高中化学苏教版选修三 4．1．1 分子构型与物质的性质 分子的空间构型 课件（24张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版选修三 4．1．1 分子构型与物质的性质 分子的空间构型 课件（24张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-07-02 21:51:32 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
CH4
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
复习：共价键的特征是什么？
共价键的饱和性：
在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，即是共价键的饱和性。
（有几个未成对的电子就可以形成几个共价键）
共价键的方向性：
共价键尽可能沿着原子轨道重叠程度最大的方向成键，即共价键的方向性
（特殊：S-
S成键无方向
性）
原子以共价键所形成的分子具有一定的空间构型
1、S原子与H原子结合为什么形成H2S分子，而不是H3S或H4S？
H2S的分子结构模型
共价键具有饱和性，S原子最外层有两个未成对电子，故只可与两个H原子结合形成两对共用电子对，形成H2S分子，而不会形成H3S或H4S
P66
【问题与猜想】
①请写出C原子的价电子轨道表示式。
②根据共价键的饱和性推测C和H应该形成几个共价键？
③实际上C和H形成了4个共价键，那么C原子应该有几个未成对的电子？根据所学知识怎样才能使C原子具有这些未成对的电子？
④根据共价键的方向性，CH4中的4个C—H键的夹角是完全相同的吗？
美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论很好地解决了这个问题
探究甲烷分子的空间构型
鲍林的故事
（1901-1994）
一九三一年，
那是一个春天，
有一位青年在世界讲坛发了一个言，
神奇般地提出了杂化理论，
奇迹般地解释了分子的空间构型，
啊，科学巨匠，一代伟人，
您的探索精神，
值得我们深深怀念！
碳原子的轨道杂化
我们利用杂化理论探究甲烷分子的空间构型
通过观察此示意图，描述碳原子的杂化过程以及杂化前后轨道能量的大小比较。
p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近
4个杂化轨道的能量相等
杂化前后轨道的比较
甲烷中碳原子的杂化轨道：
由一个2s轨道和三个2p轨道重新组合而成的，称为sp3杂化轨道。该杂化方式称为sp3杂化。
数目不变
能量
杂化前
杂化后
SP3杂化轨道的空间构型
正四面体
问题：四个杂化轨道如何排列才能能量最低？
由于电子的排斥作用，为了使四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，体系最稳定，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为1090
28’
。
杂化轨道形状、伸展方向发生了变化
成键能力增大
一、杂化轨道理论
③杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对。未参与杂化的轨道上的电子只能用于形成π键
1、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
2、杂化轨道：
原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道
3、杂化结果：
①轨道的能量和方向发生改变，数目不变
②杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。杂化轨道增强了成键能力。
④没有电子的空轨道一般不参与成键
⑤杂化轨道成键时应满足化学键间最小排斥，最大夹角，从而决定了杂化轨道空间构型
sp3
杂化
同一个原子中能量相近的一个
ns
轨道与三个
np
轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为
sp3
杂化轨道。
1个s
+
3个p
sp3
4个sp3杂化轨道
1090
28’
正四面体
无
规律总结1：sp3杂化的要点
杂化类型
参与杂化的原子轨道
杂化后的轨道及数目
未参与杂化的价电子层轨道
杂化轨道间夹角
杂化轨道空间构型
共价键类型与数量
通过观察示意图，描述甲烷分子的成键过程
四个H原子分别以4个1s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的
s-sp3的σ键。
1个s
+
3个p
sp3
4个sp3杂化轨道
1090
28’
正四面体型
无
4个σ键
甲烷
sp3杂化的要点
杂化类型
参与杂化的原子轨道
杂化后的轨道及数目
未参与杂化的价电子层轨道
杂化轨道间夹角
杂化轨道空间构型
共价键类型与数量
【能力提升】
试用杂化轨道理论解释为什么SiF4空间构型为正四面体，键角为109.5
迁移应用：
什么是sp2杂化？sp杂化？如何形成的？
BF3是平面三角形构型，
分子中键角均为120o；
气态BeCl2是直线型分子构型，分子中键角为180o
。
试用杂化轨道理论加以说明。
P68
激发
120°
同一个原子的一个
ns
轨道与两个
np
轨道进行杂化组合为
sp2
杂化轨道。sp2
杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。
⑵sp2杂化
BF3分子形成
杂化
B原子的sp2杂化轨道空间构型
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。
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。
⑶sp杂化
BeCl2分子形成
Be原子的sp杂化轨道空间构型
为使轨道间的排斥能最小，2个sp杂化轨道呈直线分布，夹角为1800。
当2个sp杂化轨道分别与其他2个相同原子的轨道重叠成键后，就会形成直线型的分子。
总结：
sp
、sp2、
sp3杂化的要点
杂化类型
sp
sp2
sp3
参与杂化的原子轨道
1个s
+
1个p
1个s
+
2个p
1个s
+
3个p
杂化后的轨道及数目
2个sp1杂化轨道
3个sp2杂化轨道
4个sp3杂化轨道
未参与杂化的价电子层轨道
2个p轨道
1个p轨道
无
杂化轨道间夹角
1800
1200
1090
28’
杂化轨道空间构型
直线
平面三角形
正四面体
共价键类型与数量
2个σ键
3个σ键
4个σ键
下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体（ ）
A、CHCl3
B、CH3Cl
C、BBr3
D、SiCl4
Ｄ
思考、讨论
谢
谢
作业：
听
聆
CH4
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
复习：共价键的特征是什么？
共价键的饱和性：
在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的，即是共价键的饱和性。
（有几个未成对的电子就可以形成几个共价键）
共价键的方向性：
共价键尽可能沿着原子轨道重叠程度最大的方向成键，即共价键的方向性
（特殊：S-
S成键无方向
性）
原子以共价键所形成的分子具有一定的空间构型
1、S原子与H原子结合为什么形成H2S分子，而不是H3S或H4S？
H2S的分子结构模型
共价键具有饱和性，S原子最外层有两个未成对电子，故只可与两个H原子结合形成两对共用电子对，形成H2S分子，而不会形成H3S或H4S
P66
【问题与猜想】
①请写出C原子的价电子轨道表示式。
②根据共价键的饱和性推测C和H应该形成几个共价键？
③实际上C和H形成了4个共价键，那么C原子应该有几个未成对的电子？根据所学知识怎样才能使C原子具有这些未成对的电子？
④根据共价键的方向性，CH4中的4个C—H键的夹角是完全相同的吗？
美国化学家鲍林提出了杂化轨道理论很好地解决了这个问题
探究甲烷分子的空间构型
鲍林的故事
（1901-1994）
一九三一年，
那是一个春天，
有一位青年在世界讲坛发了一个言，
神奇般地提出了杂化理论，
奇迹般地解释了分子的空间构型，
啊，科学巨匠，一代伟人，
您的探索精神，
值得我们深深怀念！
碳原子的轨道杂化
我们利用杂化理论探究甲烷分子的空间构型
通过观察此示意图，描述碳原子的杂化过程以及杂化前后轨道能量的大小比较。
p轨道稍大于s轨道，但是在同一能级组中，能量接近
4个杂化轨道的能量相等
杂化前后轨道的比较
甲烷中碳原子的杂化轨道：
由一个2s轨道和三个2p轨道重新组合而成的，称为sp3杂化轨道。该杂化方式称为sp3杂化。
数目不变
能量
杂化前
杂化后
SP3杂化轨道的空间构型
正四面体
问题：四个杂化轨道如何排列才能能量最低？
由于电子的排斥作用，为了使四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的排斥最小，体系最稳定，4个杂化轨道的伸展方向分别指向正四面体的四个顶点，轨道间夹角为1090
28’
。
杂化轨道形状、伸展方向发生了变化
成键能力增大
一、杂化轨道理论
③杂化轨道只能用于形成σ键或容纳孤电子对。未参与杂化的轨道上的电子只能用于形成π键
1、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
2、杂化轨道：
原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道
3、杂化结果：
①轨道的能量和方向发生改变，数目不变
②杂化轨道的电子云形状一头大，一头小。杂化轨道增强了成键能力。
④没有电子的空轨道一般不参与成键
⑤杂化轨道成键时应满足化学键间最小排斥，最大夹角，从而决定了杂化轨道空间构型
sp3
杂化
同一个原子中能量相近的一个
ns
轨道与三个
np
轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为
sp3
杂化轨道。
1个s
+
3个p
sp3
4个sp3杂化轨道
1090
28’
正四面体
无
规律总结1：sp3杂化的要点
杂化类型
参与杂化的原子轨道
杂化后的轨道及数目
未参与杂化的价电子层轨道
杂化轨道间夹角
杂化轨道空间构型
共价键类型与数量
通过观察示意图，描述甲烷分子的成键过程
四个H原子分别以4个1s轨道与C原子上的四个sp3杂化轨道相互重叠后，形成了四个性质、能量和键角都完全相同的
s-sp3的σ键。
1个s
+
3个p
sp3
4个sp3杂化轨道
1090
28’
正四面体型
无
4个σ键
甲烷
sp3杂化的要点
杂化类型
参与杂化的原子轨道
杂化后的轨道及数目
未参与杂化的价电子层轨道
杂化轨道间夹角
杂化轨道空间构型
共价键类型与数量
【能力提升】
试用杂化轨道理论解释为什么SiF4空间构型为正四面体，键角为109.5
迁移应用：
什么是sp2杂化？sp杂化？如何形成的？
BF3是平面三角形构型，
分子中键角均为120o；
气态BeCl2是直线型分子构型，分子中键角为180o
。
试用杂化轨道理论加以说明。
P68
激发
120°
同一个原子的一个
ns
轨道与两个
np
轨道进行杂化组合为
sp2
杂化轨道。sp2
杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型为平面正三角形。
⑵sp2杂化
BF3分子形成
杂化
B原子的sp2杂化轨道空间构型
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。
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。
⑶sp杂化
BeCl2分子形成
Be原子的sp杂化轨道空间构型
为使轨道间的排斥能最小，2个sp杂化轨道呈直线分布，夹角为1800。
当2个sp杂化轨道分别与其他2个相同原子的轨道重叠成键后，就会形成直线型的分子。
总结：
sp
、sp2、
sp3杂化的要点
杂化类型
sp
sp2
sp3
参与杂化的原子轨道
1个s
+
1个p
1个s
+
2个p
1个s
+
3个p
杂化后的轨道及数目
2个sp1杂化轨道
3个sp2杂化轨道
4个sp3杂化轨道
未参与杂化的价电子层轨道
2个p轨道
1个p轨道
无
杂化轨道间夹角
1800
1200
1090
28’
杂化轨道空间构型
直线
平面三角形
正四面体
共价键类型与数量
2个σ键
3个σ键
4个σ键
下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体（ ）
A、CHCl3
B、CH3Cl
C、BBr3
D、SiCl4
Ｄ
思考、讨论
谢
谢
作业：
听
聆