文档介绍：编写思路
结构模拟
理解分子构型
认识杂化轨道
说明物质性质
极性、旋光性、溶解性
揭示分子构型与物质性质的关系
图4-8 NH3、H2O分子结构示意图
杂化轨道
在成键时,能量相近的原子轨道形成杂化轨道。
NH4+
有机分子
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
C6H6
碳原子轨道
杂化方式
sp3
sp2
sp
sp2
分子形状特点
正四面体
平面结构
直线型
平面结构
分子空间构型的教学
从化学2 已学实例出发: HCl、H2S、CH4 ,讨论:
1. 分子的组成决定与什么?成键原子的化合价、形成共用电子对的数目。
2. 分子的空间结构决定于什么?---杂化轨道理论
3. 分子空间结构的预测、解释与判断的一些理论----价电子对互斥理论、等电子原理。
4. 为什么有对映异构?手性碳原子的存在形成具有对映异构体的手性分子。
关于分子空间结构的推测
1。运用杂化轨道概念---如甲烷、乙烯、二氧化碳分子的空间构型
CO2 C原子以SP杂化轨道与两个O原子的
一个 P电子形成σ键,C原子的两个P电子分
别和两个 O原子的另一个P电子和孤对电子形成两个三电子键。
2。价层电子子对互斥理论(VSEPR)---分子中的价电子对(成键电子对和孤对电子)由于相互排斥,尽可能趋于彼此远离,形成单键的价电子对,在空间尽可能取对称结构,使电子对斥力最小。
价电子对数目n=2、3、4,电子对几何分布呈直线、三角形、正四面体。以此,可以确定分子构型。
分子中价电子对数目n=(中心原子价电子数+所有配位原子提供的价电子数)/2
如,CO2 n=(4 + 0)/2=2 价电子对按直线分布,两C=O 键夹角为1800;
H2O n=(6 + 2)/2=4 价电子对按四面体分布,两对孤对电子的斥力使两O-;
NH3 n=(5 + 3)/2=4 价电子对按四面体分布,一对孤对电子的斥力使三个N-/ 。
价电子对数目n从左至右依次为2、3、4、5,6,分子构型为直线形、三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。如HgCl2、l4、PCl5、SF6 。
3。用等电子原理判断:具有相同原子数(或重原子数)的分子或离子,如果有相同的电子数(或价电子数),则具有相同的结构特点。
如 CO、N2、C22-、C2H2 (10 个价电子、2个原子),直线型;
CO2、N2O、C3H4 (16 个价电子、3个原子),直线型;
O3、SO2、NO2- (18个价电子、3个原子),角形;
NO3-、CO32-、BO33-、SO3(24个价电子、4个原子)三角形
固体等电子体:金刚石、AlP、Si、AgI(8个价电子、2个原子)
4。从分子的偶极矩判断—
5。从是否形成离域键π或多中心键判断
备课参考
初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子的空间结构
1919年Langmuir提出等电子原理:
原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
理论发展:具有相同价电子数和相同原子数(H除外)的分子或离子可能具有相似的结构特征。
具有相同价电子数(或电子数)和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征,它们的某些物理性质也很相似。这些物质互称为等电子体。
如,CO与N2(2原子10电子,键型物性相似),
Si与Ge、AlP、GaAs(2原子8电子,半导体),
SiCl4与SiO44-、SO42- (5原子32电子,正四面体构型)。
NH4+与CH4 、BH4- (5原子8电子,正四面体构型)。
备课参考