化学：2.2.1《一些典型分子的空间构型》学案（鲁科版选修3）
文档属性
| 名称 | 化学：2.2.1《一些典型分子的空间构型》学案（鲁科版选修3） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 31.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-05 09:03:00 | ||
图片预览
文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第2节 共价键与分子的空间构型
第1课时 一些典型分子的空间构型
高考资源网【学习目标】21世纪教育网
1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；
2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型
【学习过程】21世纪教育网
一、一些典型分子的立体构型
1. 杂化轨道理论
(1) 理论的提出：甲烷的分子模型表明甲烷分子的空间构型是 ，分子中的C—H键 ，键角是 。这说明：碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。而碳原子的价电子构型是 ，包含一个 轨道和三个 轨道，为了解释甲烷分子中碳原子有这四个相同的轨道，Pauling提出了 理论。21世纪教育网
(2) 杂化的概念：在形成 分子的过程中，中心原子的若干 相近的原子轨道重新组合，形成一组新的、 的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。
2. 形成甲烷分子时，中心原子的 和 ， ， 等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条 杂化轨道，这些 杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。成键时，这四个完全相同的 轨道分别与四个氢原子的电子云重叠成 共价键。21世纪教育网
3. 乙烯分子中碳原子用一个 轨道和两个 轨道进行sp2杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与两个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。21世纪教育网
4. 乙炔分子中碳原子用一个 轨道和一个 轨道进行sp杂化，得到两个完全相同的杂化轨道。形成乙炔分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与一个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的两个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。
二、轨道杂化简单规律：21世纪教育网
1. 通常中心原子有几个轨道参与了杂化是由与中心原子成键的 决定的，有几个原子轨道参与杂化，杂化后就生成几个杂化轨道，就能与几个其它原子成键。
2. 三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为 的 型杂化轨道，SP2 杂化轨道为 的 ，SP3杂化轨道为 的 构型。如：HCN中C原子以 杂化，CH2O中C原子以 杂化；HCN中含有 个σ键和 个π键；CH2O中含有 个σ键和 个π键
3. 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
化学式 杂化轨道数 杂化轨道类型
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
【典题解悟】21世纪教育网
例1.有关甲醛分子的说法正确的是( )
A. C原子采取sp杂化 B. 甲醛分子为三角锥形结构
C. C原子采取sp2杂化 D. 甲醛分子为平面三角形结构
解析：甲醛分子分子(CH2O)中心C原子采用的是sp2杂化，三个杂化轨道呈平面三角形，2个sp2杂化轨道分别与一个H原子形成一个C—H 键，另一个sp2杂化轨道与O原子形成一个 键，C原子中未用于杂化的个p轨道与O原子的p轨道形成一个 键。
答案：CD 21世纪教育网
例2. 在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是（ ）
A、NF3 B、CH3- C、BF3 D、H3O+
解析：其中NF3、CH3-和 H3O+的中心原子N、C、O均为sp3杂化，但是只形成3个化学键，有1个杂化轨道被孤对电子占据，又由于价层电子对相互排斥，所以为三角锥形；只有BF3中的B以sp2杂化，形成平面正三角型分子。所以选C。
答案：C 21世纪教育网
【当堂检测】21世纪教育网
1. PCl3的分子结构是（ ）
A. 平面三角形，键角小于120° B. 平面三角形，键角120°
C. 三角锥形，键角小于109°28′ D. 三角锥形，键角109°28′
2. 下列分子的空间构型是正四面体形的是（ ）
1 CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2
A. ①②③ B. ①③④ C. ②④⑤ D. ①③⑤
3. 在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是 （ ）
A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
4. 下列分子的立体构型，可以用sp杂化方式解释的是（ ）
A． HCl B． BeCl2 C． PCl3 D． CCl4
5. 在BrCH＝CHBr分子中，C-Br键采用的成键轨道是（ ）
A. sp-p B. sp2-s
C. sp2-p D. sp3-p
6. 试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型。
（1）CO2（直线形） （2）SiF4（正四面体）（3）BCl3（平面三角形） （4）NF3（三角锥形） （5）NO2-（V形）（6）N2H4（N-N单键，非平面形）
7. 试用杂化轨道理论分析为什么BF3的空间构型是平面三角形，而NF3是三角锥形的？21世纪教育网
8. ClO-，ClO2-，ClO3-，ClO4-中，Cl都是按以sp3杂化轨道与O成键，则ClO-是 型，ClO2-是 型，ClO3-是 型，ClO4-是 型离子构型。
21世纪教育网
参考答案
1.C 2. B 3.C 4.B 5.C
6.解析：（1）CO2：C以两个sp杂化轨道分别与两个O形成σ键。C上另两个未杂化的P轨道分别与两个O上的P轨道形成π键，分子构型为直线形。
（2）SiF4：Si以四个SP3杂化轨道分别与四个F形成σ键，分子构型为正四面体形。
（3）BCl3：B采取SP2杂化，三个SP2杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，分子构型为平面三角形。
（4）NF3：N采取SP3杂化，其中一个轨道上有一对电子，不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个F形成σ键，由于一对电子的存在，三个F不可能平均瓜分N周围的空间，而是被孤对电子排斥到一侧，形成三角锥形结构。
（5）NO2-：N采取SP2杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成σ键，另一个有一对孤对电子，未杂化的P轨道与两个O上的另一个P轨道形成π34键，形成V形分子结构。
（6）N2H4：N采取SP3杂化，四个杂化轨道中的三个分别与一个N和两个H形成三个σ键，每个N上还有一对孤对电子，故不可能为平面结构。
答案：略21世纪教育网
7.解析：BF3中B的价电子结构为2s22p1，形成分子时，进行sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形；NF3中的N价电子结构为2s22p3，形成分子时，进行sp3不等性杂化，其中一个sp3杂化轨道为孤对电子占有，另三个电子分别与F成键，故分子结构为三角锥型。
答案：略
8.直线；V；三角锥；正四面体
21世纪教育网
www.
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网
第2节 共价键与分子的空间构型
第1课时 一些典型分子的空间构型
高考资源网【学习目标】21世纪教育网
1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型；
2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型
【学习过程】21世纪教育网
一、一些典型分子的立体构型
1. 杂化轨道理论
(1) 理论的提出：甲烷的分子模型表明甲烷分子的空间构型是 ，分子中的C—H键 ，键角是 。这说明：碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。而碳原子的价电子构型是 ，包含一个 轨道和三个 轨道，为了解释甲烷分子中碳原子有这四个相同的轨道，Pauling提出了 理论。21世纪教育网
(2) 杂化的概念：在形成 分子的过程中，中心原子的若干 相近的原子轨道重新组合，形成一组新的、 的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。
2. 形成甲烷分子时，中心原子的 和 ， ， 等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条 杂化轨道，这些 杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。成键时，这四个完全相同的 轨道分别与四个氢原子的电子云重叠成 共价键。21世纪教育网
3. 乙烯分子中碳原子用一个 轨道和两个 轨道进行sp2杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与两个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。21世纪教育网
4. 乙炔分子中碳原子用一个 轨道和一个 轨道进行sp杂化，得到两个完全相同的杂化轨道。形成乙炔分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与一个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的两个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。
二、轨道杂化简单规律：21世纪教育网
1. 通常中心原子有几个轨道参与了杂化是由与中心原子成键的 决定的，有几个原子轨道参与杂化，杂化后就生成几个杂化轨道，就能与几个其它原子成键。
2. 三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为 的 型杂化轨道，SP2 杂化轨道为 的 ，SP3杂化轨道为 的 构型。如：HCN中C原子以 杂化，CH2O中C原子以 杂化；HCN中含有 个σ键和 个π键；CH2O中含有 个σ键和 个π键
3. 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
化学式 杂化轨道数 杂化轨道类型
CH4
C2H4
BF3
CH2O
C2H2
【典题解悟】21世纪教育网
例1.有关甲醛分子的说法正确的是( )
A. C原子采取sp杂化 B. 甲醛分子为三角锥形结构
C. C原子采取sp2杂化 D. 甲醛分子为平面三角形结构
解析：甲醛分子分子(CH2O)中心C原子采用的是sp2杂化，三个杂化轨道呈平面三角形，2个sp2杂化轨道分别与一个H原子形成一个C—H 键，另一个sp2杂化轨道与O原子形成一个 键，C原子中未用于杂化的个p轨道与O原子的p轨道形成一个 键。
答案：CD 21世纪教育网
例2. 在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是（ ）
A、NF3 B、CH3- C、BF3 D、H3O+
解析：其中NF3、CH3-和 H3O+的中心原子N、C、O均为sp3杂化，但是只形成3个化学键，有1个杂化轨道被孤对电子占据，又由于价层电子对相互排斥，所以为三角锥形；只有BF3中的B以sp2杂化，形成平面正三角型分子。所以选C。
答案：C 21世纪教育网
【当堂检测】21世纪教育网
1. PCl3的分子结构是（ ）
A. 平面三角形，键角小于120° B. 平面三角形，键角120°
C. 三角锥形，键角小于109°28′ D. 三角锥形，键角109°28′
2. 下列分子的空间构型是正四面体形的是（ ）
1 CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2
A. ①②③ B. ①③④ C. ②④⑤ D. ①③⑤
3. 在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是 （ ）
A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C-H之间是sp2形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
4. 下列分子的立体构型，可以用sp杂化方式解释的是（ ）
A． HCl B． BeCl2 C． PCl3 D． CCl4
5. 在BrCH＝CHBr分子中，C-Br键采用的成键轨道是（ ）
A. sp-p B. sp2-s
C. sp2-p D. sp3-p
6. 试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型。
（1）CO2（直线形） （2）SiF4（正四面体）（3）BCl3（平面三角形） （4）NF3（三角锥形） （5）NO2-（V形）（6）N2H4（N-N单键，非平面形）
7. 试用杂化轨道理论分析为什么BF3的空间构型是平面三角形，而NF3是三角锥形的？21世纪教育网
8. ClO-，ClO2-，ClO3-，ClO4-中，Cl都是按以sp3杂化轨道与O成键，则ClO-是 型，ClO2-是 型，ClO3-是 型，ClO4-是 型离子构型。
21世纪教育网
参考答案
1.C 2. B 3.C 4.B 5.C
6.解析：（1）CO2：C以两个sp杂化轨道分别与两个O形成σ键。C上另两个未杂化的P轨道分别与两个O上的P轨道形成π键，分子构型为直线形。
（2）SiF4：Si以四个SP3杂化轨道分别与四个F形成σ键，分子构型为正四面体形。
（3）BCl3：B采取SP2杂化，三个SP2杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，分子构型为平面三角形。
（4）NF3：N采取SP3杂化，其中一个轨道上有一对电子，不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个F形成σ键，由于一对电子的存在，三个F不可能平均瓜分N周围的空间，而是被孤对电子排斥到一侧，形成三角锥形结构。
（5）NO2-：N采取SP2杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成σ键，另一个有一对孤对电子，未杂化的P轨道与两个O上的另一个P轨道形成π34键，形成V形分子结构。
（6）N2H4：N采取SP3杂化，四个杂化轨道中的三个分别与一个N和两个H形成三个σ键，每个N上还有一对孤对电子，故不可能为平面结构。
答案：略21世纪教育网
7.解析：BF3中B的价电子结构为2s22p1，形成分子时，进行sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形；NF3中的N价电子结构为2s22p3，形成分子时，进行sp3不等性杂化，其中一个sp3杂化轨道为孤对电子占有，另三个电子分别与F成键，故分子结构为三角锥型。
答案：略
8.直线；V；三角锥；正四面体
21世纪教育网
www.
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网