高中化學(xué) 第2章第2節(jié) 分子的立體構(gòu)型第2課時雜化軌道理論及配合物理論簡介同步導(dǎo)學(xué)課件 新人教版選修3

第2課時雜化軌道理論及配合物理論簡介 1了解雜化軌道理論的基本內(nèi)容。 2能根據(jù)有關(guān)理論判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型。 3了解配位鍵的特點及配合物理論，能說明簡單配合物的成鍵情況。 1雜化與雜化軌道 (1)概念 軌道的雜化 原子內(nèi)部 的原子軌道重新組合生成與原軌道數(shù) 的一組新軌道的過程。 雜化軌道 雜化后形成的新的的一組原子軌道。能量相近能量相近相等相等能量相同能量相同 (2)類型雜化類型雜化類型spsp2sp3參于雜化參于雜化的原子軌的原子軌道及數(shù)目道及數(shù)目雜化軌道雜化軌道的數(shù)目的數(shù)目1個個s軌道軌道1個個p軌道軌道1個個s軌道軌道2個個p軌道軌道1個個s軌道軌道3個個p軌道軌道234 2.雜化軌道類型與分子空間構(gòu)型的關(guān)系雜化類型雜化類型spsp2sp3雜化軌道間雜化軌道間的夾角的夾角空間構(gòu)型空間構(gòu)型實例實例18012010928直線形直線形平面三角形平面三角形正四面體形正四面體形CO2、C2H2BF3、苯、乙烯、苯、乙烯CH4、CCl4 分子空間構(gòu)型和雜化軌道的類型的關(guān)系 (1)雜化類型的判斷 因為雜化軌道只能用于形成鍵或者用來容納孤電子對，而兩個原子之間只能形成一個鍵，故有下列關(guān)系： 雜化軌道數(shù)中心原子孤電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)，再由雜化軌道數(shù)判斷雜化類型。例如：代表代表物物雜化軌道數(shù)雜化軌道數(shù)雜化軌道類型雜化軌道類型CO2022spCH2O033sp2CH4044sp3SO2123sp2NH3134sp3H2O224sp3 (2)共價鍵全部為鍵的分子構(gòu)型與雜化類型中中心原心原子子(A)雜化雜化的類的類型型參參加雜加雜化的化的軌道軌道生生成雜成雜化軌化軌道數(shù)道數(shù)成成鍵電鍵電子對子對數(shù)數(shù)A原子原子的孤的孤電子電子對數(shù)對數(shù)分分子的子的空間空間構(gòu)型構(gòu)型實例實例分分子子式式結(jié)結(jié)構(gòu)式構(gòu)式sp1個個s1個個p220直直線形線形BeCl2ClBeClsp21個個s2個個p330平平面面三三角角形形BF3中中心原心原子子(A)雜化雜化的類的類型型參參加雜加雜化的化的軌道軌道生生成雜成雜化軌化軌道數(shù)道數(shù)成成鍵電鍵電子對子對數(shù)數(shù)A原子原子的孤的孤電子電子對數(shù)對數(shù)分分子的子的空間空間構(gòu)型構(gòu)型實例實例分分子子式式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式式sp31個個s3個個p440正正四面四面體形體形CH431三三角錐角錐形形NH322V形形H2O (3)含鍵和鍵的分子構(gòu)型和雜化類型物物質(zhì)質(zhì)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式雜雜化軌道化軌道類型類型分子中分子中共價鍵數(shù)共價鍵數(shù)鍵角鍵角分子的分子的空間構(gòu)型空間構(gòu)型甲甲醛醛sp23個個鍵鍵1個個鍵鍵約約120平面三平面三角形角形乙乙烯烯5個個鍵鍵1個個鍵鍵120平面形平面形氰氰化氫化氫sp2個個鍵鍵2個個鍵鍵180直線形直線形乙乙炔炔3個個鍵鍵2個個鍵鍵180直線形直線形 雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時孤電子對越多，鍵角越小。例如，NH3中的氮原子與CH4中的碳原子均為sp3雜化，但鍵角分別為107和10928。 雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。 雜化軌道也符合價層電子對互斥模型，應(yīng)盡量占據(jù)整個空間，使它們之間的排斥力最小。 解析：sp2雜化軌道形成夾角為120的平面三角形雜化軌道，BF3為平面三角形且BF鍵夾角為120；C2H4中C原子以sp2雜化，且未雜化的2p軌道形成鍵；同相似；乙炔中的C原子為sp雜化；NH3中N原子為sp3雜化；CH4中的碳原子為sp3雜化。 答案：A 1配位鍵 (1)概念：由一個原子提供而跟另一個原子形成的共價鍵，即“電子對給予接受鍵”，是一類特殊的。 (2)表示 配位鍵可以用 來表示，其中A是 了孤電子對的原子，叫做給予體；B是 電子對的原子，叫做接受體。共用電子對共用電子對單方面單方面共價鍵共價鍵AB提供提供接受接受 2配位化合物 (1)概念：與某些 (稱為)以結(jié)合形成的化合物，簡稱配合物。金屬離子金屬離子(或原子或原子)分子或離子分子或離子配體配體配位鍵配位鍵 (2)配合物的形成舉例實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象有關(guān)離子方程式有關(guān)離子方程式滴加氨水后，試管滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)中首先出現(xiàn) ，氨水過量后沉淀逐漸氨水過量后沉淀逐漸 ，滴加乙醇后析出，滴加乙醇后析出 .溶液顏色溶液顏色 .Fe33SCN=Fe(SCN)3藍色沉淀藍色沉淀溶解溶解深藍色晶體深藍色晶體變紅變紅 配位鍵及配位化合物 (1)配位鍵與非極性鍵、極性鍵的區(qū)別與聯(lián)系類型類型比較比較共價鍵共價鍵非極性鍵非極性鍵極性鍵極性鍵配位鍵配位鍵本質(zhì)本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對相鄰原子間的共用電子對(電子云重疊電子云重疊)與原子核間的與原子核間的靜電作用靜電作用成鍵成鍵條件條件(元素元素種類種類)成鍵原子成鍵原子得、失電子能得、失電子能力相同力相同(同種同種非金屬非金屬)成鍵原子成鍵原子得、失電子能得、失電子能力差別較小力差別較小(不同非金屬不同非金屬)成鍵原子一方成鍵原子一方有孤電子對有孤電子對(配位配位體體)，另一方有空，另一方有空軌道軌道(中心離子中心離子)特征特征有方向性、飽和性有方向性、飽和性 不是所有的配合物都具有顏色。如Ag(NH3)2OH溶液無色，而Fe(SCN)3溶液呈紅色。 過渡金屬原子或離子都有接受孤電子對的空軌道，對多種配體具有較強的結(jié)合力，因而過渡金屬配合物遠比主族金屬配合物多。 (2)配合物的組成 一般中心原子(或離子)的配位數(shù)為2、4、6。 (3)形成配合物的條件 配位體有孤電子對；中心原子有空軌道。 (4)配合物的穩(wěn)定性 配合物具有一定的穩(wěn)定性。配合物中的配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定。當作為中心原子的金屬離子相同時，配合物的穩(wěn)定性與配位體的性質(zhì)有關(guān)。 (5)配合物形成時的性質(zhì)改變 顏色的改變，如Fe(SCN)3的形成； 溶解度的改變，如AgClAg(NH3)2。 2下列現(xiàn)象與形成配合物無關(guān)的是() A向FeCl3中滴入KSCN，出現(xiàn)血紅色 B向Cu與Cl2反應(yīng)后的集氣瓶中加少量H2O，呈綠色，再加水，呈藍色 CCu與濃HNO3反應(yīng)后，溶液呈綠色；Cu與稀HNO3反應(yīng)后，溶液呈藍色 D向AlCl3中逐滴滴加NaOH至過量，先出現(xiàn)白色沉淀，繼而消失 解析：Fe3與SCN形成一系列配離子，都顯血紅色；Cu2在水溶液中形成配離子Cu(H2O)22顯綠色；Cu(H2O)42顯藍色，故A、B、C項均與配合物有關(guān)。D項中，Al3與OH形成Al(OH)3，而Al(OH)3顯兩性，能與過量OH反應(yīng)，生成AlO2而與配合物無關(guān)。 答案：D 元素X和Y屬于同一主族。負二價的元素X和氫的化合物在通常狀況下是一種液體，其中X的質(zhì)量分數(shù)為88.9%；元素X和元素Y可以形成兩種化合物，在這兩種化合物中，X的質(zhì)量分數(shù)分別為50%和60%。 (1)確定X、Y兩種元素在周期表中的位置。 (2)在元素X和元素Y兩種元素形成的化合物中，寫出X質(zhì)量分數(shù)為50%的化合物的化學(xué)式_；該分子的中心原子以sp2雜化，是_分子，分子構(gòu)型為_。 (3)寫出X的質(zhì)量分數(shù)為60%的化合物的化學(xué)式_；該分子的中心原子以sp2雜化，是_分子，分子構(gòu)型為_。 (4)由元素氫、X、Y三種元素形成的化合物常見的有兩種，其水溶液均呈酸性，試分別寫出其分子式_、_，并比較酸性強弱：_。 (5)由氫元素與X元素形成的化合物中，含有非極性鍵的是_(寫分子式)，分子構(gòu)型為V形的是_(寫分子式)。 答案： (1)X：第二周期、A族；Y：第三周期，A族。 (2)SO2極性V形 (3)SO3非極性平面三角形 (4)H2SO3H2SO4H2SO4H2SO3 (5)H2O2H2O 判斷分子的中心原子雜化軌道類型的方法 (1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷 若雜化軌道在空間的分布為正四面體或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。 若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。 若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。 (2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷 若雜化軌道之間的夾角為10928，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。 1(2011蘇州高二檢測)氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為() A兩種分子的中心原子的雜化軌道類型不同，NH3為sp2型雜化，而CH4是sp3型雜化 BNH3分子中N原子形成3個雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個雜化軌道 CNH3分子中有一對未成鍵的孤電子對，它對成鍵電子的排斥作用較強 D氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子 解析：NH3和CH4都是sp3雜化，故A、B錯誤，跟分子的極性無關(guān)，故D錯誤。 答案：C氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關(guān)系如圖所示。請將圖中你認為是配位鍵的斜線加上箭頭。 解答本題要善于挖掘、提煉題目所給的有用信息，弄清配位鍵的概念及形成條件。 Cl原子最外層有7個電子，Al原子最外層有3個電子，上圖中每個鍵代表1對共用電子對，據(jù)此可從左(或右)上(或下)角的1個Cl原子開始，嘗試寫出Al2Cl6的電子式，如圖(“”為Cl原子提供的電子，“”為Al原子提供的電子)。 形成配合物的條件 (1)配位體有孤電子對； (2)中心原子有空軌道。 配合物的共同特點是由提供孤對電子的給予體與接受孤對電子的中心原子以配位鍵結(jié)合而形成化合物。 必須是具有孤對電子的分子或離子才能夠作為配體。 2向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加氨水，先生成難溶物，繼續(xù)滴加氨水，難溶物溶解，得到深藍色透明溶液。下列對此現(xiàn)象的說法正確的是() A反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Cu2的濃度不變 B沉淀溶解后，生成深藍色的配離子Cu(NH3)22 CCu(NH3)42的空間構(gòu)型為正四面體形 D在Cu(NH3)22配離子中，Cu2給出孤對電子，NH3提供空軌道 解析：本題考查對配位鍵、配合物和配合物的形成過程的理解。 答案：C 1下列分子中的中心原子的雜化方式為sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形且分子中沒有形成鍵的是() ACHCH BCO2 CBeCl2 DBF3 解析：A、B選項中的分子中的C原子采用的都是sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)都為直線形，但是當C原子采用sp雜化時，未參與雜化的2個p軌道上各有1個單電子，用于形成鍵，所以乙炔、二氧化碳分子中一定會有2個鍵，而BeCl2分子中的B原子未參與雜化的2個p軌道上沒有電子，所以不會形成鍵，BF3分子中的B原子的雜化方式為sp2。 答案：C答案：答案：D 3下列不屬于配位化合物的是() A六氟合鋁酸鈉(NaAlF6) B氫氧化二氨合銀(AgNH32OH) C六氟合鐵酸鉀(K3FeF6) D十二水硫酸鋁鉀KAl(SO4)212H2O 解析：十二水硫酸鋁鉀是由K、Al3、SO42及H2O分子組成的離子化合物，所以D項一定不是配合物。 答案：D 4下列物質(zhì)：H3OB(OH)4CH3COONH3CH4中存在配位鍵的是() A B C D 解析：水分子中各原子已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，H3O是H和H2O中的O形成配位鍵，B(OH)4是3個OH與B原子形成3個共價鍵，還有1個OH的O與B形成配位鍵，而其他的均不能形成配位鍵。 答案：A 5(2011許昌期中)配合物Ag(NH3)2OH的中心原子是_，配位體是_，配位數(shù)是_，發(fā)生電離的電離方程式是_。 解析：Ag(NH3)2OH的中心原子是Ag，配位原子是NH3分子中的N原子，配位數(shù)是2，由于配合物的內(nèi)界是以配位鍵形成的，一般不電離，而內(nèi)界和外界之間是通過離子鍵相結(jié)合的 ， 可 以 完 全 電 離 ， 所 以 電 離 方 程 式 為Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH。 答案：AgNH32 Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH 6指出下列分子中，中心原子可能采用的雜化軌道類型，并預(yù)測分子的幾何構(gòu)型。分分子式子式雜化軌道類雜化軌道類型型分子的幾何構(gòu)分子的幾何構(gòu)型型PCl3BCl3CS2Cl2O 解析：(1)PCl3中P原子為sp3雜化，與NH3、NCl3中的N原子相似，分子構(gòu)型為三角錐形。 (2)BCl3與BF2相似，B原子為sp3雜化，分子構(gòu)型為平面正三角形。 (3)CS2和CO2相似，C原子呈sp雜化，分子為直線形。 (4)Cl2O中O原子為sp3雜化，與H2O相似，V形分子。 答案：分子分子式式雜化軌道類型雜化軌道類型分子的幾何構(gòu)型分子的幾何構(gòu)型PCl3sp3三角錐形三角錐形BCl3sp2平面三角形平面三角形CS2sp直線形直線形Cl2Osp3V形形