杂化轨道理论配合物理论ppt课件.ppt

第2课时杂化轨道理论 配合物理论 探究1杂化轨道理论研读教材 自主认知1 杂化轨道理论 相近 相等 相同 等于 形状 方向 增强 2 杂化轨道类型及空间构型 1个ns和1个np 1个ns和2个np 1个ns和3个np 2 3 4 180 120 109 28 直线形 平面三角形 正四面体形 直线形 平面三角形 正四面体形 3 杂化轨道与共价键的类型 杂化轨道只能形成 键或 不能形成 键 未参与杂化的p轨道可用于形成 键 用来容纳未参与成键的孤电子对 合作探究 核心归纳 仔细观察上面关于碳原子的三种杂化轨道图示 回答下列问题 1 2s轨道与3p轨道能否形成杂化轨道 提示 不能 只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道 2s与3p不在同一能级组 能量相差较大 2 原子轨道杂化后 数量和能量有什么变化 提示 杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同 但能量不同 s轨道与p轨道的能量不同 杂化后 形成的一组杂化轨道能量相同 3 用杂化轨道理论探究CH4的中心原子的杂化类型 提示 在形成CH4分子时 碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂 形成四个能量相等的sp3杂化轨道 四个sp3杂化轨道分别与四个氢原子的1s轨道重叠成键形成甲烷分子 所以四个C H键是等同的 可表示为 4 用杂化轨道理论探究NH3呈三角锥形的原因 提示 NH3分子中的氮原子价电子排布图为 1个2s轨道与3个2p轨道杂化后 形成4个sp3杂化轨道 其中3个杂化轨道中是单电子 分别与3个氢原子形成 键 1个杂化轨道中是成对电子 不形成共价键 sp3杂化轨道应为正四面体构型 但由于孤电子对不形成化学键 故NH3分子为三角锥形 5 CO2和SO2都是三原子分子 为什么它们的立体构型不同 试用杂化轨道理论解释 提示 CO2分子中的中心原子碳原子采用的是sp杂化 2个杂化轨道以碳原子为中点 呈直线形分布 分别与2个氧原子的2p轨道形成 键 键角为180 分子呈直线形 SO2分子中的中心原子硫原子采用的是sp2杂化 3个杂化轨道以硫原子为中心 呈平面三角形分布 其中1个轨道中是孤电子对 另2个轨道中的未成对电子 分别与2个氧原子的2p轨道形成 键 分子呈V形 由于孤电子对的排斥作用 使键角小于120 6 为什么CH4 NH3 H2O的中心原子均为sp3杂化 但键角却分别为109 28 107 105 提示 因为CH4分子的中心原子碳原子上无孤电子对 4个 键伸向正四面体的4个顶点 键角为109 28 NH3分子中氮原子上有一对孤电子对 孤电子对对另外三个 键产生排斥作用 使三个 键的键角变小 同理 H2O分子中的氧原子上有2对孤电子对 对 键排斥力更大 故键角更小 归纳总结 杂化类型的判断方法由于杂化轨道只能用于形成 键或者用来容纳孤电子对 而两个原子之间只能形成一个 键 故有下列关系 杂化轨道数 中心原子孤电子对数 中心原子结合的原子数 再由杂化轨道数判断杂化类型 例如 过关小练 即时应用1 2015 银川高二检测 下列说法正确的是 A CHCl3是正四面体形B H2O分子中氧原子为sp2杂化 其分子几何构型为V形C 二氧化碳中碳原子为sp杂化 为直线形分子D 是三角锥形 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 分子结构与杂化类型的联系 2 杂化类型中的特殊性 是否含有孤电子对 解析 选C 根据价层电子对互斥理论可知A项CHCl3是四面体形 B项H2O分子中氧原子为sp3杂化 其分子几何构型为V形 C项二氧化碳中碳原子为sp杂化 为直线形分子 正确 D项是正四面体形 2 如下图所示是甲醛分子模型的示意图 根据该图和所学的化学键知识回答下列问题 1 甲醛分子中碳原子轨道杂化的方式是 做出该判断的主要理由是 2 下列是对甲醛分子中碳氧键的判断 其中正确的是 用序号填空 单键 双键 极性键 非极性键 键 键 键和 键 3 甲醛分子中C H键与C H键的夹角 填 或 120 出现该现象的主要原因是 解题指南 解答本题时应注意以下3点 1 学会从甲醛的分子结构模型判断中心原子的杂化类型 2 清楚共价键的分类标准和类型 3 掌握价层电子对互斥理论对分子构型的判断 解析 本题考查的是杂化轨道理论 价层电子对互斥理论 分子的立体构型与成键的类型 键参数等知识的综合运用 1 原子杂化轨道的类型不同 分子的空间构型也不同 由题图可知 甲醛分子的空间构型为平面三角形 所以甲醛分子中的碳原子的杂化方式是sp2杂化 2 碳与氧的电负性不同 所以碳氧键是极性键 醛的分子中都含有羰基 CO 所以甲醛分子中的碳氧键是双键 一般来说 双键是 键和 键的组合 3 由于碳氧双键中存在 键 它对C H键电子对的排斥作用较强 所以甲醛分子中C H键与C H键的夹角小于120 答案 1 sp2杂化甲醛分子的空间构型为平面三角形 2 3 碳氧双键中存在 键 它对C H键电子对的排斥作用较强 方法规律 判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法 1 根据杂化轨道的空间分布构型判断 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形 则分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形 则分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道在空间的分布呈直线形 则分子的中心原子发生sp杂化 2 根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109 28 则分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道之间的夹角为120 则分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道之间的夹角为180 则分子的中心原子发生sp杂化 补偿训练 2015 石家庄高二检测 在乙烯分子中有5个 键和1个 键 它们分别是 A sp2杂化轨道形成 键 未杂化的2p轨道形成 键B sp2杂化轨道形成 键 未杂化的2p轨道形成 键C C H之间是sp2杂化轨道形成 键 C C之间是未杂化的2p轨道形成 键D C C之间是sp2杂化轨道形成 键 C H之间是未杂化的2p轨道形成 键 解析 选A 在乙烯分子中 每个碳原子的2s轨道与两个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道 其中两个sp2杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道 头碰头 重叠形成C H 键 另1个sp2杂化轨道形成C C 键 两个碳原子未杂化的2p轨道 肩并肩 重叠形成1个 键 探究2配合物理论研读教材 自主认知1 配位键 1 含义 成键的两个原子 一方提供 另一方提供 形成共价键 这类共价键称为配位键 即 电子对 键 是一类特殊的共价键 孤电子对 空轨道 给予 接受 2 形成条件 一个成键原子中含有 另一个成键原子或离子有 孤电子对 空轨道 3 表示方法 配位键可以用A B来表示 其中A是提供孤电子对的粒子 叫作给予体 也称配位原子 B具有空轨道 是接受电子的粒子 叫作接受体 2 配位化合物 1 概念 金属离子 或原子 与某些分子或离子 称为配体 以 结合形成的化合物 简称配合物 配位键 2 配合物形成举例 蓝色沉淀 溶解 深蓝色晶体 Cu2 2NH3 H2O Cu OH 2 2 Cu OH 2 4NH3 Cu NH3 4 2 2OH 变红 合作探究 核心归纳1 配位键与共价键有何异同 提示 配位键的性质和共价键相同 只是成键方式不同 配位键是一种特殊的共价键 2 已知配合物的品种超过数百万 是一个庞大的化合物家族 它们的共同特点是什么 提示 是由提供孤电子对的给予体与接受孤电子对的中心原子 接受体 以配位键结合而形成的化合物 3 在四水合铜离子中 铜离子与水分子之间的化学键是如何形成的 该化学键如何表示 提示 在四水合铜离子中 铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子 铜离子接受水分子的孤电子对形成的 该离子可表示为 4 把CuSO4 CuCl2 2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr溶于水后 观察现象并思考 哪些现象能够说明溶液的颜色是水合铜离子的颜色 提示 前三种物质的溶液呈蓝色 而后三种物质的水溶液均为无色 这说明溶液的蓝色是铜盐特有的 而硫酸铜呈白色 这说明溶液的蓝色不是由铜离子引起的 而是由铜离子和水生成的新物质引起的 5 实验室配制银氨溶液时 向AgNO3溶液中滴加氨水 先生成白色沉淀 后沉淀逐渐溶解 为什么 提示 因为氨水呈弱碱性 滴入AgNO3溶液中 会形成AgOH白色沉淀 当氨水过量时 NH3分子与Ag 形成 Ag NH3 2 配离子 配离子很稳定 会使AgOH逐渐溶解 反应过程如下Ag NH3 H2O AgOH AgOH 2NH3 Ag NH3 2 OH 归纳总结 配位键对分子构型的影响配位键的形成对分子构型的影响 若分子中含有孤电子对 则容易与含有空轨道的原子或离子形成配位键 随着配位键的形成 相应的分子空间构型也发生变化 1 由于中心原子 ABn型分子 上的孤电子对也占据原子周围的空间 并参与相互排斥 这就使得价层电子对 包括 键电子对和孤电子对 的空间构型与分子 原子的空间排布 的空间构型不同 但是判断分子的空间构型必须根据价层电子对的空间构型 如在H2O分子中有两个 键和2对孤电子对 由于排斥作用使这四对价层电子对呈四面体形排布 因此水分子中两个H与O的空间结构为 V 形 即水分子的空间结构为 V 形 2 当孤电子对形成配位键时 价层电子对的空间构型没变化 但由于原子数增多 故分子 或离子 的结构也相应的变化 如H3O 中由于多一个H 使H3O 的空间构型呈三角锥形而与H2O的构型不同 过关小练 即时应用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 一方有孤电子对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 解题指南 解答本题时要注意以下两点 1 配位键的性质 2 配位键的形成条件 解析 选D 配位键是一方提供孤电子对 一方提供空轨道形成的一种特殊共价键 配体可以是分子 也可以是阴离子 2 向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水 首先形成难溶物 继续滴加氨水 难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液 下列对此现象说法正确的是 A 反应后溶液中不存在任何沉淀 所以反应前后Cu2 的浓度不变B 沉淀溶解后 生成深蓝色的配离子 Cu NH3 4 2 C 向反应后的溶液中加入乙醇 溶液将不会发生变化 因为 Cu NH3 4 2 不会与乙醇发生反应D 在 Cu NH3 4 2 中 Cu2 给出孤电子对 NH3提供空轨道 解析 选B CuSO4溶液中加入过量氨水发生的变化 CuSO4 2NH3 H2O Cu OH 2 NH4 2SO4 Cu OH 2 2NH3 H2O NH4 2SO4 Cu NH3 4 SO4 4H2O 反应的总离子方程式为Cu2 4NH3 H2O Cu NH3 4 2 4H2O 故A错 B对 由于硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度 故加入乙醇会产生沉淀 C错 在 Cu NH3 4 2 中 Cu2 提供空轨道 NH3给出孤电子对 D错 互动探究 1 若改变题干中的试剂滴加顺序 将会观察到什么现象 提示 改变条件即向氨水中滴加硫酸铜溶液 则出现蓝色沉淀 并立即溶解 最终形成深蓝色溶液 2 画出B项中配合物中的配位键 提示 补偿训练 1 过渡金属配合物Ni CO n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18 则n CO与N2结构相似 CO分子内 键与 键个数之比为 解析 由题意知 中心原子Ni的价电子数为10 而每个CO提供电子数为2 故n 4 CO与N2分子中都存在三键 故 键与 键个数比为1 2 答案 41 2 2 配合物在许多方面有着广泛的应用 下列叙述不正确的是 A CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有 Cu H2O 4 2 B 魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液C Ag NH3 2 是化学镀银的有效成分D 除去硝酸银溶液中的Cu2 可向其中逐滴加入氨水 解析 选D CuSO4溶液呈天蓝色是因为生成了铜的水合离子 Cu H2O 4 2 故A正确 硫氰化铁配离子的溶液呈红色 所以魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液 故B正确 葡萄糖能与银氨溶液中的 Ag NH3 2 反应生成单质银 所以 Ag NH3 2 是化学镀银的有效成分 故C正确 Cu2 与过量的氨水反应生成可溶性 Cu NH3 4 OH 2 不能除去硝酸银溶液中的Cu2 故D错误 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好 48