學(xué)習(xí)時(shí)間 2011 — 2012學(xué)年上學(xué)期 周
【課標(biāo)要求】知識(shí)與技能要求： 復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)知識(shí)
【本節(jié)重點(diǎn)知識(shí)再現(xiàn)】
一、常見(jiàn)分子的空間構(gòu)型
1.雙原子分子都是直線形，如：HCl、NO、O2、N2 等。
2.三原子分子有直線形，如CO2、CS2等；還有“V”形，如H2O、H2S、SO2等。
3.四原子分子有平面三角形，如BF3、BCl3、CH2O等；有三角錐形，如NH3、PH3等；也有
正四面體，如P4。
4.五原子分子有正四面體，如CH4、CCl4等，也有不規(guī)則四面體，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
二、價(jià)層電子對(duì)互斥模型
1.理論模型
分子中的價(jià)電子對(duì)(包括成鍵電子對(duì)和孤電子對(duì))，由于相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠(yuǎn)
離以減小斥力，分子盡可能采取對(duì)稱的空間構(gòu)型。
2.價(jià)電子對(duì)之間的斥力
(1)電子對(duì)之間的夾角越小，排斥力越大。
(2)由于成鍵電子對(duì)受兩個(gè)原子核的吸引，所以電子云比較緊縮，而孤對(duì)電子只受到中心原子的吸引，電子云比較“肥大”，對(duì)鄰近電子對(duì)的斥力較大，所以電子對(duì)之間斥力大小順序如下：
孤電子對(duì)－孤電子對(duì)>孤電子對(duì)－成鍵電子>成鍵電子－成鍵電子
(3)由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子數(shù)多，所以其斥力大小次序?yàn)槿I>雙鍵>單鍵。
3.價(jià)層電子對(duì)互斥模型的兩種類型
價(jià)層電子對(duì)互斥模型說(shuō)明的是價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)空間構(gòu)型，不包括孤對(duì)電子。
(1)當(dāng)中心原子無(wú)孤對(duì)電子時(shí)，兩者的構(gòu)型一致；
(2)當(dāng)中心原子有孤對(duì)電子時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致。
4.用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷分子或離子的空間構(gòu)型
具體步驟：
(1)確定中心原子A價(jià)層電子對(duì)數(shù)目
中心原子A的價(jià)電子數(shù)與配體X提供共用的電子數(shù)之和的一半，即中心原子A價(jià)層電子對(duì)
數(shù)目。計(jì)算時(shí)注意：
①氧族元素原子作為配位原子時(shí)，可認(rèn)為不提供電子，但作中心原子時(shí)可認(rèn)為它提供所有的6個(gè)價(jià)電子。
②如果討論的是離子，則應(yīng)加上或減去與離子電荷相應(yīng)的電子數(shù)。如PO3－4中P原子價(jià)層電子
數(shù)應(yīng)加上3，而NH＋4中N原子的價(jià)層電子數(shù)應(yīng)減去1。
③如果價(jià)層電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)電子，可把這個(gè)單電子當(dāng)作電子對(duì)看待。
(2)確定價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型
由于價(jià)層電子對(duì)之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠(yuǎn)離。價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)
型與價(jià)層電子對(duì)數(shù)目的關(guān)系：
價(jià)層電子對(duì)數(shù)目23456
價(jià)層電子對(duì)構(gòu)型直線形三角形四面體三角雙錐八面體
(3)分子空間構(gòu)型確定
根據(jù)分子中成鍵電子對(duì)數(shù)和孤對(duì)電子數(shù)，可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子幾何構(gòu)型。如p47表：
5.價(jià)電子對(duì)數(shù)計(jì)算方法
對(duì)于ABm型分子(A為中心原子，B為配位原子)，分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)可以通過(guò)下式確定：
n＝中心原子的價(jià)電子數(shù)＋每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)×m2
其中，中心原子的價(jià)電子數(shù)等于中心原子的最外層電子數(shù)，配位原子中鹵素原子、氫原子提供1個(gè)價(jià)電子，氧原子和硫原子按不提供價(jià)電子計(jì)算。先根據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)判斷分子的VSEPR
模型，再根據(jù)中心原子是否有孤對(duì)電子判斷分子的立體結(jié)構(gòu)模型。
三、雜化軌道理論的簡(jiǎn)述
1.雜化軌道理論認(rèn)為：在形成分子時(shí)，通常存在激發(fā)、雜化、軌道重疊等過(guò)程。但應(yīng)注意，原子軌道的雜化，只有在形成分子的過(guò)程中才會(huì)發(fā)生，而孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。同時(shí)只有能量相近的原子軌道(如2s,2p等)才能發(fā)生雜化，而1s軌道與2p軌道由于能量相差
較大，它是不能發(fā)生雜化的。
2.雜化軌道成鍵時(shí)，要滿足化學(xué)鍵間最小排斥原理，鍵與鍵間排斥力大小決定于鍵的方向，即決定于雜化軌道間的夾角。由于鍵角越大化學(xué)鍵之間的排斥力越小，對(duì)sp雜化來(lái)說(shuō)，當(dāng)鍵角為180°時(shí)，其排斥力最小，所以sp雜化軌道成鍵時(shí)分子呈直線形；對(duì)sp2雜化來(lái)說(shuō)，當(dāng)鍵角為120°時(shí)，其排斥力最小，所以sp2雜化軌道成鍵時(shí)，分子呈平面三角形。由于雜化軌道類型不同，雜化軌道夾角也不相同，其成鍵時(shí)鍵角也就不相同，故雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。
3.雜化軌道的數(shù)目與組成雜化軌道的各原子軌道的數(shù)目相等。
四、ABm型雜化類型的判斷
1.公式: 電子對(duì)數(shù)n＝12(中心原子的價(jià)電子數(shù)＋配位原子的成鍵電子數(shù)±電荷數(shù))
2.根據(jù)n值判斷雜化類型
一般有如下規(guī)律：
當(dāng)n＝2，sp雜化；n＝3，sp2雜化；n＝4， sp3雜化。
例如：SO2 n＝12(6＋0)＝3 sp2雜化 NO－3 n＝12(5＋1)＝3 sp2雜化
NH3 n＝12(5＋3)＝4 sp3雜化
注意 ①當(dāng)上述公式中電荷數(shù)為正值時(shí)取“－”，電荷數(shù)為負(fù)值時(shí)取“＋”。
②當(dāng)配位原子為氧原子或硫原子時(shí)，成鍵電子數(shù)為零。
五、配合物
1.配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，但形成配位鍵的共用電子是由一方提供而不是由雙方共同提供的。
2.過(guò)渡金屬原子或離子都有接受孤對(duì)電子的空軌道，對(duì)多種配體具有較強(qiáng)的結(jié)合力，因而過(guò)渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。
3.配合物的電離
配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，而內(nèi)界的配體離子和分子通常不能電離。
如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，有三分之一的氯不能電離。
【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】
1．用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)H2S和BF3的立體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是( )
A．直線形；三角錐形 B．V形；三角錐形
C．直線形；平面三角形 D．V形；平面三角形
2．下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是( )
A．CO2與SO2 B．CH4與NH3 C．BeCl2與BF3 D．C2H4與C2H2
3．A、B、C三種物質(zhì)均是中心原子配位數(shù)為6的不同配合物，它們的化學(xué)式都是CrCl3?6H2O，但結(jié)構(gòu)不同，顏色不同；A呈亮綠色；B呈暗綠色，當(dāng)B與硝酸銀溶液反應(yīng)時(shí)，能沉淀出1/3的氯元素，而C呈紫色。
(1)試寫(xiě)出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。
(2)B配合物配離子的空間形狀如何？畫(huà)出其兩種幾何異構(gòu)體的空間結(jié)構(gòu)。
4．(1)某�；瘜W(xué)課外活動(dòng)小組的同學(xué)對(duì)AB3型分子或離子的空間構(gòu)型提出了兩種看法，你認(rèn)為是哪兩種？若兩個(gè)A—B鍵均是極性鍵且極性相同，它們分子的極性是怎樣的？舉例說(shuō)明。
(2)參照上題，你認(rèn)為AB4型分子或離子的空間構(gòu)型有幾種？若每個(gè)A—B鍵都是極性鍵且極性相同。它們分子的極性是怎樣的？舉例說(shuō)明。
【學(xué)習(xí)效果自測(cè)】
1.在下列分子中，電子總數(shù)最少的是( )
A.H2S B．O2 C．CO D．NO
2.在以下的分子或離子中，空間結(jié)構(gòu)的幾何形狀不是三角錐形的是( )
A.NF3 B．CH－3 C．CO2 D．H3O＋
3.有關(guān)甲醛分子的說(shuō)法正確的是( )
A.C原子采用sp雜化 B.甲醛分子為三角錐形結(jié)構(gòu)
C.甲醛分子為平面三角形結(jié)構(gòu) D.在甲醛分子中沒(méi)有π鍵
4.[Cu(NH3)4]2＋配離子中，中心離子的配位數(shù)為( )
A.1 B．2 C．3 D．4
5.苯分子(C6H6)為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，下列有關(guān)苯分子的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.苯分子中的中心原子C的雜化方法為sp2 B.苯分子內(nèi)的共價(jià)鍵鍵角為120°
C.苯分子中的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)均相等 D.苯分子的化學(xué)鍵是單、雙鍵相交替的結(jié)構(gòu)
6.下列分子的中鍵角最大的是( )
A.CO2 B．NH3 C.H2O D．CH2＝CH2
7.對(duì)SO3的說(shuō)法正確的是( )
A.結(jié)構(gòu)與NH3相似 B．結(jié)構(gòu)與SO2相似 C.結(jié)構(gòu)與BF3相似 D．結(jié)構(gòu)與P4相似
8.在SO2分子中，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，S原子采用sp2雜化，那么SO2的鍵角( )
A.等于120° B．大于120° C.小于120° D．等于180°
9.三氯化氮(NCl3)是一種淡黃色的油狀液體，測(cè)得其分子具有三角錐形結(jié)構(gòu)。則下面對(duì)于NCl3
的描述不正確的是( )
A.它是一種極性分子 B.它的揮發(fā)性比PBr3要大
C.它還可以再以配位鍵與Cl－結(jié)合 D.已知NBr3對(duì)光敏感，所以NCl3對(duì)光也敏感
10.試用雜化軌道理論說(shuō)明下列分子或離子的立體構(gòu)型。
(1)SiF4(正四面體形)
(2)BCl3(平面三角形)
(3)NF3(三角錐形，鍵角為102°)
【課后作業(yè)】1．下列分子中，既沒(méi)有對(duì)稱軸，又沒(méi)有對(duì)稱面的是( )
A．CH4 B．H2O C．NH3 D．CHBrClF
2．下列推斷正確的是( )
A．BF3是三角錐形分子 B．NH＋4的電子式：[H??N,?H ??H]＋，離子呈平面形結(jié)構(gòu)
C．CH4分子中的4個(gè)C—H鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子的p軌道形成的sp σ鍵
D．CH4分子中的碳原子以4個(gè)四面體形軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)C—H σ鍵
3．下列分子中，鍵角最大的是( )
A．H2S B．H2O C．CCl4 D．NH3
4．中心原子采取平面三角形的是( )
A．NH3 B．BCl3 C．PCl3 D．H2O
5．下列各組離子中因有配合離子生成而不能大量共存的是( )
A．K＋、Na＋、Cl－、NO－3 B．Mg2＋、Ca2＋、SO2－4、OH－
C．Fe2＋、Fe3＋、H＋、NO－3 D．Ba2＋、Fe3＋、Cl－、SCN－
6．下列離子中的中心原子采取不等性雜化的是( )
A．H3O＋ B．NH＋4 C．PCl－6 D．BI－4
7．下列各種說(shuō)法中正確的是( )
A．極性鍵只能形成極性分子 B．CO2中碳原子是sp2雜化
C．形成配位鍵的條件是一方有空軌道，另一方有孤對(duì)電子
D．共價(jià)鍵形成的條件是成鍵原子必須有未成對(duì)電子
8．下列關(guān)于原子軌道的說(shuō)法正確的是( )
A．凡中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體
B．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來(lái)而形成的
C．sp3雜化軌道是由同一原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來(lái)形成的一組能量相等的新軌道
D．凡AB3型的共價(jià)化合物，其中心原子A均采取sp3雜化軌道成鍵
9．乙炔分子中的碳原子采取的雜化軌道是( )
A．sp雜化 B．sp2雜化 C.sp3雜化 D．無(wú)法確定
10．H2S分子中共價(jià)鍵鍵角接近90°，說(shuō)明分子的空間立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______；CO2分子中的共價(jià)鍵鍵角為180°，說(shuō)明分子的空間立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______；NH3分子中共價(jià)鍵鍵角為107°，說(shuō)明分子的空間立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______。
11．在形成氨氣分子時(shí)，氮原子中的原子軌道發(fā)生sp3雜化生成4個(gè)______，生成的4個(gè)雜化軌道中，只有________個(gè)含有未成對(duì)電子，所以只能與________個(gè)氫原子形成共價(jià)鍵，又因?yàn)?個(gè)sp3雜化軌道有一個(gè)有______，所以氨氣分子中的鍵角與甲烷不同。
疑點(diǎn)反饋：（通過(guò)本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒(méi)有搞懂的知識(shí)，請(qǐng)記錄下來(lái)）
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《選修三第二章第二節(jié) 分子的立體構(gòu)型》導(dǎo)學(xué)案（第4課時(shí)）
【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】
1．答案 D 2． 答案 B 3． 答案 (1)[Cr(H2O)4Cl2]Cl?2H2O
(2)八面體，B的配離子[Cr(H2O)4Cl2]＋的幾何異構(gòu)體：
4．答案 (1)①平面正三角形，如BF3、SO3、NO－3、CO2－3等，這類分子或離子是非極性的。
②三角錐形，如NH3、NCl3、PCl3、PH3、SO2－3、ClO－3等，這類分子或離子是極性的。
(2)①正四面體構(gòu)型，如CCl4、CH4、SiH4、SiF4、SiCl4、NH＋4、SO2－4、ClO－4等，這類分子或離子是非極性的。
②平面四邊形構(gòu)型，如PtCl4，也是非極性的。
【學(xué)習(xí)效果自測(cè)】
1.答案 C 2.答案 C 3.答案 C 4.答案 D 5.答案 D 6.答案 A 7.答案 C
8.答案 C 9.答案 C
【課后作業(yè)】
1．答案 D 2．答案 D 3．答案：C 4．答案 B 5．答案 D 6．答案 A 7．答案 C
8．答案 C 9．答案 A 10．答案 V形 直線形 三角錐形 11．答案 sp3雜化軌道 3 3 孤對(duì)電子
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