Transcript 分子的立体结构
分子的立体结构 (高三化学一轮复习) 【基础回顾】 1. 写出HF、H2O、NH3、CH4的 电子式和Lewis结构式（用短线 表示键合电子，小黑点表示未 键合的价电子的结构式）。 【知识梳理】 一、经典的共价键理论 CH4 NH3 H H C H H H H C H H2O H N H H H H N HF H O H H H O H F H H F H 注意各中心原子中孤对电子数目的变化 【基础回顾】 2. 请描述H2O、NH3、CH4 、 HF 分子的立体结构。 3. 怎样判断分子的立体结构？ 简述价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 的主要内容。 【知识梳理】 二、价层电子对互斥模型 VSEPR模型要点：由于价层电子对互相排斥， 分子尽可能呈现“对称” 构型。 关键:价层电子对数 = 键合原子数 + 孤对电子对数 CH4 NH3 H H C H H H H C H H 2O H N H H H H N H HF H O H H H O H F H H F 价层电子对数 = 键合原子数 + 孤对电子对数 CH4 NH3 H 2O HF H H C 109°28′ H H H N H 107°18′ H H O 105° H H F 180° 孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与 互相排斥。 VSEPR模型预测分子构型 价层电子对数 4 3 2 VSEPR模型 四面体形 平面三角形 直线形 中心原子孤对电 子对数 立体结构 0 （正）四面体形 1 三角锥形 2 V形 0 平面（正）三角形 1 V形 0 直线形 【思考交流】 CO2和H2O都是三原子分子， NH3和CH2O都是四原子分子，它 们的空间结构为什么会不同？ 【迁移应用】 运用VSEPR模型预测下列分子、离子的立体 结构 + H H―C≡N H N H F O＝S＝O F O H H B F + H H 【思考交流】 下列结构图中，●代表原子序数从1到10的元素的原子 实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分），小黑点 代表孤对电子，短线代表共价键。 A B C D E H2O NF3 CF4 HCN HCHO F CO(NH2)2 （1）写出A~F的化学式。 （2）指出A~F各分子中中心原子的杂化方式。 （3）简述杂化轨道理论的主要内容。 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。 【知识梳理】 C:1s22s22p2 为什么CH4分子呈正四面体构型？ 三、杂化轨道理论 4个sp3杂化轨道，当空间呈 正四面体分布时，相互间斥 力最小。 C原子的4个sp3 杂化轨道分别与4个H原子的1s轨 道“端向重叠”形成4个相同的σ键，形成CH4分子。 杂化轨道理论要点 （1）能量相近的原子轨道发生“杂化”； （2） “杂化”时保持轨道总数不变； （3）杂化轨道总是用于构建分子的 σ 键， 实现最大重叠； （4）杂化轨道呈“对称”分布，确保相互 间 斥力最小。 简单分子或离子中心原子杂化方式 中心原子杂 化方式 杂化轨道数 立体结构 实例 2 直线形 CH≡CH 3 平面（正）三 角形 CH2=CH2 sp3 4 （正）四面体 形 CH4 …… …… …… …… sp sp2 【迁移应用】 运用杂化轨道理论解释分子、离子的空间构型 化学式 杂化轨道数 中心原子的 杂化方式 分子结构 CO2 2 sp 直线形 H 2S 4 sp3 V形 SO2 3 sp2 V形 BeCl2 2 sp 直线形 BF3 3 sp2 平面正三角形 CCl4 4 sp3 正四面体形 H3O+ 4 sp3 三角锥形 NH4+ 4 sp3 正四面体形 【总结提炼】 分子结构与VSEPR模型、杂化轨道理论的关系 价层电 中心原子孤对 VSEPR模型 子对数 电子对数 4 3 2 四面体形 平面三角形 直线形 分子结构 0 （正）四面 体形 1 三角锥形 2 V形 0 平面（正） 三角形 1 V形 0 直线形 杂化轨 道数 杂化方式 4 sp3 3 2 sp2 sp 从VSEPR模型过渡到杂化轨道模型 VSEPR AY2 AY3 CH4 NH4+ SO42- AY4 NH3 SO32H3O+ 杂化轨道 实 例 sp CO2 HCN N3- H2O ClO2- sp2 CH2O SO3 CO32- SO2 O3 NO2 sp3 【发散串联】 1．(1)利用VSEPR模型推断分子或离子的空间构型： 直线形 PO43－ 正四面体 ；CS2 ； 正三角形 AlBr3(共价分子) 。 (2)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中 均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据以下这两种 微粒的球棍模型，写出相应的化学式： 120° CH3+ CH3－ 【发散串联】 2. 乙炔与溴发生加成反应时，反应过程可 分步表示为： HC≡CH + Br2 → CHBr= CHBr CHBr= CHBr + Br2→CHBr2CHBr2 在此反应过程中，碳原子的杂化方式和 分子的空间构型发生了什么变化？ [分析] HC≡CH中碳原子采用sp杂化轨道形成化 学键，CHBr= CHBr中碳原子采用sp2杂化轨道成键， CHBr2CHBr2中碳原子采用sp3杂化轨道成键。分子的 空间构型从直线形转变成了平面形，进而转化为以两 个碳原子为中心的四面体，8个原子不在同一个平面上。