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分子的空间构型教教案
【学****目标】
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种类;
2、学会用杂化轨道原理解说常有分子的成键状况与空间构型;
3、掌握价层电子对互斥理论,知道确立分子空间构型的简单方法;
4、认识等电子原理及其应用。
【学****要点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子空间构型的简单方法、等电子原理【学****难点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论【学****方法】讲解法、归纳法
【课时安排】3课时
【教课过程】
〖你知道吗〗1、O原子与H原子结合形成的分子为何是
H2O,而不是H3O或H4O?
2、C原子与H原子结合形成的分子为何是
CH4,而不是CH2?CH4分子为何拥有
正四周体结构?
3、为何H2O分子是“V”型、°,而不是“直线型”或键角是“90°”?
一、杂化轨道理论(1931年,
提出)
1、CH4——sp3杂化
轨道排布式:
电子云表示图:
1)能量周边的原子轨道才能参加杂化;
2)杂化后的轨道一头大,一头小,电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向重
叠,形成σ键;因为杂化后原子轨道重叠更大,
形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键
稳固,所以C原子与H原子结合成稳固的
CH4,而不是CH2。
(3)杂化轨道能量同样,成分同样,如:每个
sp3杂化轨道据有
个s轨道、
个p轨道;
(4)杂化轨道总数等参加杂化的原子轨道数量之和,如
个s轨道和
个p轨道杂化成
个
sp3杂化轨道
(5)正四周体结构的分子或离子的中心原子,一般..采纳sp3杂化轨道形式形成化学键,如
CCl4、
NH4
+等,原子晶体金刚石、晶体硅、SiO2等中C和Si也采纳sp3杂化形式,轨道间夹角为
。
2
杂化型
2、BF3——sp
用轨道排布式表示
B原子采纳sp2杂化轨道成键的形成过程:
电子云表示图:
(1)每个sp2杂化轨道据有个s轨道、个p轨道;
(2)sp2杂化轨道呈型,轨道间夹角为;
(3)中心原子经过sp2杂化轨道成键的分子有、等。
〖思虑、谈论〗依据现代价键理论即“电子配对理论”,Be原子外头电子排布式为2s2,电子已配对不可以形成共价键,但气态BeCl2分子却能稳固存在,为何?
3、气态BeCl2——sp杂化型
用轨道排布式表示Be原子采纳sp杂化轨道成键的形成过程:
电子云表示图:
(1)每个sp杂化轨道据有个s轨道、个p轨道;
(2)sp杂化轨道呈型,轨道间夹角为;
(3)中心原子经过sp杂化轨道成键的分子有、等。
〖思虑〗为何不可以形成气态BeCl4分子?
【例题选讲】
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例1:依据乙烯、乙炔分子的结构,试用杂化轨道理论解析乙烯和乙炔分子的成键状况。
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例2:试用杂化轨理论解说石墨、苯的结构
小结:请填写下表
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杂化种类
sp
sp2
sp3
3
*dsp或
*d2sp3或sp3d2
表1杂化轨道种类与杂化轨道空间构型
....
轨道成分轨道空间构型轨道间夹角相关实例
------三角双锥90°、120°PCl5
------八面体90°、180°SF6
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〖思虑、谈论〗NH3、H2O分子中键角分另为
107°18′、,°与109°28′相差不大,由此可
推测,N、O原子的原子轨道可能采纳何各种类杂化?原子轨道间夹角小于
109°28′,可能说明
了什么问题?
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二、价层电子对互斥理论(1941年西奇威克、吉来斯比等提出)
1、价电子对:包含孤对电子对和成键电子对,一般孤对电子对离核较近。
2、价电子对之间存在互相排斥作用,为减小斥力,互相之间尽可能远离,所以分子的空间构型遇到影响,一般,分子尽可能采纳对称的空间结构以减小斥力。
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相邻电子对间斥力大小序次:
孤对电子对孤对电子对
>孤对电子对
成键电子对
>成键电子对
成键电子对
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*叁键
叁键>叁键
双键>双键
双键>双键
单键>单键
单键
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三、不等性杂化
NH3、H2O的分子构型也可经过不等性杂化解说,即中心原子的孤对电子也参加杂化,获取
性质不完整等同的杂化轨道,
轨道的s成分和p成分不全同样,
孤对电子对较密集于氮原子或氧
原子四周。因为孤对电子对的杂化轨道排斥成键电子的杂化轨道,
以致轨道夹角不等,
氨分子和
水分子成键电子对之间的夹角都小于
109°28′。水分子中的氧原子有两个孤对电子对,
它的O-H
键之间的夹角比氨分子中
N-H键之间夹角遇到的排斥力作用更大。
例3:BF3是平面三角型的几何构型,但NF3倒是三角锥型的几何构型,
试用所学理论加以说明。
四、确立分子空间构型的简单方法
1、关于ABm型分子
中心原子
A
的价电子数
配位原子
供给的价电子数
m
价层电子对数量(n)
B
2
(1)关于主族元素,中心原子价电子数
=最外层电子数,配位原子按供给的价电子数计算,
5
1
5
5
如:PCl5中n
2
(2)O、S作为配位原子时按不供给价电子计算,作中心原子市价电子数为
6;
(3)离子的价电子对数计算
如:NH4+:n
5141
4;
SO42-:n
602
4
2
2
例4:计算以下分子或离子中的价电子对数,并依据已学填写下表
价电子
中心原子杂
杂化轨道/电子
轨道夹角
分子空间
键角
物质
化轨道种类
对空间构型
构型
对数
气态BeCl2
CO2
BF3
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CH4
NH4
+
H2O
NH3
PCl3
2、关于ABm型分子的空间构型(分子空间构型指不包含孤对电子对的空间的排布
)
(1)价层电子对数=配位原子数时,分子空间构型与杂化轨道空间构型同样
中心原
价电
杂化轨道/电子对空
轨道
分子空间构
子杂化
实例
键角
子对
间构型
夹角
型
轨道类
数
型
n=2
直线型
气态BeCl2、CO2
n=3
平面三
BF3、BCl3
角形
n=4
四周体
CH4、NH4+
dsp3或
三角双
90°、
PCl5
三角双锥
90°、120°
*n=5
锥
120°
sp3d
2
3
90°、
dsp或
八面体
SF6
正八面体
90°、180°
*n=6
180°
sp3d2
(2)价层电子对数≠配位原子数时(一般存在孤对电子对)
,分子空间构型与杂化轨道空间构
型不一样,一般因为价层电子对之间的斥力不一样以致。
确立分子的稳固构型时应试虑三种电子对之
间的排斥作用:一般孤对电子对间排斥作用数最少为最稳固构型,其次考虑孤对电子对
-成键电
子对排斥作用数,最后考虑成键电子对
-成键电子对排斥作用数。
*如:XeF4分子空间构型的确定:价层电子对为
6,电子对构型为八面体,Xe的配位原子数为
4,存在两对孤对电子对,分子空间构型可能存在以下两种:
F
F
F
Xe
Xe
F
F
F
F
F
(a)
(b)
构型:
(a)
(b)
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孤对电子对-孤对电子对排斥作用数:
0
1
孤对电子对-成键电子对排斥作用数:
8
6
成键电子对-成键电子对排斥作用数:
4
5
构型(a)比构型(b)的孤对电子对-孤对电子对排斥作用数少,所以,构型(
a)是XeF4较
稳固的空间构型。
说明:电子对空间构型与分子构型既有差别又有联系,分子构型可依据价层电子对互斥理论从
电子对空间构型推导而得,此规律一般不适用于推测过渡金属化合物的几何构型,对很少量化合物判断也禁止,如:CaF2、SrF2、BaF2,是曲折型而不是预期的直线型。
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表2
部分分子的空间构型与价层电子对空间构型
价电
成键
孤对
分子空间
杂化轨道/电子对
轨道夹角
实例
电子
电子
子对
构型
空间构型
对数
对数
数
平面
120°
SO2、
2
1
V型
n=3
PbCl2
2
1
V型
三角
正四
109°28′
H2O、
2
2
V型、
n=4
NH3
3
1
三角锥型
面体
三角
90°、120°
XeF2
2
3
*n=5
直线型
双锥
正八
90°、180°
XeF4
4
2
正方形
*n=6
XeOF4
5
1
面体
四方锥形
例5:用价层电子对互斥理论推测以下分子的空间构型
①CS2
②NCl3
③SO4
2-
④NO3-
⑤SO3
⑥H3O+
五、等电子原理
键角
°
----
°、
°18′
°
90°
-----
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1、规律内容:拥有同样
和同样
的分子或离子拥有同样的结构特色,
某些物理性质也相似。如:
CO与N,SiCl
、SiO
4-与SO
2-
2
4
4
4
2、等电子原理的应用
1)判断一些简单分子或离子的立体构型;
2)利用等电子体在性质上的相似性制造新资料;
如、、、是优异半导体资料。
(3)利用等电子原理针对某物质找电子体;
例5:1994年度诺贝尔化学奖授与为研究臭氧做出特别贡献的化学家。O3能汲取有害紫外线,
保护人类赖以生计的空间。O3分子的结构如图,呈V型,℃。三个原子以一个O原
子为中心,与别的两个O原子分别构成一个非极性共价键;中间O原
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子供给2个电子,旁边两个O原子各供给1个电子,构成一个特别的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。请从以下选项中选择适合的答案:中心原子与臭氧的中心氧原子的杂化轨道种类同样的有:。与O3分子构型最相似的是。
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【教后记】
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学****反思
教课反思
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【牢固练****br/>1、以下相关杂化轨道的说法不正确的选项是
()
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、原子中能量周边的某些轨道,在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
、轨道数止杂化前后可以相等,也可以不等
C、杂化轨道成键时,要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
*D、杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道
2、以下分子中,结构构成平面三角形的是
(
)
A、HgCl2
B、BF3
C、TeCl4
D、SF6
3、以下分子中,键角最大的是
(
)
*A、H2S
B、H2O
C、CCl4
D、NH3
4、以下分子中全部原子都满足
8电子结构的是
(
)
A、光气(COCl2)
B、六***化硫
C、二***化氙
D、三***化硼
5、以下分子中的中心原子杂化轨道的种类同样的是
(
)
A、CO2和SO2
B、CH4
和NH3
C、BeCl2和BF3
D、C2H4
和C2H2
6、以下分子结构中,原子的最外层电子不可以都满足
8电子稳固结构的是
(
)
A、CO2
B、PCl3
C、SiH4
D、NO2
7、以下分子中的碳原子采纳
sp2杂化的是
(
)
A、C6H6
B、C2H2
C、C2H4
D、C3H8
E、CO2
F、石墨
8、以下分子的键角均是
109°28′的是
(
)
A、P4
B、NH3
C、CCl4
D、CH2Cl2
9、以下判断正确的选项是
(
)
A、BF3是三角锥形分子
B、铵根离子呈平面形结构
C、甲烷分子中的4个C-H键都是氢原子的
1s轨道与碳原子的
p轨道形成的s-pσ键
D、甲烷分子中的4个C-H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的4个sp3杂化轨道重叠形成的σ键
10、B3N3H6和苯就是等电子体,人们把B3N3H6称作无机苯,以下说法中正确的选项是()
、B3N3H6是由极性键构成的非极性分子
、B3N3H6能发生加成反应和代替反应
、B3N3H6拥有碱性
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D、B3N3H6各原子不在同一个平面上
E、B3N3H6中B和N原子的原子轨道可能采纳
sp2型杂化
11、以下说法中不正确的选项是
(
)
、分子中的价电子对(包含成键电子对和孤电子对)之间存在互相排斥作用
、分子中的价电子对之间趋势于相互远离
C、分子在很多状况下其实不是尽可能采纳对称的空间构型
D、当价电子对数量分别是2、3、4时,价电子对分布的几何构型分别为直线型、平面三角
型、正四周体型
12、以下关于价电子对数量计算中正确的选项是()
、中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数
B、配位原子中卤素原子、氢原子供给
1个电子
C、配位原子中氧原子和硫原子供给
2个电子
D、当氧原子和硫原子作中心原子时,按不供给价电子计算
13、写出吻合以下条件的相应的分子或离子的化学式:
⑴硼原子用sp2杂化轨道形成三个
σ键:
⑵氮原子用sp3
杂化轨道形成四个完整同样的化学键:
;氮原子形成一个
σ键两个π
键
⑶碳原子分别以
sp、sp2、sp3杂化轨道成键
、
、
。
14、若ABn的中心原子上有一对孤对电子未能成键,当
n=2时,其分子结构为
;当
n=3时,其分子结构为
。
15、指出以下分子中,中心原子可能采纳的杂化轨道种类,并展望分子的几何构型。
(1)SCl4
(2)BCl3
(3)CS2
(4)PO43-
(5)Cl2O
(6)C6H6
16、已知H2O2分子的结构以以下图,此分子不是直线形的,两个
H原子好像在半睁开的书的两
面纸上,试回答:
(1)写出H2O2分子的电子式和结构式:
、
。
(2)写出分子内的键型:
。
(3)预计它难溶于
CS2,简要说明原由
(4)指出氧元素的化合价,简要说明原由:
。
*(5)中心氧原子的孤对电子对数为
,中心原子原子轨道可能采纳
种类杂化,该
杂化轨道间夹角为
,而H-O-O键角为96°52′,可能原由是
,该
原由也可能间接以致
O-O键长变
(长或短)。
17、(1)CNS—、NO2+拥有同样的通式:AX2,它们的价电子总数都是
16,所以它们的结构与由
第二周期两元素构成的
分子的结构同样,微粒呈
形,中心原子都取
杂化。
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(2)CO3
2—、NO3
—等微粒拥有同样的通式:
,它们的价电子总数都是
,
所以它们与由第六主族两元素构成的
分子的结构同样,呈
形,中心
原子都取
杂化。
(3)N2O(笑气)可用作麻醉剂,其与
CO2构成等电子体,已知N2O分子中氧原子中只与一个氮
原子相连,则
N2O的电子式可表示为
,共空间构型为
。
18、有以下两个系列的物质:
X、Y、Z、W可能是以下各组物质中的(
)
系列一:CH4
C2H6
CO3
2-
Y
C2O4
2-W
+
2+
+
N2
系列二:NH4
N2H6
X
NO2Z
A、NO3-CO2
N2O4
CO
B、NO3-
CO2N2H4
C2H2
C、NO3
-CO
NO2-
C2H2
D、NO3
-
HCO3
-
N2O4
2-
CO出师表
两汉:诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂,今日下三分,益州疲弊,此诚紧急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈
于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜自轻自贱,引喻失义,以塞忠谏之路也。
宫中府中,俱为一体;陟罚臧否,不宜异同。如有作奸非法及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理;不宜偏私,使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下:愚认为宫中之事,事无大小,悉以咨之,而后推行,必能裨补阙漏,有所广益。
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将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于往日,先帝称之曰为营中之事,悉以咨之,必能使行阵友好,好坏得所。
“能”,是以众议举宠为督:愚以
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亲贤臣,远小人,此先汉所以兴旺也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。先帝在时,每与臣论此事,何尝不痛惜恼恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、从军,此悉贞良死节之臣,愿陛
下亲之、信之,则汉室之隆,可计日而待也。
臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。先帝不以臣鄙俗,猥自枉屈,
三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感谢,遂许先帝以驱驰。后值颠覆,受任于败军之际,授命于危难之间,尔来二十有一年矣。
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先帝知臣慎重,故临崩寄臣以大事也。授命以来,夙夜忧叹,恐交付不效,以伤先帝之明;
故五月渡泸,深入不毛。今南方已定,兵甲已足,当奖率全军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于商酌损益,进效忠言,则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏。臣不胜受恩感谢。
今当远离,临表涕泣,不知所言。
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