《分子结构与性质》.doc

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1、第 一讲 分子的立体结构 1学习目标：1认识共价分子的多样性和复杂性；初步认识价层电子对互斥模型；2. 能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；培养严谨认真的科学态度和空间想象能力。 学习重点: 分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构学习难点: 利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构 知识牵引：1、下列关于共价键的叙述正确的是（ ） A分子中含有共价键，则至少含有一个键 B含有键的化合物与只含键的化合物的 化学性质不同 C键具有方向性和饱和性，键没有方向性和饱和性 DH2O中，既有“sp 键”，又有“pp 键”学习过程： 一、形形色色的分子分子式立体结构原子数目键角

2、电子式分子式立体结构原子数目键角电子式H2OC2H2CO2C2H4NH3环己烷C6H12BF3P4CH2OSF6CH4B12【阅读】 选修3 P37科学视野分子的立体结构的测定: 红外线光谱【问题发现】同为三原子分子的CO2和H2O，四原子分子的NH3和CH2O，它们的立体结构却不同，为什么？【探究与讨论】1、写出H、C、N、O等原子的电子式：原子HCNO电子式可形成共用电子对数写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式和结构式；CO2H2ONH3CH2OCH4电子式结构式中心原子有无孤对电子空间结构二、价层电子对互斥模型（VSEPR）1、价层电子对互斥模型：由于中心原子的孤对电子占

3、有一定的空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。【例1】下列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是 （ ）A、CCl4 B、BeCl2 C、CH4 D、PCl32、价层电子对互斥模型与分子的立体结构中心原子上的价电子都用于形成共价键，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测ABn立体结构范例n=2n=3n=4n=5n=6中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排 如H2O和NH3中心原子上分别有 、 对孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈 型，NH3分子呈 型。【例2】用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正

4、确的是（ ） A、SO2 为直线形 B、NH4+为正四面体形 C、HCN为平面三角形 D、BF3 为三角锥形【例3】化学式中心原子中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型化学式中心原子中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2SCS2NH2-NH4+NF3BeCl2CHCl3SO2CCl4H3O+【例4】用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。 SCl2 SO32- SF6 Cl2O 【练习】课时训练34页第 一讲 分子的立体结构班级 姓名 学号 下列分子或离子中，含有孤对电子的是 （ ） AH2O BCH4 CSiH4 DNH4+膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是

5、一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是（ ） APH3分子中有未成键的孤对电子 BPH3是一种强氧化剂 CPH3分子含有极性键 DPH3分子的PH键是非极性键 下列分子结构中，原子构成平面三角形的是（ ） ACO2 BNH3 CSO3 DSF6与NH4互为等电子体的分子是（ ） AH3O BOH CNH3DCH4 既有离子键又有共价键的化合物（ ） ANH4NO3 BNaCl CH2SO4 DH2O若ABn的中心原子上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价电子对互斥理论，判断下列说法正确的是 （ ） A若n=2，则分子的立体

6、结构为V形 B若n=3，则分子的立体结构为三角锥形 C若n=4，则分子的立体结构为正四面体形 D以上说法都不正确下列哪种物质本身所具有的能量最低（ ） AHI BHBr CHCl DHF下列分子中，各原子均处于同一平面上的是（ ） ANH3 BCCl4 CH2O DCH2O下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（ ） ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl4下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（ ） AH2O BCO2 CC2H2 DP4下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是（ ） ACO2 BPCl3 CCCl4 DNO2CrOOOOCrOOOOCrOOO

7、OCrOOOO铬元素最高正价为+6，由此可推断CrO5的结构是（ ） A B C D多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的一组是（ ） ANO2-和NH2- BH3O+和ClO3- CNO3-和CO32- DPO43-和SO42-用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是（ ） ASO2为直线形 BNH4+为正四面体形 CHCN为平面三角形 DBF3为三角锥形对SO2与CO2说法正确的是（ ） A都是直线形结构 B中心原子价电子数相等 CS原子和C原子上都没有孤对电子 DSO2为V形结构， CO2为直线形结构下

8、列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是（ ） AXeO4 BBeCl2 CNH4+ DPCl3白磷（P4）分子呈正四面体形结构，四个磷原子位于正四面体的四个顶点。六氧化四磷的分子结构中只含有单键，而且每一个原子的最外层都满足8电子结构，可以将其看作是在白磷分子中P P键之间各插入一个氧原子后形成的。则六氧化四磷的分子中含有的共价键数目为（ ） A6 B12 C18 D24为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型 价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是 ；另一类是 。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原

9、子是 ，NF3的中心原子是 ；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是 。写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式，并指出它们分子中的键角分别是多少？（1） 直线形 （2） 平面三角形 （3） 三角锥形 （4） 正四面体 二氯化二硫（S2Cl2）是一种琥珀色的液体，是合成硫化染料的重要原料。(1) 二氯化二硫的电子式为 ，结构式为 。(2) 二氯化二硫分子内的化学键为 （填“极性键”或者“非极性键”）(3) 二氯化二硫分子中硫元素的化合价为 。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），不黑点代表未用于形成

10、共价键的最外层电子，短线代表价键。(1) 根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式：A：_ B：_ C：_ D：_(2) 与A互为等电子体的分子的化学式 ，与D互为等电子体的化学式 。（1）下列气态分子BCl3、CCl4、H2O和BeCl2中，其键角由大到小的顺序为。（2）硫化氢（H2S）分子中，两个HS键的夹角接近90，说明H2S分子的空间构型为_；二氧化碳（CO2）分子中，两个CO键的夹角是180，说明CO2分子的空间构型为_；甲烷（CH4）分子中，两个相邻CH键的夹角是10928，说明CH4分子的空间构型为 。（3）由于氨水和次氯酸盐溶液在弱碱性介质中反应可生成氯胺H2NCl，分子结构

11、类似于NH3，H2NCl分子的空间构型为 ，电子式为 。第 一讲 分子的立体结构 2学习目标：1、认识杂化轨道理论的要点，进一步了解有机化合物中碳的成键特征2、能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型3、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行学习，进一步培养分析、归纳、综合的能力和空间想象能力。 学习重点: 杂化轨道理论的要点学习难点: 分子的立体结构，杂化轨道理论 知识牵引：1、基态C原子的电子排布式是 ，最外层有 个未成键电子，只能形成 个共价键？2、甲烷的分子模型表明是空间正四面体，分子中的4个CH键是等同的，键角是10928。说明什么？学习过程：三、杂化轨道理论1、杂化的概念：在

12、形成多原子分子的过程中，中心原子的若干 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。2、杂化轨道类型与空间构型甲烷、水、氨等分子中的sp3杂化轨道形成甲烷分子时，中心碳原子的 轨道和3个 轨道发生杂化，形成 个相同的轨道，即四条 和 都相同的 杂化轨道，这些杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道，它们之间的夹角为 。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子就以这4个 杂化轨道分别与4个氢原子的 轨道重叠，形成4个键长和键角都相等的C H 键，因此呈 的分子构型。H2O和NH3的VSEPR模型跟CH4一样都是 ，中心原子都采取 杂化，但H2O分子中的氧原子的SP

13、3杂化轨道有 个是由孤对电子占据，因而H2O分子呈 的分子构型；同样NH3分子中的氮原子的SP3杂化轨道有 个是由孤对电子占据故NH3分子呈 的分子构型。sp2杂化轨道BF3分子形成：中心硼原子的 轨道和 个 轨道发生杂化，形成 个相同的轨道，它们之间的夹角为 。当硼原子跟3个氟原子结合时，硼原子就以这 个 杂化轨道分别与3个氟原子的 轨道重叠，形成3个键长和键角都相等的B F 键，因此呈 的分子构型。HCHO、CH2=CH2、SO2分子形成时都采取 杂化，都呈 的分子构型。sp杂化轨道:由1个 轨道和1个 轨道混杂成 个相同的轨道，它们之间的夹角为 呈 形，如 、 、 。3、杂化轨道的特点原

14、子内部只有能量 的原子轨道才能杂化。 杂化后原子轨道的总数 。杂化轨道只用于形成 键和容纳 电子。未参与杂化的P轨道可用于形成 键。杂化轨道成键时，要满足化学键间 原理。键与键间的排斥力大小决定键的方向，即决定于杂化轨道间的夹角。键角越大化学键之间的排斥能越小，如SP杂化键角为 度时排斥能最小，所以SP杂化轨道成键时分子呈 型；对SP2杂化来说，当键角为 时，排斥能最小，所以SP2杂化轨道成键时分子呈 型3、杂化轨道数的计算杂化轨道数=中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数【例题】结合上述信息完成下表代表物中心原子杂化轨道类型分子 结构代表物中心原子杂化轨道类型分子 结构孤对电子对数结合的

15、原子数杂化 轨道数孤对电子对数结合的原子数杂化 轨道数CO2H2OCH2ONH4CH4H3OHCNCH2=CH2BF3CH CHNH3CCl4SO2BeCl24、分子的路易斯结构式分子中除了用于形成共价键的键合电子(成键电子)外，还经常存在未用于形成共价键的非键合电子，又称孤对电子，在写结构式时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。如右：【练习】写出下列分子的路易斯结构式并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCl3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) Cl2 O(5)HCN (6)CH2O【小结】杂化方式SPSP2SP3等性杂化SP3不等性杂化

16、轨道夹角180120109o28中心原子孤对电子数00012分子几何构型实例【练习】1有关乙炔(CH CH)分子中的化学键描述不正确的是（ ）A两个碳原子采用sp杂化方式 B两个碳原子采用sp2杂化方式C每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成键 D两个碳原子形成两个键2在乙烯（CH2=CH2）分子中有5个键、一个键，它们分别是 （ ）Asp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键、未杂化的2p轨道形成键CC-H之间是sp2形成的键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的键DC-C之间是sp2形成的键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的键【练习】课时训练78页化学课时训

17、练第 一讲 分子的立体结构2班级 姓名 学号 1下列结构式错误的是 （ ）NHHHOOCANH3 ： BCO2 ： CN2 ：N N DHCN： HC N2下列物质的路易斯结构式中错误的是（ ）PHHHClHOHHF FFBA B C D1s2s2p1s1s1s2s2s2pSp32p3能正确表示CH4分子中碳原子成键方式的示意图的是（ ） A B C D4分子构型中可能是中心原子采用是sp杂化成键的是（ ） A直线形 B平面三角形 C三角锥形 D四面体形5下列分子中心原子是sp2杂化的是 （ ） APBr3 B CH4 CBF3 DH2O6关于原子轨道的说法正确的是（ ） A凡是中心原子采取s

18、p3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体 BCH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道 D凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 7用Pauling的杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法不正确的是（ ） AC原子的四个杂化轨道的能量一样 BC原子的sp3杂化轨道之间夹角一样 CC原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道 DC原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据8下列对sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结

19、论正确的是（ ） Asp杂化轨道的夹角最大 Bsp2杂化轨道的夹角最大 C sp3杂化轨道的夹角最大 Dsp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角相等9乙烯分子中含有4个CH和1个C=C双键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是（ ） A每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道B每个C原子的1个2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道C每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道D每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道10以下分子或离子结构为正四面体的是 CH4 NH4 NH3 SO42（ ） A B

20、C D 11下列分子或离子中，中心原子价电子对几何构型为正四面体形而且分子或离子空间构型为V形的是 （ ） ANH4 BPH3 CH3O DOF212s轨道和p轨道杂化的类型不可能有 （ ） Asp Bsp2 Csp3 Dsp413下列关于CO2和SO2的说法正确的是（ ） A都是AB2型，所以都是直线形 BC原子和S原子上都没有孤对电子 CCO2是直线形结构，SO2是V形结构 D都含有极性键，中心原子都是sp3杂化14ClO、ClO2、ClO、ClO 4中Cl都是以sp3杂化轨道与O原子成键的，试推测下列微粒的立体结构微粒ClOClO2ClO3ClO4立体结构15指出下列分子或离子的中心原子

21、可能采取的杂化类型并预测下列其立体结构：CO2 杂化、 ， CO32- 杂化、 ， H2S 杂化、 ， PH3 杂化、 ， 161994年10月，瑞典皇家科学院宣布授予美国南加利福尼亚大学有机化学家乔治安德鲁欧拉教授该年度奈保尔化学奖，以表彰他在碳正离子研究方面的贡献。碳正离子如CH3、CH5、（CH3）C等是有机反应中重要的中间体，碳正离子CH5 可以通过CH4在超强酸中再获得一个H而得到，而CH5失去H2可得到CH3。CH3是反应性很强的正离子，是缺电子的，其电子式为 。CH3的中心原子采取 杂化方式，任意两个CH键之间的夹角都为 。CH3的立体结构为 。第 一讲 分子的立体结构 3学习目

22、标：1进一步认识配位键，知道简单配合物的基本组成和形成条件。2. 理解配合物的结构与性质之间的关系，认识配合物在生产生活和科学研究方面的重要应用。 学习重点: 配位键、配位化合物的概念学习难点: 配位键、配位化合物的概念 知识牵引：1、孤电子对：分子或离子中, 是孤电子对。2、配位键：在共价键中,若电子对是由 而跟另一个原子共用，这样的共价键叫做配位键，具有方向性和饱和性。成键条件：一方有 另一方有 。3、写出NH4+的形成过程：学习过程： 【实验探究1】将下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格。固体CuSO4CuCl22H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色

23、白色白色哪些溶液呈天蓝色实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色CuH2O2H2OH2OOH2【思考】为什么溶液中呈天蓝色的离子与固体物质中的离子颜色不同？大概与什么物质有关？依据是什么？一、配位化合物（称配合物）1、定义：由 离子（或原子） 与配位体以 键的形式结合而成的化合物。如上述水溶液中呈天蓝色的水合铜离子（如右），由 提供孤对电子对给予 ， 接受孤对电子通过形成配位键形成的配合物。常见配体配位原子阴离子XXOHOCNCSCNS中性分子H2OONH3NCOC 2、配合物的的组成外界Zn(NH3)4SO4内界中心原子配体配位数 （1）中心原子：通常是金属元素（离子和原子），少数是非金属

24、元素，例如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni，（2）配体：（a）含孤电子对的分子和离子。如： F，Cl，Br，I，OH， CN，H2O，NH3， CO (b)配位原子：配体中具有孤电子对的原子。如：C、N、O、F、Cl、S等。（3）配位数：直接同中心原子或离子的配位体的总数，一般为2、4、6、8，最常见的为4或6。3、常见的配合物 【实验探究2】向盛有硫酸铜水溶液的试管中逐滴滴入氨水，现象为 ，离子方程式为 ，继续添加氨水振荡，现象为 ，离子方程式为 ；若向试管中加入极性较小的溶剂乙醇，现象为 。深蓝色是由于 的存在。中心离子为 ，配体是 ，配位数为 。试在右边的方框中写出该配合离子的结

25、构式。 向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴KSCN溶液，现象为 ，如果形成的配合离子的配位数为6，离子方程式为 ，用途： ； 。【例题】向盛有硝酸银溶液的试管中逐滴滴入氨水，现象为 ，离子方程式为 ，继续添加氨水振荡，现象为 ，离子方程式为 ；如果形成的配合离子为 ，中心离子为 ，配体是 ，配位数为 。3、配合物的性质配合物中配位键的强度有大有小，配位键越强，形成的配合物越 。许多 金属离子对多种配体具有很强的 ，因而 金属配合物远比主族金属配合物多。有的配合物没有外界如Co(NH3)3Cl3中Co3是中心离子，NH3和Cl都是配体，该物质是难电离物质。 4、简单配合物的命名Co(NH3)6Br

26、3 三溴化六氨钴 Cu(NH3)4SO4 硫酸四氨合铜 K2SiF6 六氟合硅()酸钾 KPtCl5(NH3) 五氯一氨合铂()酸钾PtCl2(NH3)2 二氯二氨合铂()5、生物界中配合物：叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物，中心离子分别是 、 、 。【例1】填写下表配离子Cu(NH3)42+Zn(CN)42-AlF63-BeF42-Fe(CN)64-中心原子符号中心离子电荷数配位体配位数【例2】能电离出两种或两种以上阳离子的盐叫复盐如明矾 KAl(SO4)212H2O、光卤石 KClMgCl26H2O等，仅在固态时稳定存在，一旦溶于水，几乎全部解离成各组分离子；是在配合物的溶液或晶体中

27、，十分明确地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子。写出KAl(SO4)212H2O以及Cu(NH3)4SO4H2O 溶于水的电离方程式：KAl(SO4)212H2O： Cu(NH3)4SO4H2O： 【练习】课时训练第1112页化学课时训练第 一讲 分子的立体结构3班级 姓名 学号 1下列各种说法中错误的是（ ）A形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子。B配位键是一种特殊的共价键。C配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。D共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。2下列分子或离子中都存在着配位键的是 （ ） ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO

28、D Cu(NH3) 42+ 、PCl33下列说法中不正确的是（ ）A植物光合作用所需的叶绿素是一种镁的配合物B动物细胞中载氧的血红素是一种铁的配合物 C一些特殊性能的配合物用作汽车尾气的净化的催化剂DKAl(SO4)2、CuSO45H2O、Ag(NH3)2Cl等均属于配合物4由配位键形成的离子Pt(NH3)62和PtCl42中，两个中心离子铂的化合价是（ ）A都是8B都是6C都是4D都是25配合物K3Fe(CN)6中，中心离子的化合价是 （ ）A3B3C6D66配合物Zn(NH3)4Cl2的中心离子的配位数是（ ）A2B3C4D57在Co(NH3)63中，与中心离子形成配位键的原子是 （ ）A

29、N原子BH原子CCo原子DN、H两种原子8下列微粒中同时具有离子键和配位键的是（ ）ANH4Cl BNaOH CH3O+ DMgO9H3O+是H2O和H+结合而成的微粒，其化学键属于（ ）A配位键 B离子键 C范德华力 D氢键10下列大气污染物中,能与人体中血红蛋白中Fe2+以配位键结合而引起中毒的气体是（ ）ASO2 BCO2CNO2DCO11下列组合中中心离子的电荷数和配位数均相同的是 （ ）AKAg(CN)2、Cu(NH3)4SO4 BNi(NH3)4Cl2、Cu(NH3)4SO4 CAg(NH3)2Cl、KAg(CN)2 DNi(NH3)4Cl2、Ag(NH3)2Cl12某物质的实验式

30、为PtCl42NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是 （ ）A配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B该配合物可能是平面正方形结构CCl 和NH3分子均与Pt4+配位 D配合物中Cl 与Pt4+配位，而NH3分子不配位13+3价Co的八面体配合物CoClmnNH3，中心原子的配位数为六，若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m和n的值是（ ）Am = 1、n = 5 Bm = 3、n =4 Cm = 5、n = 1 Dm = 4、n = 5 14下列常见化合物的溶液中，滴入足量氨水最后仍为澄清溶液的是（ ）A硫酸镁 B氯化铁 C氯化锌 D氯化铜150.01 mol氯化铬（CrCl36H2O）在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02 mol AgCl沉淀。此氯化铬最可能是