发布时间 : 星期日 文章2017 - 2018学年高中化学第2章化学键与分子间作用力第2节共价键与分子的空间构型第1课时一些典型分子的空间构更新完毕开始阅读f3e2416b9f3143323968011ca300a6c30d22f161
苏子愀然，正襟危坐，而问客曰：“何为其然也？”客曰：“‘月明星稀，乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎？西望夏口，东望武昌，山川相缪，郁乎苍苍，此非孟德之困于周郎者乎？方其破荆州，下江陵，顺流而东也，舳舻千里，旌旗蔽空，酾酒临江，横槊赋诗，固一世之雄也，而今安在哉？第2节 共价键与分子的空间构型 第1课时 一些典型分子的空间构型
【学习目标】
1. 理解杂化轨道理论的主要内容，掌握三种主要的杂化轨道类型； 2. 学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型 【学习过程】
一、一些典型分子的立体构型 1. 杂化轨道理论
(1) 理论的提出：甲烷的分子模型表明甲烷分子的空间构型 ，分子中的C—H键 ，键角是 。这说明：碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。而碳原子的价电子构型是 ，包含一个 轨道和三个 轨道，为了解释甲烷分子中碳原子有这四个相同的轨道，Pauling提出了 理论。
(2) 杂化的概念：在形成 分子的过程中，中心原子的若干 相近的原子轨道重新组合，形成一组新的、 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。
2. 形成甲烷分子时，中心原子的 和 ， ， 等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条 杂化轨道，这些 杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。成键时，这四个完全相同的 轨道分别与四个氢原子的电子云重叠成 共价键。 3. 乙烯分子中碳原子用一个 轨道和两个 轨道进行sp杂化，得到三个完全相同的杂化轨道。形成乙烯分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与两个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。
2苏子愀然，正襟危坐，而问客曰：“何为其然也？”客曰：“‘月明星稀，乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎？西望夏口，东望武昌，山川相缪，郁乎苍苍，此非孟德之困于周郎者乎？方其破荆州，下江陵，顺流而东也，舳舻千里，旌旗蔽空，酾酒临江，横槊赋诗，固一世之雄也，而今安在哉？4. 乙炔分子中碳原子用一个 轨道和一个 轨道进行sp杂化，得到两个完全相同的杂化轨道。形成乙炔分子时，两个碳原子各用 的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与一个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的两个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。 二、轨道杂化简单规律 ：
1. 通常中心原子有几个轨道参与了杂化是由与中心原子成键的 决定的，有几个原子轨道参与杂化，杂化后就生成几个杂化轨道，就能与几个其它原子成键。
2. 三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为 的 型杂化轨道，SP 杂化轨道为 的 ，SP杂化轨道为 的 构型。如：HCN中C原子以 杂化，CH2O中C原子以 杂化；HCN中含有 个σ键和 个π键；CH2O中含有 个σ键和 个π键
3. 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
化学式 CH4 C2H4 BF3 CH2O C2H2
【典题解悟】
例1.有关甲醛分子的说法正确的是( )
A. C原子采取sp杂化 B. 甲醛分子为三角锥形结构 C. C原子采取sp杂化 D. 甲醛分子为平面三角形结构
例2. 在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形的是（ ）
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杂化轨道数 杂化轨道类型 苏子愀然，正襟危坐，而问客曰：“何为其然也？”客曰：“‘月明星稀，乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎？西望夏口，东望武昌，山川相缪，郁乎苍苍，此非孟德之困于周郎者乎？方其破荆州，下江陵，顺流而东也，舳舻千里，旌旗蔽空，酾酒临江，横槊赋诗，固一世之雄也，而今安在哉？A、NF3 B、CH3 C、BF3 D、H3O【当堂检测】
1. PCl3的分子结构是（ ）
-+
A. 平面三角形，键角小于120° B. 平面三角形，键角120° C. 三角锥形，键角小于109°28′ D. 三角锥形，键角109°28′ 2. 下列分子的空间构型是正四面体形的是（ ） 1CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2 ○
A. ①②③ B. ①③④ C. ②④⑤ D. ①③⑤ 3. 在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是 （ ） A．sp杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C-H之间是sp形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C-C之间是sp形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 4. 下列分子的立体构型，可以用sp杂化方式解释的是（ ） A． HCl B． BeCl2 C． PCl3 D． CCl4
5. 在BrCH＝CHBr分子中，C-Br键采用的成键轨道是（ ） A. sp-p B. sp-s C. sp-p D. spp 6. 试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型。
（1）CO2（直线形） （2）SiF4（正四面体）（3）BCl3（平面三角形） （4）NF3（三角锥形） （5）NO2（V形）（6）N2H4（N-N单键，非平面形）
7. 试用杂化轨道理论分析为什么BF3的空间构型是平面三角形，而NF3是三角锥形的？
参考答案
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2222苏子愀然，正襟危坐，而问客曰：“何为其然也？”客曰：“‘月明星稀，乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎？西望夏口，东望武昌，山川相缪，郁乎苍苍，此非孟德之困于周郎者乎？方其破荆州，下江陵，顺流而东也，舳舻千里，旌旗蔽空，酾酒临江，横槊赋诗，固一世之雄也，而今安在哉？一、1.(1)正四面体 完全相同 109.5° 正四面体型 s p 杂化轨道理论 (2)共价 能量 能量相同
2. 2s 2px 2py 2pz sp
3
sp
3
sp
3
σ
3. s p p轨道 s轨道 p轨道 л
二、1.轨道数目 180° 直线 120° 平面三角形 107.5° 四面体型 3.4 sp
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3sp
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3sp
2
3sp
2
2sp
【典题解悟】
例1.解析：甲醛分子分子(CH2O)中心C原子采用的是sp杂化，三个杂化轨道呈平面三角形，2个sp杂化轨道分别与一个H原子形成一个C—
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键，另一个sp杂化轨道与O原子形成一
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个键，C原子中未用于杂化的个p轨道与O原子的p轨道形成一个键。 答案：CD
例2.解析：其中NF3、CH3和 H3O的中心原子N、C、O均为sp杂化，但是只形成3个化学键，有1个杂化轨道被孤对电子占据，又由于价层电子对相互排斥，所以为三角锥形；只有BF3中的B以sp杂化，形成平面正三角型分子。所以选C。 答案：C 【当堂检测】
1.C 2. B 3.C 4.B 5.C
6.答案：（1）CO2：C以两个sp杂化轨道分别与两个O形成σ键。C上另两个未杂化的P轨道分别与两个O上的P轨道形成π键，分子构型为直线形。
（2）SiF4：Si以四个SP杂化轨道分别与四个F形成σ键，分子构型为正四面体形。 （3）BCl3：B采取SP杂化，三个SP杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，分子构型为平面三角形。
（4）NF3：N采取SP杂化，其中一个轨道上有一对电子，不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个F形成σ键，由于一对电子的存在，三个F不可能平均瓜分N周围的空间，而是被孤对电子排斥到一侧，形成三角锥形结构。
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苏子愀然，正襟危坐，而问客曰：“何为其然也？”客曰：“‘月明星稀，乌鹊南飞。’此非曹孟德之诗乎？西望夏口，东望武昌，山川相缪，郁乎苍苍，此非孟德之困于周郎者乎？方其破荆州，下江陵，顺流而东也，舳舻千里，旌旗蔽空，酾酒临江，横槊赋诗，固一世之雄也，而今安在哉？（5）NO2：N采取SP杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成σ键，另一个有一对孤对电子，未杂化的P轨道与两个O上的另一个P轨道形成π3键，形成V形分子结构。
（6）N2H4：N采取SP杂化，四个杂化轨道中的三个分别与一个N和两个H形成三个σ键，每个N上还有一对孤对电子，故不可能为平面结构。
7. 答案：BF3中B的价电子结构为2s2p，形成分子时，进行sp杂化，三个sp杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形；NF3中的N价电子结构为2s2p，形成分子时，进行sp不等性杂化，其中一个sp杂化轨道为孤对电子占有，另三个电子分别与F成键，故分子结构为三角锥型。
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