百度文库第二节分子的立体结构(学案)【学习目标】1、认识共价分子的多样性和复杂性;2、初步认识价层电子对互斥模型;3、能用 VSEPR 模型预测简单分子或离子的立体结构;理解价层电子对互斥模型和分子空间构型间的关系。
4、认识杂化轨道理论的要点5、进一步了解有机化合物中碳的成键特征6、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型7、进一步增强分析、归纳、综合的能力和空间想象能力【重点知识】:分子的立体结构;利用价层电子对互斥模型、杂化轨道理论模型预测分子的立体结构。
【回顾思考】1举例说明什么叫化学式?2举例说明什么叫结构式?3举例说明什么是结构简式?4举例说明什么是电子式?5举例说明什么价电子?(第一课时)一、形形色色的分子【阅读课本】认真阅读课本35 到 37 页“二、价层电子对互斥理论”处。
在阅读过程中勾出你认为重要的句子、词语、规律等,如发现新问题请写在课本中相应地方。
认真读图2-8、 2-9、2-10、2-11、 2-12 和 36 页的知识卡片等去认识分子的多样性,自己动手制作几种分子的模型体验分子的空间构型。
然后思考下列问题。
【阅读思考1】完成下表化学式结构式键角分子的立体构型备注CO 2H2OCH2ONH 3CH 4P41、原子数相同的分子,它们的空间结构相同吗?2、请你利用身边的易得材料参照课本35、36 页内容制作CO2、H2O、NH3、CH2 O、CH4分子的球辊模型(或比例模型) ;并用书面用语描述它们的分子构型。
3、你如何理解分子的空间结构?4、写出 CO 2、 H 2O 、NH 3、 CH 2O 、CH 4 的电子式;5、观察上述分子的电子式,分析 H 、 C 、N 、 O 原子分别可以形成几个共价键,你知道原因吗?6、如何计算分子中中心原子的价层电子对?(成 σ键电子对、未成键电子对)二、价层电子对互斥理论 【阅读课本】认真阅读课本 37 到 39 页“三、杂化轨道理论简介 ”处。
在阅读过程中勾出你认为重要的 句子、词语、规律等,如发现新问题请写在课本中相应地方。
认真读图 2-15、表 2-4、 2-5,对比价层电子对互斥模型和分子构型。
然后思考下列思考问题。
【阅读思考 2】1、中心原子:指出下列分子的中心原子:H O CO 2NH3CH4BF3CH O222、价层电子对:( 1)根据上表中分子的电子式,指出下列分子里中心原子的价层电子对数目: H 2OCO 2NH 3CH 4BF 3CH 2O( 2)根据你对价层电子对现有的知识,价层电子对可分为哪几类?如果计算?(二)认识 VSEPR 模型1、VSEPR 模型(用于预测分子的立体构型)结合 CH 4 、 CH 2O 的立体结构的球棍模型理解VSEPR 模型(重点是从键角的角度理解价层电子对的相互排斥) 【思考】 VSEPR 模型和分子的空间构型一样吗?2、分类第一类:中心原子的价层电子对全部为成键电子对。
如: CH 4 CO 2 等。
价层电子对的排斥力:价层电子对相同,排斥力相同;价层电子对不同,叁键>双键>单键判断方法:分子的立体结构σ键电子对数立体结构 范例 ABn2直线型CO 23 平面三角形 CH 2O4正四面体型CH 4【拓展】 σ键电子对数为 5、6 时又是怎样的呢?第二类:中心原子的价层电子对中除了成键电子对,还有孤对电子对。
如: H 2O 、NH 3 等排斥力:孤对电子对与孤对电子对>孤对电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对化学式中心原子含有 中心原子结空间构型孤对电子对数合的原子数222H S- 2 2NH 23 13PH【总结】根据中心原子的孤对电子对的数目及中心原子结合的原子数目确定微粒的空间构 型。
分 子 或 中心原子分子或离子 VSEPR VSEPR 模 分子或离 分子或离子离子的孤对电 的价层电子 模型型名称子的立体 立体构型的子对对数构型名称CO 2 BeCl 2 BF 3 BCl 3 SO 2 CH 4 CCl 4 NH 3 PH 3 H 2O H 2S PCl 5 SF 6【拓展】分析下列离子的空间构型–––– 2– 2– 2– 3– –+I 3 、 ICl 2 、 ClO 3 、NH 4 、NO 2、、ClO 4 、 SO 4 、SO 3 、 CO 3 、PO 4 、NO 3【内化练习】1、下列物质中,分子的立体结构与水分子相似的是() A 、CO2B 、H SC 、 PCl 3D 、SiCl422、下列分子的立体结构,其中属于直线型分子的是 ()A 、 HOB 、 CO2C 、C H2D 、P22 43、写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式,并指出它们分子中的键角分别是多少?( 1)直线形 ( 2)平面三角形 ( 3)三角锥形( 4)正四面体4、下列分子中,各原子均处于同一平面上的是()A 、NH3B 、 CCl 4C 、H OD 、CH O22【课后作业】1、为了解释和预测分子的空间构型,科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上,提出了一种十分简单的理论模型 —— 价层电子对互斥模型。
这种模型把分子分成两类:一类 是;另一类是。
BF 3 和 NF 3都是四个原子的分子, BF 3 的中心原子是 , NF 3 的中心原子是; BF 3 分子的立体构型是平面三角形,而NF 3 分子的立体构型是三角锥形的原因是。
2、用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。
BeCl 2; SCl 2;SO 3 2-; SF 6(第二课时)三、杂化轨道理论简介【阅读课本】认真阅读课本 39 到 41 页“思考与交流 ”处。
在阅读过程中勾出你认为重要的句子、 词语、 规律等,如发现新问题请写在课本中相应地方。
认真读图 2-16、图 2-17,表 2-6。
然后思考下列思考问题。
【阅读思考 1】1、碳的价电子构型是什么样的?2、碳原子只有两个未成对电子,为什么能形成四个价键?甲烷分子中的四个C —H 键为何是全等的?键角为何是109°28′?3、人们基于什么目的提出了杂化轨道理论?4、什么叫杂化?什么叫杂化轨道?5、轨道杂化有哪些主要类型?6、杂化前后原子轨道的数目、形状、空间伸展方向有何异同?【注意】1、杂化的概念:在形成多原子分子的过程中,中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合, 形成一组新的轨道, 这个过程叫做轨道的杂化,产生的新轨道叫杂化轨道。
2、杂化后原子轨道的数目不增不减,但轨道形状和空间伸展方向均发生了变化。
【应用】甲烷分子的轨道是如何形成的呢?形成甲烷分子时,中心原子的2s 和 2p x ,2p y ,2p z 等四条原子轨道发生杂化,形成一组新的轨道,即四条 sp 3 杂化轨道,这些 sp 3杂化轨道不同于 s 轨道,也不同于 p 轨道。
根据参与杂化的 s 轨道与 p 轨道的数目, 除了有 sp 3 杂化外,还有 sp 2 杂化和 sp 杂化,sp 2杂 化轨道表示由一个 s 轨道与两个 p 轨道杂化形成的, sp 杂化轨道表示由一个 s 轨道与一个 p轨道杂化形成的。
【例题】 应用轨道杂化理论,探究分子的立体结构。
化学式杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构CH 4 C 2H 4BF 3CH 2OC 2H 2【思考与交流】 怎样判断有几个轨道参与了杂化?【总结】 三种杂化轨道的轨道形状, SP 杂化夹角为°的直线型杂化轨道, SP 2 杂化轨 道为°的平面三角形, SP 3 杂化轨道为°′的正四面体构型。
【内化练习】1、下列分子中心原子是sp 2 杂化的是()A 、PBr3B 、CH4C 、 BF3D 、H O22、氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为( )A .两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同, NH 3 为 sp 2 型杂化,而 CH 4 是 sp 3 型杂化B .NH3分子中 N 原子形成三个杂化轨道, CH 4 分子中 C 原子形成 4 个杂化轨道C . NH 3 分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强D .氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子3、用 Pauling 的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构,下列说法不正确的是( )A 、 C 原子的四个杂化轨道的能量一样B 、C 原子的 sp 3 杂化轨道之间夹角一样C 、 C 原子的 4 个价电子分别占据 4 个 sp 3杂化轨道D 、 C 原子有 1 个 sp 3 杂化轨道由孤对电子占据 4、用 VSEPR 理论判断物质成键电子对孤电子对数中心原子的轨数 分子或离子的形状道杂化类型H 2O NH 4+BF 3 H 3O +【课后作业 】1、下列对 sp 3 、sp 2 、 sp 杂化轨道的夹角的比较,得出结论正确的是()A 、 sp 杂化轨道的夹角最大B 、 sp 2 杂化轨道的夹角最大C 、 sp 3 杂化轨道的夹角最大D 、 sp 3 、 sp 2 、 sp 杂化轨道的夹角相等2、有关苯分子中的化学键描述正确的是A .每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键B.每个碳原子的未参加杂化的2p 轨道形成大π键C.碳原子的三个sp2杂化轨道与其它形成三个σ键D.碳原子的未参加杂化的 2p 轨道与其它形成σ键3、根据杂化轨道理论,请预测下列分子或离子的几何构型:CO 2 , CO 32- 2 , PH 3H S4、为什么 H 2O 分子的键角既不是90°也不是109 ° 28而′是 104.5 ?°(第三课时)四、配合物理论简介【阅读课本】认真阅读课本41 到 44 页。
在阅读过程中勾出你认为重要的句子、词语、规律等,如发现新问题请写在课本中相应地方。
认真读图2-18 、图 2-20,图 2-21,图 2-20。
然后思考下列思考问题。
【阅读思考1】1、什么是配位键?配位键如何表示?2、配位键的形成条件是什么?3、试举出含有配位键的常见粒子 2 个。
4、配位化合物的概念?5、配位化合物的结构特点是什么?6、配位化合物如何命名?7、配位化合物在水溶液中电离时有何特点?【注意】1、配位化合物的结构2、配位化合物的命名【巩固练习】分析下列配合物的结构,并对其进行命名[Cu(NH 3) 4]Cl 2K 3[Fe(SCN) 6]Na3[AlF 6]【强化练习】1、铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类,应含有()A 、离子键和共价键B 、离子键和配位键C、配位键和共价键D、离子键2、下列属于配合物的是()A 、 NH 4Cl B、 Na2CO3· 10H2O C、CuSO4· 5H2O D、 Co (NH 3)6Cl 33、下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是()①H2O ②NH3 ③F-④CN -⑤COA 、①②B、①②③C、①②④D、①②③④⑤4、配合物在许多方面有着广泛的应用。