高二化学分子的立体结构知识精讲 人教实验版

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1、高二化学分子的立体结构知识精讲人教实验版一.本周教学内容：分子的立体结构1.价电子互斥理论2.杂化轨道理论3.配合物理论二.重点、难点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，能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构。3.认识杂化轨道理论的要点，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。4.认识配位键、配位化合物的概念，掌握配位键、配位化合物的表示方法。三.教学过程（一）价电子互斥理论分子的立体结构决定了分子许多重要的性质，例如分子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大小、分子在晶体里的排列方式等等。分子的立体结构通常是指其σ键的分

2、子骨架在空间的排布。1、价层电子对互斥模型（VSEPR模型）：价层电子对互斥模型（VSEPR模型）是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型，总的原则是中心原子价电子层电子对（包括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型。2、VSEPR模型的内容：VSEPR模型把分子分为两类：（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键，即中心原子无孤对电子的，根据键的条数或者说ABn型分子中n的个数，判断分子构型。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测

3、，概括如下：ABn立体结构范例n=2直线型CO2n=3平面三角形CH2On=4正四面体型CH4（2）中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子，则将孤对电子也算作键数，同上推出包括孤对电子的分子构型，然后去掉孤对电子后看分子新构型。如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。【拓展】ABm型分子或离子中的价电子对数（孤对电子+形成共价键的电子对）的计算方法：（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子按提供的价电子数计算，如：PCl5中（2）O、S作为配位原子时按不

4、提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6；（3）离子的价电子对数计算如：NH4+：；SO42－：3、VSEPR模型的应用：【验证】应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。（C原子孤对电子数一般为0）【总结】（1）VSEPR模型预测分子立体结构方法：首先确定中心原子的价层电子对数，然后确定中心原子的有无孤对电子数，再结合实际例子分析。（2）VSEPR模型是模型化方法的具体体现，它把原子数相同、价电子数相同的一类化学粒子的结构加以概括，体现了等电子原理的思想，例如五原子八电子的CH4、SiH4、NH4+，它们都是正四面体构型。（二）杂化轨道理论价层电子对互斥模型只能解释

5、化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个C－－－H的键长、键能相同及H－C－H的键角为109°28′。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C－H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。1、杂化的概念：杂化是指原子在相互结合成键过程中,原来能量接近的原子轨道要重新混合,形成新的原子轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化。所形成的新的轨道叫杂化轨道。2、杂化轨道的类型：（1）sp

6、3杂化：一个s轨道与三个p轨道杂化后，得四个sp3杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/4，p成分为3/4，它们的空间取向是四面体结构，相互的键角θ=109º28′。CH4、CCl4、NH4+、CH3Cl、NH3、H2O等等都采取sp3杂化。（2）sp2杂化：一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/3，p成分为2/3，三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º。以sp2杂化轨道构建结构骨架的中心原子必有一个垂直于sp2骨架的未参与杂化的p轨道，如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠，并填入电子，就会形成π键。BCl3、CO32–

7、、NO3–、H2C=O、SO3、烯烃>C=C<结构中的中心原子等等都采取sp2杂化。（3）sp杂化：一个s轨道与一个p轨道杂化后，得两个sp杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/2，p成分为1/2，杂化轨道之间的夹角为180度。当中心原子取sp杂化轨道形成直线形的s骨架时，中心原子上有一对垂直于分子sp骨架的未参与杂化的p轨道。例如乙炔分子形成二个π键。CO2中的碳原子、H－C≡N中的碳原子、BeCl2分子中的铍原子、炔烃中的－C≡C－的s－骨架等等都是由sp杂化轨道构建的。【总结】sp型的三种杂化【小结】杂化轨道的特点（1）形