2015版高中化学苏教版选修5《有机化学基础》教材知识详解：专题二 有机物的结构与分类总结

（C）——本章总结
专题一 突破有机分子空间构型
分子内原子共线、共面的判定，仅为一维、二维想象，但存在线面、面面的交叉，所以有一定的难度。
例1. 某有机分子结构如下：
该分子中最多有____________个C原子共处同一平面。
解析：由于单键可以转动，所以：①乙烯平面与苯平面可以共面，②乙炔直线在乙烯平面上，且末端的2个C原子可以有1个与乙烯平面共面。
答案：13
点拨：记住几个特殊分子的空间构型
①CH4分子为正四面体结构，其分子最多有3个原子共处同一平面。②乙烯分子中所有原子共平面。③乙炔分子中所有原子共直线。④苯分子中所有原子共平面。⑤H—CHO分子中所有原子共平面。
例2.某分子具有如下结构：C6H5—CO—C≡C—CH3（（已知：HCHO分子中所有原子共平面）试回答下列问题：
(1)在同一直线上的原子最多有_______个；
(2)一定在同一平面上的原子最多有_______个；
(3)可能在同一平面上的原子最多有_______个。
解析：以甲醛平面为参照物：
转动①处C—C单键可使两平面M1和M2重合为同一平面，也可使苯平面非转动轴上的原子离开醛平面。炔直线位于醛平面上，但甲基上的H原子都不在炔直线上，转动②处C—C键，可使末端甲基中的一个H原子位于醛平面上。
答案：(1)4 (2)12 (3)17
点拨：单键的转动思想：有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。
四.科技信息
杂化轨道理论
杂化轨道理论（hybrid?orbital?theory）是1931年由Pauling?L等人在价键理论的基础上提出，?它实质上仍属于现代价键理论，?但它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。??
杂化轨道理论的要点：
1.在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道，这种轨道重新组合的过程称为杂化（hybridization），杂化后形成的新轨道称为?杂化轨道（hybrid?orbital）。?
2.杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前的大得多，更有利于原子轨道间最大程度地重叠，因而杂化轨道比原来轨道的成键能力强。?
3.杂化轨道之间力图在空间取最大夹角分布，使相互间的排斥能最小，故形成的键较稳定。不同类型的杂化轨道之间的夹角不同，成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。
轨道杂化类型及实例?????
?1.sp型杂化??：能量相近的ns轨道和np轨道之间的杂化称为sp型杂化。按参加杂化的s轨道、p轨道数目的不同，sp型杂化又可分为sp、sp2?、sp3?三种杂化。?? （1）sp杂化???
?由1个s轨道和1个p轨道组合成2个sp杂化轨道的过程称为sp杂化，所形成的轨道称为sp杂化轨道。每个sp杂化轨道均含有??的s轨道成分和??的p轨道成分。为使相互间的排斥能最小，轨道间的夹角为1800?。当2个sp杂化轨道与其他原子轨道重叠成键后就形成直线型分子。?
sp2杂化sp2杂化轨道的空间取向示意图
(图BF3的平面三角形构型和sp2杂化轨道的空间取向)?
由1个s轨道与2个p轨道组合成3个sp2杂化轨道的过程称为sp2杂化。每个sp2?杂化轨道含有?的s轨道成分和?的p轨道成分，为使轨道间的排斥能最小，3个sp2杂化轨道呈正三角形分布，夹角为1200[图9-4]。当3个sp2杂化轨道分别与其他3个相同原子的轨道重叠成键后，就形成正三角形构型的分子。
sp3杂化轨道示意图
sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个?p轨道组合成4个sp3杂化轨道的过程称为sp3?杂化。每个sp3杂化轨道含有?的s?轨道成分和?的p轨道成分。为使轨道间的排斥能最小，4个顶角的sp3杂化轨道间的夹角均为109?0?28’?[图9-5]。当它们分别与其他4个相同原子的轨道重叠成键后，就形成正四面体构型的分子。
实例分析1：?试说明BeCl2分子的空间构型。
解?实验测出，BeCl2分子中有2个完全等同的Be-Cl键，键角为1800?，分子的空间构型为直线。?
Be原子的价层电子组态为2s2?。在形成BeCl2?分子的过程中，Be原子的1个2s电子被激发到2p空轨道，价层电子组态为2s1?2px1?，这2个含有单电子的2s轨道和2px轨道进行sp杂化，组成夹角为1800?的2个能量相同的sp杂化轨道，当它们各与2个Cl原子中含有单电子的3p轨道重叠，就形成2个spp的σ键，所以BeCl2分子的空间构型为直线，其形成过程可表示为
实例分析2：?试说明BF3分子的空间构型。? 解?实验测定，BF3分子中有3个完全等同的B-F键，键角为1200?，分子的空间构型为正三角形。?
BF3分子的中心原子是B，其价层电子组态为2s22px1?。在形成BF3分子的过程中，B原子的2s轨道上的1个电子被激发到2p空轨道，价层电子组态为2s12px12py1?，1个2s轨道和2个2p轨道进行sp2杂化，形成夹角均为1200?的3个完全等同的sp2杂化轨道，当它们各与1个F原子的含有单电子的2p轨道重叠时，就形成3个sp2-p的σ键。故BF3?分子的空间构型是正三角形，其形成过程可表示为
实例分析3：试解释CCl4分子的空间构型。?
解?近代实验测定表明，CCl4分子的空间构型为正四面体。其形成过程可表示为
即中心原子C以夹角均为1090?28’的4个完全等同的sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠后，形成4个sp3s的σ键。故CCl4?分子的空间构型为正四面体[图（b)]。sp型杂化方式总结：
杂?化?类?型
参与杂化的原子轨道
杂?化?轨?道?数
杂化轨道间夹角
空?间?构?型
实?例
sp
1个?s?+?1个p
2个sp杂化轨道
1800
直?线
BeCl2?,?C2H2
sp2
1个s?+?2个p
3个sp2杂化轨道
1200
正三角形
BF3?,?C2H4
sp3
1个s?+?3个p
4个sp3杂化轨道
1090?28’
正四面体
CH4?,?CCl4
本专题作业
第38页习题答案
1．
结构简式
键线式
名称
2，4－二甲基戊烷
2－甲基—1，4－丁二烯
3－甲基戊烷
1，3－二甲苯
2－丁炔
2．⑴不能；⑵不能；⑶能；⑷不能。
3．⑴C3H6(有)；CH2=CH—CH3，；⑵C4H10(有)；CH3—CH2—CH2—CH3，；⑶C3H2O(没有)；H—CHO；⑷C4H10O(有)；CH3—CH2—CH2—CH2—OH，，，，CH3—CH2—O—CH2—CH3，CH3—O—CH2—CH2—CH3，。
4．⑴2，4－二甲基已烷；⑵2，2－二甲基—4－乙基已烷；⑶4－甲基—2－戊烯；⑷3－甲基—3－戊烷。
5．CH2=CH—CH2—CH3；CH3—CH=CH—CH3；。