（OH）2＋4NH3·H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O笃学一 配合物的形成1.都先有蓝色沉淀生成逐渐溶解深蓝Cu（OH）2不溶于水却能溶于氨水在水溶液中Cu2＋与NH3分子是如何结合成[Cu（NH3）4]2＋的呢？
答案 NH3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NH3中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形
成配位键。[Cu（NH3）4]2＋的结构简式为
2.配合物：由_____________的_______与接受孤电子对的
________以_____键结合而成的化合物称为配位化合物，简称配合物。3.提供孤电子对配位体中心原子配位________元素（特别是___________________）一般都能形成配合物。因为过渡金属原子或离子都有_________________
_____，它们都能与可提供_____________________以_______结合形成配合物。如Ag＋与NH3反应生成[Ag（NH3）2]＋，是由于Ag＋空的__轨道和__轨道可以形成2个__杂化轨道，NH3分子中N原子有一孤电子对，N原子上的孤电子对进入Ag＋空的__杂化轨道形成_______。形成_____形的________________（如图所示）笃学二 配合物的结构过渡金属过渡金属元素的离子接受孤电子对的空轨道孤电子对的分子或离子配位键5s5pspsp配位键[Ag（NH3）2]＋直线配合物的中心原子、配位体的种类和数目的不同，可以形成不同空间构型的配合物。
配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强、配合物越稳定。 指出配合物K2[Cu（CN）4]的配离子、中心离子、配位体、配位数及配位原子。
答案 [Cu（CN）4]2－ Cu2＋ CN－ 4 C
关于配位键和配合物，下列说法不正确的是
（ ）。
A.配位键的形成条件是：含有孤电子对的分子或离子及有
空轨道的原子或离子
B.电子对的给予体称为配位体，电子对的接受体称为中心
原子
C.配位键是共价键的一种特殊类型
D.过渡元素的金属离子不易形成配合物
答案 D【慎思1】【慎思2】 请解释下列问题：
（1）NH3易与酸反应。
（2）氨和三氟化硼（BF3）可以形成配位化合物。
答案 （1）NH3有孤电子对，可以和H＋形成稳定的配位键，因此NH3易与酸反应。
（2）NH3有孤电子对，BF3中的B原子具有空轨道，两分子间可以形成配位键，如下所示。因此氨和三氟化硼可以形成配位化合物。【慎思3】配合物是由内界和外界组成的，内界是由中心原子和配位体组成的，如：要点一 | 配合物的组成1. 配合物的组成（1）配位体（简称配体）：配位体是含有孤电子对的分子或离子，如NH3、H2O和Cl－、Br－、I－、SCN－离子等。配位体中具有孤电子对的原子在形成配位键时称为配位原子。
N、O、P、S及卤素的原子或离子常作配位原子。
（2）中心原子：中心原子也称为配合物的形成体，一般是金属离子，特别是过渡金属离子。但也有中性原子做配合物形成体的。
（3）配位数：直接同中心原子（或离子）配位的配位原子的数目，为该中心原子（或离子）的配位数。一般中心原子（或离子）的配位数是2，4，6，8。在计算中心原子的配位数时，一般是先在配离子中确定中心原子和配位体，接着找出配位原子的数目。过渡金属原子或离子都有接受孤电子对的空轨道，对多种配体具有较强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。
配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，而内界的配体离子和分子通常不能电离。
如[Co（NH3）5Cl]Cl2===[Co（NH3）5Cl]2＋＋2Cl－，有三分之一的氯不能电离。2. 过渡金属原子或离子常作为中心原子3. 配合物的电离 下列物质：①H3O＋ ②[B（OH）4]－ ③CH3COO－ ④NH3 ⑤CH4中存在配位键的是 （ ）。
A.①② B.①③
C.④⑤ D.②④
答案 A【例1】?配合物由中心原子和配位体组成。 现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。
实验方案：__________________________________________________________________________________________________________。
解析 [Co（NH3）6]Cl3和[Co（NH3）5Cl]Cl2两种配合物晶体，组成元素完全相同，但结构却不同。在[Co（NH3）6]Cl3中Co3＋与6个NH3分子配合成[Co（NH3）6]3＋，3个Cl－都是外界离子。[Co（NH3）5Cl]Cl2中Co3＋与5个NH3分子和1个Cl－配合成[Co（NH3）5Cl]2＋，只有2个Cl－是外界离子。由于配合【体验1】?物中内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合，在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl－数目是不同的，我们可以利用这一点进行鉴别。
答案 称取相同质量的两种晶体分别配成溶液，向两种溶液中分别滴加足量的AgNO3溶液，静置、过滤、干燥、称量，所得AgCl固体多的，原晶体为[Co（NH3）6]Cl3，另一种为[Co（NH3）5Cl]Cl2
（1）中心原子必须具有空轨道，可以是带电的离子。如[Cu（NH3）4]SO4中的Cu2＋，也可以是电中性的原子，如羰基镍[Ni（CO）4]中的Ni。元素周期表中所有的金属元素都可作为中心原子，而过渡金属原子最符合这一条件，过渡金属最易形成配合物。
（2）配位原子必须能提供孤电子对，可以是中性分子，如[Cu（NH3）4]SO4中的NH3；也可以是带电的离子，如亚铁氰化钾K4[Fe（CN）6]中的CN－。符合这一条件的常见微粒有：要点二 | 配合物的形成条件及价键理论1. 形成配位化合物的条件①分子：CO、NH3、H2O
②阴离子：Cl－、CN－、NO2－。
（1）中心原子与配体中的配位原子之间以配位键结合，即配位原子提供孤电子对，填入中心原子的价电子层空轨道形成配位键。
（2）为了增强成键能力和形成结构匀称的配合物，中心原子所提供的空轨道首先进行杂化，形成数目相等、能量相同、具有一定空间伸展方向的杂化轨道，中心原子的杂化轨道与配位原子的孤电子对轨道在键轴方向重叠成键。
?（3）配合物的空间构型，取决于中心原子所提供杂化轨道的数目和类型。2. 配合物的价键理论3. 中心原子的杂化轨道类型和配合物的空间构型 下列各种说法中错误的是 （ ）。
A.形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对
B.配位键是一种特殊的共价键
C.配位化合物中的配位体可以是分子也可以是阴离子
D.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
答案 D【例2】?形成配位键的中心原子提供空轨道，配位原子必须能提供孤电子对。 在Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋、H2O、NH3、F－、CN－、CO中，哪些可以作为中心原子？哪些可以作为配位体？
中心原子：______________________________________；
配位体：________________________________________。
解析 配合物的中心原子需要有接受孤电子对的空轨道，过渡金属元素的离子存在空轨道可以作中心原子。配位体要提供孤电子对，所以配位体中必须含有孤电子对的配位原子。
答案 Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋ H2O、NH3、F－、
CN－、CO【体验2】?课件11张PPT。配合物有怎样的组成和结构？常见的配合物有哪些？
提示 可参考第1课时配合物的组成与结构中精要解读进行回答。
了解一些配合物在生活、生产和科学实验中的应用。第2课时 配合物的应用银氨溶液的配制：在5%的硝酸银溶液中逐滴加入2 mol·L－1氨水，直到生成的沉淀恰好全部溶解为止，制得银氨溶液。
反应的有关离子方程式有：
________________________________
________________________________________________
笃学 配合物的应用1.Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4＋AgOH＋2NH3·H2O===[Ag（NH3）2]＋＋OH－＋2H2O取银氨溶液5 mL于试管中，加入2～3 mL 10%的葡萄糖，将试管放在盛有热水的烧杯中，静置片刻看到试管壁上有银镜生成。
如用5%的AgNO3溶液代替银氨溶液与葡萄糖溶液重复上述实验，现象为___________。
向3 mL 2%的FeCl3溶液，滴入2～3滴2% KSCN溶液。现象： _____________。
反应的离子方程式为： ____________________________。
向2 mL 5%的CuSO4和5%的Fe2（SO4）3的混合溶液中分别滴加10%的NaOH溶液和浓氨水，实验现象： ____________
_________________________；加氨水开始有墨绿色沉淀生成并逐渐增多，继续滴加氨水，沉淀逐渐减少，最后变成红棕色沉淀，溶液呈深蓝色。2.3.4.无银镜生成溶液呈血红色Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3滴加NaOH生成墨绿色沉淀，溶液呈无色反应的离子方程式有：
____________________________
____________________________
_______________________________________
_______________________________________
______________________________________________________Cu2＋＋2OH－===Cu（OH）2↓Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu（OH）2↓＋2NH4＋Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe（OH）3↓＋3NH4＋Cu（OH）2＋4NH3·H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O 用配合物知识解释煤气中毒的原因？【慎思1】 冶炼金的废水不能任意排放，排放前必须处理。为什么？提取Au的原理为：4Au＋8CN－＋2H2O＋O2===
4[Au（CN）2]－＋4OH－
再用Zn还原成单质金：Zn＋2[Au（CN）2]－===2Au＋
[Zn（CN）4]2－。
答案 炼金废水中含有配合物[Au（CN）2]－和[Zn(CN)4]2－，它们可产生有毒的CN－，当H＋与CN－结合生成HCN，毒性
更强，可导致鱼类等水生物死亡，因此不能任意排放。
【慎思2】湿法冶金：可以用配合剂的溶液直接从矿石中把金属浸取出来，再用适当的还原剂还原成金属单质。
分离和提纯：由于制备高纯物质的需要，对于那些性质相近的稀有金属，常利用生成配合物来扩大一些性质上的差别，从而达到分离、提纯的目的。
设计合成具有特殊功能的分子，如光储材料，超导材料，抗癌药物等。要点 | 配合物的用途1. 工业生产中的应用检验离子的特效试剂：通常利用整合剂与某些金属离子生成有色难溶的内络盐，作为检验这些离子的特征反应。
隐藏剂：多种金属离子共同存在时，要测定其中一金属离子，由于其他金属离子往往会与试剂发生同类型反应而干扰测定，因此常用配合物来防止杂质离子的干扰。
有机沉淀剂：某些配合物和金属离子在水中形成溶解度极小的内络盐沉淀，可以提高分析的精确度。
萃取分离：当金属离子与有机整合剂形成内络盐时，一方面由于它不带电，另一方面又由于有机配体在金属离子的外围且极性极小，具有疏水性，因而难溶于水，易溶于有2. 定量分析中的应用机溶剂。利用这一性质就可将某些金属离子从水溶液中萃取到有机溶剂中。
配合催化剂活性高，选择性好，在合成工业中用途广泛。
配合物与生物固氮。
许多酶的作用与其结构中含有形成配合物的金属离子有关。
3. 在合成中的应用4. 在生物体中的应用 为什么Au不能溶于浓HNO3、浓HCl和浓H2SO4，但可溶于王水？
答案 金能溶于王水是因为Au与王水发生如下反应：
Au＋4HCl＋HNO3===H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O【例】?Au溶于王水形成了配合物 为什么工业用水进入锅炉前都要用三聚磷酸钠处理？
答案 工业水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋等离子，长时间煮沸会生成水垢，加入三聚磷酸钠（Na5P3O10）后三聚磷酸根离子可与Ca2＋、Mg2＋等离子结合生成可溶性稳定配合物。可防止水垢的沉积，以确保锅炉安全。【体验】?
