分子构型与物质的性质 (苏教版选修3)

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1、4.1分子构型与物质的性质学案（苏教版选修3）背景链接现代化学键理论随着20世纪以来各种物理实验方法的发展，人们对电子、原子等微观粒子运动规律的认识不断深入。1990年普朗克提出能量量子理论，冲破了经典物理学中能量连续变化的框框。1911年卢瑟福提出了行星绕日的原子模型。在这些实验和理论的基础上，1913年玻尔提出著名的原子结构模型，它能很好地解释氢原子定态结构和光谱，但在研究多电子原子或分子时，得不到满意解释。1923年德布罗意对光具有波粒二象性的假设，于1927年被戴维森电子衍射实验证实。1926年薛定谔提出了波动方程，将电子波动性用函数来描写。1927年海特勒与伦敦在解薛定谔方程式时，经

2、假设、光谱证明：H2中的两个电子是自旋反平行的一对，两个氢原子结合成稳定的氢分子，是由于电子分布主要集中在两个原子核之间；从而产生了新的化学键概念。为了阐明共价键的形成，20世纪30年代初期建立两种化学键理论：一种是价键理论，另一种是分子轨道理论。知识链接1.化学键相邻的原子之间强烈的相互作用。（1）原子是广义上的原子，既包括中性原子，也包括带电原子或原子团。（2）相邻原子间的相互作用。物质内不相邻的原子间也有相互作用，它们之间的相互作用不是化学键。（3）原子间强烈的相互作用。如果物质内相邻的两个原子间的作用很弱，如氦气中相邻的氦原子之间的作用，就不是化学键。2.共价键原子之间通过共用电子对所

3、形成的相互作用。（1）共用电子对：共用电子对可以是两原子共同提供的，也可以是某原子单方面提供的，可位于两原子中间，也可以产生偏向和偏离。（2）共价键可以存在于单质分子中，如H2中；但单质分子中不一定存在共价键，如He分子中，共价键还要存在于化合物分子之中，如HCl中。（3）共价化合物中一定有共价键，离子化合物中可能存在共价键（如NH4Cl），也可能不存在共价键（如NaCl）。酸不论强弱，分子中只存在共价键，不存在离子键。3.非极性键和极性键（1）非极性键：共用电子对不偏向任何一个成键原子而形成的共价键。同种元素原子间的共价键通常是非极性键。非极性键可能存在于单质分子、化合物分子、离子化合物中。

4、（2）极性键：共用电子对偏向（或偏离）某个成键原子而形成的共价键。不同种元素原子间的共价键通常是极性键。疏导引导知识点1：分子的空间构型1.杂化和杂化轨道杂化是指在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化，所形成的新轨道就称为杂化轨道。2.杂化过程及杂化轨道类型（1）杂化过程杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。（2）杂化轨道的类型对于非过渡元素，由于ns、np能级比较接近，往往采用sp型杂化。对于过渡元素，（n-1）d、ns、np能级比较接近，常常采用dsp型杂化。sp型杂化，又分

5、为sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。dsp型杂化分为dsp2、dsp3、d2sp2等。3.典型分子的杂化过程及立体构型（1）sp型杂化：一个ns轨道和一个np轨道间的杂化，杂化后得到两个sp杂化轨道，且杂化轨道间的夹角是180°，呈直线形。如BeCl2、CH≡CH分子的形成。①BeCl2:Be原子的电子排布为1s22s2，从表面上看Be原子似乎不能形成共价键，但是在激发状态下，Be的一个2s电子可以进入2p轨道，经过杂化形成2个sp杂化轨道，与氯原子的具有一个单电子的3p轨道重叠形成两个σ键。由于杂化轨道间的夹角为180°，所以形成的BeCl2分子的空间结构是直线形的。请参看过程图：Be原子s

6、p杂化过程两个sp杂化轨道BeCl2分子中σ键②CH≡CH：碳原子的电子排布为1s22s22p2，在形成CH≡CH分子时，碳原子2s轨道上的一个电子受激发跃迁到2p空轨道，一个2s轨道和一个2p轨道杂化形成2个sp杂化轨道，且各有一个单电子，呈直线形；剩余的2个各具有1个电子的2p轨道未参加杂化，则垂直于两个sp杂化轨道形成的直线，每个碳原子的两个sp杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道形成1个σ键，各自剩余的1个sp杂化轨道相互形成一个σ键，而各自没有参与杂化的2个2p轨道以垂直于前面3个σ键所在的直线“肩并肩”形成2个π键，从而形成CH≡CH分子。分子中的键角为180°，呈直线形。见下图：C

7、原子sp杂化过程乙炔分子中的σ键乙炔分子中的π键（2）sp2型杂化：一个ns轨道和两个np轨道间的杂化，杂化后得到三个sp2杂化轨道，且杂化轨道间的夹角是120°，呈平面三角形。如BF3、C2H4分子的形成。①BF3：B原子的电子排布为1s22s22p1。在形成BF3分子时，B原子2s轨道上的一个受到激发跃迁到2p空轨道上，1个2s轨道和2个2p轨道杂化，得到3个sp2杂化轨道，且各有一个未成键电