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分子的空间结构. 1 .杂化轨道理论简介、分子空间构型 拓展视野:价层电子对互斥理论;等电子原理 2 .分子空间构型与分子的极性 3 .手性碳原子与 手性分子(对映异构). 中心内容:分子结构怎样影响物质性质的关系. 通过具体实例了解 分子的空间构型的含义 、 能运用原子轨道、杂化轨道理论 说明简单分子的空间构型; 了解如何运用结构原理分析、 判断分子的空间构型 ( 运用 价电子对互斥理论 确定分子的空间构型,运用 等电子原理 判断简单分子或离子的空间构型); 认识分子的极性并能简单说明 分子极性的缘由、 对物质某些物理性质的影响; - PowerPoint PPT Presentation
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1 .杂化轨道理论简介、分子空间构型
拓展视野:价层电子对互斥理论;等电子原理
2 .分子空间构型与分子的极性
3 .手性碳原子与手性分子(对映异构)
分子的空间结构
通过具体实例了解分子的空间构型的含义、 能运用原子轨道、杂化轨道理论说明简单分子的空间构型; 了解如何运用结构原理分析、判断分子的空间构型(运用价电子对互斥理论确定分子的空间构型,运用等电子原理判断简单分子或离子的空间构型); 认识分子的极性并能简单说明分子极性的缘由、对物质某些物理性质的影响; 认识手性分子的特点; 能通过实例说明分子立体结构对物质性质(极性、稳定性、手性、物理性质的相似性等)的影响; 能运用分子结构的原理说明生产生活中的一些相关问题。
中心内容:分子结构怎样影响物质性质的关系
编写思路
结构模拟
理解分子构型
认识杂化轨道
说明物质性质 极性、旋光性、溶解性
揭示分子构型与物质性质的关系
图 4-8 NH3、 H2O分子结构示意图
杂化轨道在成键时,能量相近的原子轨道形成杂化轨道。
NH4+
有机分子 CH4 CH2=CH2 CH≡CH C6H6
碳原子轨道
杂化方式sp3 sp2 sp sp2
分子形状特点 正四面体 平面结构 直线型 平面结构
分子空间构型的教学
从化学 2 已学实例出发 : HCl 、 H2S 、 CH4 , 讨论 :
1. 分子的组成决定与什么?成键原子的化合价、形成共用电子对的数目。
2. 分子的空间结构决定于什么? ---杂化轨道理论
3. 分子空间结构的预测、解释与判断的一些理论 ----价电子对互斥理论、等电子原理。
4. 为什么有对映异构?手性碳原子的存在形成具有对映异构体的手性分子。
关于分子空间结构的推测
1 。运用杂化轨道概念 --- 如甲烷、乙烯、二氧化碳分子的空间构型 CO2 C原子以 SP杂化轨道与两个 O原子的一个 P电子形成 σ键, C原子的两个 P电子分别和两个 O原子的另一个 P电子和孤对电子形成两个三电子键。 2 。价层电子子对互斥理论( VSEPR ) --- 分子中的价电子对(成键电子对和孤对电子)由于相互排斥,尽可能趋于彼此远离,形成单键的价电子对,在空间尽可能取对称结构,使电子对斥力最小。 价电子对数目 n=2 、 3、 4,电子对几何分布呈直线、三角形、正四面体。以此,可以确定分子构型。
分子中价电子对数目 n=(中心原子价电子数 +所有配位原子提供的价电子数) /2
如, CO2 n= ( 4 + 0 ) /2=2 价电子对按直线分布,两 C=O 键夹角为 1800;
H2O n= ( 6 + 2 ) /2=4 价电子对按四面体分布,两对孤对电子的斥力使两 O-H 键夹角变为 104.50; NH3 n= ( 5 + 3 ) /2=4 价电子对按四面体分布,一对孤对电子的斥力使三个 N-H 键夹角变为 106.45/ 。
价电子对数目 n从左至右依次为 2、 3、 4、 5, 6,分子构型为直线形、三角形、正四面体、三角双锥、正八面体。如 HgCl2、BF3、 CCl4、 PCl5、 SF6 。
3 。用等电子原理判断:具有相同原子数(或重原子数)的分子或离子,如果有相同的电子数(或价电子数),则具有相同的结构特点。 如 CO、 N2、 C2
2-、 C2H2 ( 10 个价电子、 2个原子),直线型; CO2、 N2O、 C3H4 ( 16 个价电子、 3 个原子),直线型; O3、 SO2、 NO2
- ( 18 个价电子、 3个原子),角形; NO3
-、 CO32-、 BO3
3-、 SO3( 24个价电子、 4个原子)三角形
固体等电子体:金刚石、 AlP 、 Si 、 AgI ( 8个价电子、2个原子) 4 。从分子的偶极矩判断—
5 。从是否形成离域键π或多中心键判断
备课参考
初浅了解等电子原理:可用于推测分子、离子的空间结构
1919 年 Langmuir提出等电子原理: 原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 理论发展:具有相同价电子数和相同原子数( H除外)的分子或离子可能具有相似的结构特征。
具有相同价电子数(或电子数)和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征 ,它们的某些物理性质也很相似。这些物质互称为等电子体。
如, CO与 N2(2 原子 10 电子 ,键型物性相似 ),
Si 与 Ge、 AlP 、 GaAs(2 原子 8电子 ,半导体 ),
SiCl4与 SiO44-、 SO42- (5 原子 32 电子 ,正四面体构型 )。
NH4+与 CH4 、 BH4- ( 5原子 8电子 ,正四面体构型 )。 备课参考
孤对电子、重键电子对斥力较大,会影响分子几何构型。 如 NH3 4 原子成三角锥形键角 107.3; H2O 3 原子成三角形键角 104.5; O=CCl2 4 原子成三角形 ,键角 124.3 、 111.4 。
ABm型分子价电子对数 n的计算: (O 与 S配位原子以不提供计价电子计 )
n= (中心原子的价电子数 +各个配位原子提供的价电子数) /2
HgCl2
(2+2)/2=2BF3
(3+3)/2=3
O=CCl2
(4+2)/2=3
NH3
(5+3)/2=4
H2O (6+2)/2=4
CCl4
(4+4)/2=4; PCl5、 (5+5)/2=5
SF6
(6+6)/2=6
备课参考
手性分子和手性碳原子
分子的极性
了解极性有无的含义与判断方法、对物质性质的影响
极性有无决定于 :正负电荷中心是否重合(电偶极矩为 0)
正负电荷中心是否重合决定于:键的极性与分子构型
分子构型主要考察:配位原子是否对称分布(怎么理解对称?)在中心原子周围使键的极性抵消。 (为什么 NH3、 H2O中 H原子不认为是对称分布在中心原子周围?)
初步了解对映异够构体及其形成原因与学习的意义
从物体与镜像、海螺壳旋向、攀缘缠绕植物的茎蔓旋向引入手性,认识手性现象的普遍性;
理解镜像、叠合与重合的含义。
理解认识对映异构体性质差异的重要性。
1 .人类对配合物结构的认识(配合物的成键情况)
问题解决:通过实例讨论配合物的形成条件、成键情况
2 .配合物的结构与性质
交流讨论:配合物的顺反异构
3 .配合物的应用
活动与探究—拓展视野:通过实验与资料阅读,了解配合物的的应用
认识配合物 学习目标:能说明简单配合物的成键情况。
实验
了解结构与性质的关系
认识配合物结构
配合物的应用
编写思路
观察铜氨离子的形成
碳铂的结构模型
叶绿素结构示意图
顺反异构
Cu(NH3)42+ Zn(NH3)4
2+几种配合物的空间构型
配合物的形成与结构
1 。通过实验分析认识配合物的形成与应用— CuSO4与过量氨水作用不生成沉淀,难检验出 NH3与 Cu2+,可检验出 SO42- ,用硝酸溶解后,恢复蓝色,可用碱检验出NH3,说明 NH3与 Cu2+的结合。
2。通过 NH3形成 NH4+的分析,认识配为位键的形成,应用于分析 NH3与 Cu2+结的结合,认识 Cu(NH3)42+的结构,配位键形成的条件。
配合物的结构
Zn(NH3)42
+
Ag(NH3)2+
CuCu
NHNH33
NHNH33HH33NN
HH33NN
HH22OO
HH22OO