(鲁科版选修3)化学:2.2《共价键与分子的空间构型》课件

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名称 (鲁科版选修3)化学:2.2《共价键与分子的空间构型》课件
格式 rar
文件大小 3.2MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2010-09-14 09:36:00

文档简介

课件20张PPT。 第2节 共价键与分子的空间构型第1课时一、一些典型分子的立体构型甲烷的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。???为了解决这一矛盾,鲍林提出了杂化轨道理论,碳原子价电子: 2S22P2思考 杂化轨道理论杂化: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叫原子轨道的杂化.
杂化轨道:原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道
杂化轨道类型:sp、sp2、sp3等杂化结果:
重新分配能量和空间方向,组成数目相等成键
能力更强的原子轨道
杂化轨道用于:容纳σ键电子和孤对电子
1.sp3 杂化 同一个原子的一个 ns 轨道与三个 np 轨道进行
杂化组合为 sp3 杂化轨道。sp3 杂化轨道间的夹角
是 109.5?,分子的几何构型为正四面体形。 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分别指向正四面体的四个顶点。147  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。  由于每个轨道中都含有1/4的s轨道成分和3/4的p轨道成分,因此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,形成一个正四面体构型的分子。 ①形成分子时,由于原子间的相互作用,使同一原子内部能量相近的不同类型原子轨道重新组合形成的一组新的能量相同的杂化轨道。有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。
②杂化轨道的电子云一头大,一头小,成键时利用大的一头,可以使电子云重叠程度更大,从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成键能力。 ③杂化轨道之间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夹角不同,成键后所形成的分子就具有不同的空间构型。 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。2.sp2 杂化sp2 杂化轨道间的夹角是120度,分子的几何构型为平面正三角形BF3分子形成 乙烯中的C在轨道杂化时,有一个P轨道未参与杂化,只是C的2s与两个2p轨道发生杂化,形成三个相同的sp2杂化轨道,三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。杂化轨道间夹角为120°。sp型的三种杂化 为什么氨分子的键角是107.3°? 非中心原子:Cl、F、Br、I=H 提示: 中心原子:同主族的可以互换
(如N=P、S=O等) 通常双原子分子中没有发生杂化 课堂练习 写出下列分子的的杂化轨道类型及空间构型 NH3、BeCl2、PCl3、BF3、CS2
H2O、Cl2O 、SiCl4、CH3F、NI3课件13张PPT。 第2节 共价键与分子的空间构型第2课时平面三角形
2复 习180°直线BeCl23120°BF34109028’四面体形CH42.苯分子的空间结构 杂化轨道理论解释苯分子的结构:C为SP2杂化所有原子(12个)处于同一平面分子中6个碳原子未杂化的2P轨道上的未成对电子重叠结果形成了一个闭合的、环状的大π键形成的π电子云像两个连续的面包圈,一个位于平面上面,一个位于平面下面,经能量计算,这是一个很稳定的体系。 C-C (sp2-sp2 ) ; C-H (sp2-s ) 对ABm型分子或离子,中心原子A价层电子对(包括成键电子对和孤对电子)之间存在排斥力,将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上,以使各原子之间斥力最小,分子体系能量最低。3、价层电子对互斥理论(1)理论要点:2 电子对数目与立体
结构435 6 电子对数目与立体
结构(2)模型:一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布(即含孤对电子的VSEPR模型)
  2   3 4  5 6
直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥体 正八面体(1)对ABm型分子,若中心原子A价层电子对只有成键电子对(即中心原子的价电子都用于形成共价键),则价层电子对的相对位置就是分子的构型;   
CH4CO2化学式结构式模型分子立体结构 (2)若中心原子A价层电子对包括成键电子对和孤对电子(中心原子上有孤对电子),则价层电子对的相对位置不是分子的构型, 如:
NH3 H2O化学式结构式模型分子立体结构3.等电子原理 具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。 符合等电子原理的分子或离子互为等电子体。等电子原理的某些应用:
(1)判断一些简单分子或离子的立体构型:等电子体一般有相同的立体构型。
(2)制造新材料方面的应用。等电子体有相似的性质。 [练习]
根据等电子原理,判断下列各组分子属于等电子体的是( )
A. H2O、H2S B. HF、NH3
C. CO、CO2 D. NO2、SO2A在短周期元素组成的物质中,与NO2-互为
等电子体的分子有: 、 。H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl ArO3 SO2 例1. 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C2H4B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课堂练习课件24张PPT。 第2节 共价键与分子的空间构型第三课时1.分子的对称性 对称性普遍存在于自然界。例如五瓣对称的梅花、桃花,六瓣对称的水仙花、雪花(轴对称或中心对称);建筑物和动物的镜面对称;美术与文学中也存在很多对称的概念。二、分子的空间构型与分子性质 建筑艺术中的对称性自然界中的
对称性 依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为对称分子,分子所具有的这种性质称为对称性。 分子对称性与分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质都有关2.手性分子左手和右手不能重叠 左右手互为镜像手性异构体和手性分子 概念:如果一对分子,它们的组成和原子的排列方式完全相同,但如同左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠,这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。 条件:当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时,形成的化合物存在手性异构体。其中,连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。1.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B.CH3—CH—COOH
C.CH3CH2OH D.CH—OH
B课堂练习
A.OHC—CH—CH2OH B. OHC—CH—C—Cl
C.HOOC—CH—C—C—Cl
D.CH3—CH—C—CH3
HClOHBrOHClHBrBr2.下列化合物中含有2个“手性”碳原子的是( )B根据电荷分布是否均匀,共价键有极性、非极性之分,以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢?分子的极性又是根据什么来判定呢?思考非极性分子:电荷分布均匀对称的分子3.分子的极性 正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
共用电子对2个Cl原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,整个分子的电荷分布均匀,∴为非极性分子只含有非极性键的分子因为共用电子对无偏向,∴分子是非极性分子非极性分子:电荷分布均匀对称的分子极性分子:电荷分布不均匀不对称的分子 正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子 正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
共用电子对HCl分子中,共用电子对偏向Cl原子,∴Cl原子一端相对地显负电性,H原子一端相对地显正电性,整个分子的电荷分布不均匀,∴为极性分子δ+δ-∴以极性键结合的双原子分子为极性分子分子极性的判断方法1.双原子分子取决于成键原子之间的共价键是否有极性2.多原子分子(ABm型)取决于分子的空间构型ABm分子极性的判断方法1. 化合价法请判断PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的极性。①若中心原子A的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,若不等则为极性分子;
②若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)则为极性分子,若无孤对电子则为非极性分子。ABm分子极性的判断方法1. 化合价法 将分子中的共价键看作作用力,不同的共价键看作不相等的作用力,运用物理上力的合成与分解,看中心原子受力是否平衡,如平衡则为非极性分子;否则为极性分子。2. 物理模型法C=O键是极性键,但从分子总体而言CO2是直线型分子,两个C=O键是对称排列的,两键的极性互相抵消( F合=0),∴整个分子没有极性,电荷分布均匀,是非极性分子。180oF1F2F合=0104o30'F1F2F合≠0O-H键是极性键,共用电子对偏O原子,由于分子是V形构型,两个O-H键的极性不能抵消( F合≠0),∴整个分子电荷分布不均匀,是极性分子BF3:NH3:120o107o18' 三角锥型, 不对称,键的极性不能抵消,是极性分子。F1F2F3F’平面三角形,对称,键的极性互相抵消( F合=0) ,是非极性分子。109.5o正四面体型 ,对称结构,C-H键的极性互相抵消( F合=0) ,是非极性分子。分子的极性分子的空间结构键角键的极性⑴只含有非极性键的单质分子是非极性分子。
⑵含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子。
⑶含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是非极性分子;空间结构不对称的为极性分子。 巩固练习:1. 下列叙述正确的是( ):凡是含有极性键的分子一定是极性分子。
极性分子中一定含有极性键。
非极性分子中一定含有非极性键。
非极性分子中一定不含有极性键。
极性分子中一定不含有非极性键。
凡是含有极性键的一定是极性分子。
非金属元素之间一定形成共价键。
离子化合物中一定不含有共价键。2