2019-2020学年第二学期人教版高二化学选修3课时突破：2．2 分子的立体结构【要点透析、提升训练】

选修3课时突破：

——分子的立体结构


一、形形色色的分子
1．三原子分子立体结构：____①____如CO2、CS2等，__②__如H2O、SO2等。
2．四原子分子立体结构：____③____如甲醛(CH2O)分子等，____④____如氨分子等。
3．五原子分子立体结构：____⑤____如甲烷、CCl4等。
4．测分子的立体结构：____⑥____→吸收峰→分析。
二、价层电子对互斥模型
1．中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子中的价电子对相互__⑦__。
2．中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相__⑧__。
三、杂化轨道理论简介
1．sp3杂化：__⑨__个s轨道和__⑩__个p轨道会发生混杂，得到__?__个相同的轨道，夹角____?____，称为sp3杂化轨道。
空间结构：______?______。
2．sp2杂化：__?__个夹角为__?__的____?____杂化轨道。
3．sp杂化：__?__个夹角为__?__的__?__杂化轨道。
四、配合物理论简介
1．配位键：“电子对____?____键”被称为配位键。一方提供__（21）__；一方有__（22）__，接受__（23）__。
如：[Cu(H2O)4]2＋、NH4＋中存在配位键。
2．配位化合物：通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以__（24）__结合形成的化合物称为配位化合物。
3．配合物的形成
Cu2＋＋2NH3·H2O===________（25）________
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===________（26）________
[Cu(NH3)4]2＋为____（27）____色。
答案
①直线形　②V形　③平面三角形
④三角锥形　⑤正四面体形　⑥红外光谱仪
⑦排斥　⑧排斥　⑨1　⑩3　?4　?109°28′
?空间正四面体、V形或三角锥形　?3　?120°
?平面三角形　?2　?180°　?直线形
?给予－接受　（21）孤对电子　（22）空轨道（23）孤对电子
（24）配位键　（25）Cu(OH)2↓＋2NH4＋
（26）[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O　（27）深蓝




(4)分子的立体结构与其稳定性有关。如C6H12有船式和椅式两种空间构型，其中椅式结构更稳定。
(5)分子立体结构的测定：
分子中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，结合这些信息，可分析出分子的立体结构。
知识点2　价层电子对互斥模型(VSEPR)
(1)价层电子互斥模型
①分子的空间构型与成键原子的价电子有关。②价层电子对互斥模型可以用来预测分子的立体结构。
(2)价层电子对互斥模型与分子空间构型
①中心原子中的价电子全部参加形成共价键的分子的空间结构：由中心原子周围的原子数n来预测：
ABn　　　　　立体结构　　　　　范例
n＝2 直线形 CO2、BeCl2
n＝3 平面三角形 CH2O、BF3
n＝4 正四面体形 CH4、CCl4
n＝5 三角双锥形 PCl5
n＝6 正八面体形 SF6
②中心原子上有孤对电子(价电子中未参加形成共价键的电子对)的分子的空间结构：中心原子上的孤对电子占据中心原子周围空间，与成键电子互相排斥，使分子的空间结构发生变化，如：
H2O为AB2型分子，氧原子上的两对孤对电子参与互相排斥，水分子的空间构型为V形而不是直线形。NH3分子中氮原子上有一对孤对电子参与互相排斥，NH3的空间构型不能为平面三角形。
知识点3　杂化轨道理论
(1)杂化与杂化轨道
①轨道的杂化：原子内部能量相近的原子轨道重新组合生成一组新轨道的过程。
②杂化轨道：杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道，叫杂化原子轨道。
③形成甲烷分子时碳原子中sp3杂化轨道的形成过程：
在形成CH4分子时，由于碳原子的一个2s电子可被激发到2p空轨道，一个2s轨道和三个2p轨道杂化形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1 s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H是等同的。可表示为：

C原子的杂化轨道
(2)杂化轨道的类型
①sp杂化：sp杂化轨道是由一个ns轨道和一个np轨道组合而成。每个sp杂化轨道含有s和p轨道的成分。sp杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形(如BeCl2)。
②sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个ns轨道和2个np轨道组合而成，每个sp2杂化轨道含有1/3s和2/3p的成分，sp2杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形(如BF3)。
③sp3杂化：sp3杂化轨道是由一个ns轨道和3个np轨道组合而成。每个sp3杂化轨道含1/4s和3/4p的成分，sp3杂化轨道的夹角为109°28′，呈空间正四面体形(如CH4、CF4、CCl4等)。
(3)乙烯和苯环的结构
①乙烯的结构：乙烯分子中的碳原子的原子轨道采用sp2杂化。其中两个碳原子间各用一个sp2杂化轨道形成一个σ键，用两个sp2杂化轨道与氢原子形成σ键，两个碳原子各用一个未参加杂化的2p原子轨道形成π键。
②苯环结构中的大π键：苯环分子中的碳原子的原子轨道采用了sp2杂化。每个碳原子上的三个sp2杂化轨道分别与两个相邻的碳原子和一个氢原子形成三个σ键并形成六碳环，每个碳原子上的未杂化2p轨道采用“肩并肩”的方式重叠形成大π键。大π键的形成使苯环的所用原子处于同一平面，且结构稳。
注意：①原子轨道杂化后原子轨道总数不变。
②杂化轨道只用于形成σ键或者容纳未参加成键的孤对电子。
③未参加成键的p轨道，可用于形成π键。
④能级相近的原子轨道才形成杂化轨道。