高中化学选修3分子的立体构型10491名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,高二化学,选修3物质结构与性质,第二章 分子结构与性质,第二节,分子立体结构,（第一课时）,第1页,复 习 回 顾,共价键,键,键,键参数,键能,键长,键角,衡量化学键稳定性,描述分子立体结构主要原因,成键方式“头碰头”,呈轴对称,成键方式“肩并肩”,呈镜像对称,第2页,一、形形色色分子,O,2,HCl,H,2,O,CO,2,1、双原子分子（直线型）,2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）,第3页,、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）,（平面三角形，三角锥形）,C,2,H,2,CH,2,O,COCl,2,NH,3,P,4,第4页,、五原子分子立体结构,最常见是正四面体,CH,4,第5页,CH,3,CH,2,OH,CH,3,COOH,C,6,H,6,C,8,H,8,CH,3,OH,5、其它：,第6页,C,60,C,20,C,40,C,70,资料卡片：,形形色色分子,第7页,第8页,第9页,分子世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。,那么分子结构又是怎么测定呢,？,第10页,早年科学家主要靠对物质,宏观性质,进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构当代仪器，,红外光谱,就是其中一个。,分子中原子,不是,固定不动，而是不停地,振动,着。所谓分子立体结构其实只是分子中原子处于,平衡位置,时模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它一些化学键振动频率相同红外线，再统计到图谱上展现吸收峰。经过计算机模拟，能够得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引发，综合这些信息，可分析出分子立体结构。,科学视野分子立体结构是怎样测定,？,（指导阅读P39）,第11页,测分子体结构：红外光谱仪吸收峰分析。,第12页,同为三原子分子，CO,2,和 H,2,O 分子空间结构却不一样，什么原因？,思考:,直线形,V形,第13页,同为四原子分子，CH,2,O与 NH,3,分子空间结构也不一样，什么原因？,思考:,三角锥形,平面三角形,第14页,二、价层电子对互斥（VSEPR）理论,（,V,alence,S,hell,E,lectron,P,air,R,epulsion,）,共价分子中，中心原子周围电子对排布几何,构型,主要,取决于中心原子价层电子正确数,目。,价层电子对,各自占据位置倾向于彼此分,离得尽可能,远，此时电子对之间,斥力最小,，整个,分子最稳定,。,1、理论关键点,价层电子对包含,成键电子对,和,孤电子对,不包含,成键,电子对！,第15页,2、价层电子对数计算,确定中心原子价层电子对数目,价层电子对数,配位原子数孤电子对数,键电子对数孤电子对数,分子中a为中心原子价电子数，x为配,原子数，b为配原子达稳定结构所需电子数,阳离子中，a为中心原子价电子数减去离子所带电荷数,，,阴离子中，a为中心原子价电子数加上离子所带电荷数。,孤电子对数（a-xb）/2,第16页,化学式,价层电子对数,结合原子数,孤对电子对数,HCN,SO,2,NH,2,BF,3,H,3,O,+,SiCl,4,CHCl,3,NH,4,+,SO,4,2,0,1,2,0,1,0,0,0,2,2,2,3,3,4,4,4,0,4,2,3,4,3,4,4,4,4,4,第17页,化学式,价层电子对数,结合原子数,孤对电子对数,H,2,O,SO,3,NH,3,CO,2,SF,4,SF,6,PCl,5,PCl,3,CH,4,2,0,1,0,1,0,0,1,2,3,3,2,4,6,5,3,0,4,4,3,4,2,5,6,5,4,4,第18页,确定价层电子对构型,价层电子对数目,2,3,4,5,6,价层电子对构型,直线,平面,三角型,正四面体,三角,双锥,正八,面体,注意：孤对电子存在会改变键合电子对,分布方向，从而改改变合物键角,3、确定分子构型,在价层电子对构型基础上，去掉孤电子对,由真实原子形成构型,第19页,分子,或离子,价层电,子对数,VSEPR,模型名称,孤电子,对数,分子或离子立方体构型,H,2,O,4,四面体,2,V形,CO,2,2,直线形,0,直线形,SO,2,3,平面三角形,1,V形,NH,3,4,四面体,1,三角锥形,CO,3,2,3,平面三角形,0,平面三角形,SO,3,3,平面三角形,0,平面三角形,CH,4,4,正四面体形,0,正四面体形,SiCl,4,4,正四面体形,0,正四面体形,第20页,中心原子,代表物,中心原子,结合原子数,分子类型,空间构型,无孤对电子,CO,2,2,AB,2,CH,2,O,3,AB,3,CH,4,4,AB,4,有孤对电子,H,2,O,2,AB,2,NH,3,3,AB,3,直线形,平面三角形,正四面体,V 形,三角锥形,小结:,价层电子对互斥模型,第21页,应用反馈:,化学式,中心原子,孤对电子数,中心原子结合原子数,空间构型,HCN,SO,2,NH,2,BF,3,H,3,O,+,SiCl,4,CHCl,3,NH,4,+,0,1,2,0,1,0,0,0,2,2,2,3,3,4,4,4,直线形,V 形,V形,平面三角形,三角锥形,四面体,正四面体,正四面体,第22页,ABn型分子空间构型快速判断方法：,1、n=2时，中心原子无孤对电子是直线形，中心原,子有孤对电子为V形，如CO,2,直线形，H,2,O为V形。,2、n=3时，中心原子无孤对电子为平面三角形，有,孤对电子为三角锥形。BF,3,为平面三角形，H,3,O,+,三角锥形。,3、n=4时，为正四面体。,第23页,1.以下物质中分子立体结构与水分子相同是,ACO,2,BH,2,S,CPCl,3,DSiCl,4,2.以下分子立体结构其中属于直线型分子是,AH,2,O BCO,2,CC,2,H,2,DP,4,B,BC,第24页,3.若AB,n,型分子中心原子A上没有未用于形成共价键孤对电子，利用价层电子对互斥模型，以下说法正确（）,A.若n=2，则分子立体构型为V形,B.若n=3，则分子立体构型为三角锥形,C.若n=4，则分子立体构型为正四面体形,D.以上说法都不正确,课堂练习,C,第25页,美国著名化学家鲍林（L.Pauling,19011994）教授含有独特化学想象力：只要给他物质分子式，他就能经过“毛估”法，大致上想象出这种物质分子结构模型。请你依据价层电子对互斥理论，“毛估”出以下分子空间构型。,PCl,5,PCl,3,SO,3,SiCl,4,课堂练习,三角双锥形,三角锥形,平面三角形,正四面体,第26页,【选修3物质结构与性质】,第 二 章分子结构与性质,第二节 分子立体结构,课时2,第27页,值得注意是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子空间构形，却无法解释许多深层次问题，如无法解释甲烷中四个C H键长相同、键能相同及HC H键角为109,28,。因为按照我们已经学过价键理论，甲烷4个C H单键都应该是键，然而，碳原子4个价层原子轨道是3个相互垂直2p轨道和1个球形2s轨道，用它们跟4个氢原子1s原子轨道重合，不可能得到四面体构型甲烷分子。,碳原子:,为了处理这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，,第28页,杂化轨道理论,杂化：原子内部,能量相近,原子轨道，在外界条件影响下重新组合过程叫原子轨道杂化,杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成一组新轨道,杂化轨道类型：sp、sp,2,、sp,3,、sp,3,d,2,杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强原子轨道,杂化轨道用于容纳键和孤对电子,第29页,第30页,学习价层电子互斥理论知道:NH,3,和H,2,O模型和甲烷分子一样,也是正四面体,所以它们中心原子也是,sp3杂化,.不一样是NH,3,和H,2,O中心原子4个杂化轨道分别用于键和孤对电子对，这么4个杂化轨道显然有差异,第31页,sp,杂化,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,sp,杂化轨道。,例,：,BeCl,2,分子形成,激发,2,s,2,p,Be基态,2,s,2,p,激发态,杂化,键合,直线形,sp,杂化态,直线形,化合态,Cl,Be Cl,180,除sp3杂化轨道外，还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得；sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得，,第32页,碳,sp,杂化轨道,sp杂化：夹角为180直线形杂化轨道。,第33页,乙炔成键,第34页,sp,2,杂化,sp,2,杂化轨道间夹角是120度，分子几何构型为平面正三角形,2,s,2,p,B基态,2,s,2,p,激发态,正三角形,sp,2,杂化态,例：,BF,3,分子形成,B,F,F,F,Cl,B,Cl,120,0,Cl,第35页,碳,sp,2,杂化轨道,sp,2,杂化：三个夹角为120平面三角形杂化轨道,。,第36页,思索题：依据以下事实总结：怎样判断一个,化合物中心原子杂化类型？,第37页,已知：杂化轨道只用于形成键或者用来容纳孤对电子,杂化轨道数,0+2=2,SP,直线形,0+3=3,SP,2,平面三角形,0+4=4,SP,3,正四面体形,1+2=3,SP,2,V形,1+3=4,SP,3,三角锥形,2+2=4,SP,3,V形,代表物,杂化轨道数,杂化轨道类型,分子结构,CO,2,CH,2,O,CH,4,SO,2,NH,3,H,2,O,结合上述信息完成下表：,中心原子孤对电子对数中心原子结合原子数,第38页,例题三：对SO,2,与CO,2,说法正确是(),A都是直线形结构,B中心原子都采取sp杂化轨道,C S原子和C原子上都没有孤对电子,D SO,2,为V形结构，CO,2,为直线形结构,D,第39页,天蓝色,天蓝色,天蓝色,无色,无色,无色,配合物理论介绍：,试验2-1,固体颜色,溶液颜色,CuSO,4,CuCl,2,.,2H,2,O,CuBr,2,NaCl,K,2,SO,4,KBr,白色,绿色,深褐色,白色,白色,白色,思索：前三种溶液呈天蓝色大约与什么物质相关？依据是什么？,Cu,OH,2,H,2,O,H,2,O,H,2,O,2+,配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子）与配位体(一些分子或阴离子)以配位键形式结合而成复杂离子或分子。,第40页,2+,Cu,NH,3,H,3,N,NH,3,NH,3,试验2-2 已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成Cu(NH,3,),4,2+,，其结构简式为：,试写出试验中发生两个反应离子方程式？,Cu,2+,+2NH,3,.,H,2,O Cu（OH）,2,+2 NH,4,+,Cu（OH）,2,+,4NH,3,.,H,2,O Cu(NH,3,),4,2+,+2OH,+4H,2,O,蓝色沉淀,深蓝色溶液,第41页,试验2-3,Fe,3+,+SCN,Fe(SCN),2+,硫氰酸根,血红色,因为该离子颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术演出。,练习书写：,向硝酸银溶液中逐步滴加氨水离子方程式,第42页,配合物理论介绍,一、配合物组成,第43页,1.中心离子或,原子,(也称形成体),有空轨道,主要是一些,过渡金属,，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金 属元素离子；,或是含有高氧化数非金属元素，硼，硅、磷等，如NaBF,4,中B()、K,2,SiF,6,中Si()和NH,4,PF,6,中P()；,或是不带电荷中性原子，如Ni(CO),4,Fe(CO),5,中Ni,Fe都是中性原子，,碱金属、碱土金属等可作为螯合物形成体。,第44页,Cu(NH,3,),4,SO,4,中，NH,3,是配位体，N为配位原子。,2.,配位体和配位原子,有孤对电子,a.,单齿配位体,(一个配位体中只有一个配位原子),含氮配位体 NH,3,NCS,-,;含硫配位体 SCN,-,;,含卤素配位体 F,-,Cl,-,Br,-,I,-,;含碳配位体 CN,-,CO,含氧配位体 H,2,O,OH,-,，羧酸，醇，醚等,b.,多齿配位体,(有两个或两个以上配位原子),乙二胺,N,H,2,一CH,2,一CH,2,一,N,H,2,简写为en，,乙二胺四乙酸根（EDTA）等。,第45页,3配位数,与中心离子直接以配位键结合配位原子个数。,例：AlF,6,3-,配位数6、Cu(NH,3,),4,SO,4,配位数4、,Co(NH,3,),2,(en),2,(NO,3,),3,配位数6,*中心离子电荷高，对配位体吸引力较强，有利于形成配位数较高配合物。,常见配位数与中心离子电荷数有以下关系：,中心离子电荷：+1 +2 +3 +4,常见配位数：2 4(或6)6(或4)6(或8),*中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，,配位数越大。,第46页,