高中化学 2.2.1共价键与分子的空间构型学案 鲁教版选修2

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1、第二章化学键与分子间的作用力第二节共价键与分子的空间构型第一课时【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是，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

2、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sp2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

3、化的的未成对电子相互配对形成一个键。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，SP2杂化轨道为的，SP3杂化

4、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。化学式杂化轨道数杂化轨道类型CH4C2H4BF3CH2OC2H2【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sp2杂化D.甲醛分子为平面三角形结构解析：甲醛分子分子(CH2O)中心C原子采用的是sp2杂化，三个杂化轨道呈平面三角形，2个sp2杂化轨道分别与一个H原子形成一个C—Hs键，另一个sp2杂化轨道与O原子形

5、成一个s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p键。答案：CD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（）A、NF3B、CH3-C、BF3D、H3O+解析：其中NF3、CH3-和H3O+的中心原子N、C、O均为sp3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sp2杂化，形成平面正三角型分子。所以选C。答案：C【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

6、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（）①CH4②NH3③CF4④SiH4⑤C2H4⑥CO2A.①②③　　B.①③④　　C.②④⑤　　D.①③⑤3.在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（）A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2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sp2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sp2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

7、式解释的是（）A．HClB．BeCl2C．PCl3D．CCl45.在BrCH＝CHBr分子中，C-Br键采用的成键轨道是（）A.sp-pB.sp2-sC.sp2-pD.sp3-p6.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？8.ClO-，ClO2-，ClO3-，ClO4-中，Cl都是按以sp3杂化

8、轨道与O成键，则ClO-是型，ClO2-是型，ClO3-是型，ClO4-是型离子构型。参考答案1.C2.B3.C4.B5.C6.解析：（1）CO2：C以两个sp杂化轨道分别与两个O形成σ键。C