2018-2019学年高中化学 专题4 第一单元 分子构型与物质的性质学案（含解析）苏教版选修3

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1、分子构型与物质的性质[课标要求]1．认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。2．了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。3．结合实例说明“等电子原理”的应用。1.杂化轨道只形成σ键或容纳孤电子对。2．中心原子的价电子对数分别为2、3、4时，中心原子分别是sp、sp2、sp3杂化，价层电子对互斥模型分别为直线形、平面三角形、正四面体形。3．中心原子无孤电子对时，分子空间构型与价层电子对互斥模型相同，若中心原子存在孤电子对，分子空间构型会“变形”。4．完全对称的分子无极性，分子极性越强，熔沸点越高；极性分子易溶于极性溶剂。5．当碳原子上连接四个不

2、同基团时，该碳原子是手性碳原子，含手性碳原子的化合物，存在手性异构体。　1．杂化轨道理论(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道中1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，可表示为：(2)共价键的形成碳原子的4个sp3轨道分别与4个氢原子的1s轨道形成4个相同的σ键。(3)甲烷的分子构型甲烷分子为正四面体结构，4个C—H键是等同的，C—H键之间的夹角——键角是109.5°。2．杂化轨道的类型类型参与轨道杂化轨道的夹角杂化轨道的构型实例sp3杂化1个s轨道与3个p轨道109.5°正四面体CH4、CCl4、NH、金刚石、

3、晶体硅、SiO2sp2杂化1个s轨道与2个p轨道120°平面三角形BF3CH2===CH2sp杂化1个s轨道与1个p轨道180°直线形BeCl23．用杂化轨道理论分析C2H6、C2H4、C2H2的成键情况分子结构C原子杂化方式成键情况sp3杂化①每个C原子的3个sp3轨道分别与3个H原子的1s轨道重叠形成σ键②两个C原子各以1个sp3轨道发生重叠形成σ键sp2杂化①每个C原子的2个sp2轨道分别与2个H原子的1s轨道重叠形成σ键②两个C原子各以1个sp2轨道发生重叠形成σ键，各以1个未杂化的2p轨道发生重叠形成π键sp杂化①每个C原子的1个sp轨道分别与1个H原子的1s轨道重

4、叠形成σ键②两个C原子各以1个sp轨道发生重叠形成σ键，各以2个未杂化的2p轨道发生重叠形成2个π键4．价层电子对互斥模型(1)价电子对：包括孤电子对和成键电子对，即价电子对＝成键电子对＋孤电子对。(2)价电子对之间的相互作用价电子对之间存在相互排斥作用，为减小斥力，相互之间尽可能远离，因此分子的空间构型受到影响，一般地，分子尽可能采取对称的空间结构以减小斥力。(3)价电子对数(ABm型分子)的计算方法价电子对数目(n)＝(中心原子A的价电子数＋配位原子B提供的价电子数×m)①对于主族元素，中心原子的价电子数＝最外层电子数，配位原子中卤素原子、氢原子按提供1个价电子数计算，如

5、PCl5中n＝(5＋1×5)＝5。②O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6。③离子的价电子对数的计算：如NH：n＝(5＋1×4－1)＝4；SO：n＝(6＋0＋2)＝4。(4)价电子对数目与几何分布的关系价电子对数目234价电子对的几何分布构型直线形平面三角形正四面体(5)价电子对相关的两点说明①具有相同电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。②如果分子中中心原子上存在孤电子对，价电子对之间的斥力大小顺序为：孤电子对与孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对与成键电子对之间的斥力，且随着孤电子对数

6、目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。5．等电子原理等电子原理指具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。如CO和N2，二者分子结构非常相似，它们的分子中价电子总数都是10，都形成1个σ键和2个π键，键能都较大。1．什么是成键电子对、孤电子对？提示：分子或离子中，中心原子与其他原子以共价键结合的电子对为成键电子对，中心原子上不参与成键的电子对为孤电子对，两者之和等于中心原子的轨道数，也等于价层电子对数。2．在你接触的原子或离子中，中心原子最外层上最多的轨道数或价层电子对数是多少？提示：最多轨道数为1(s轨道)＋3(p轨道)＝4。1．杂化

7、轨道类型的判断方法一，依据杂化轨道数判断(1)公式杂化轨道数n＝(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)。①当中心原子与氧族元素原子成键时，氧族元素原子不提供电子。②当为阴离子时，中心原子加上电荷数，为阳离子时，减去电荷数。(2)根据n值判断杂化类型n＝2时，sp杂化，如BeCl2，n＝(2＋2)＝2；n＝3时，sp2杂化，如NO，n＝(5＋1)＝3；n＝4时，sp3杂化，如NH，n＝(5－1＋4)＝4。方法二，依据中心原子有无π键判断中心原子全部形成单键(无π键)，sp3杂化；形成一个双键