人教版選修3第2章第2節(jié)分子的立體構(gòu)型第2課時(shí)學(xué)案.docVIP

第2課時(shí)雜化軌道理論、配合物理論學(xué)習(xí)目標(biāo)：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(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。(重點(diǎn))3.了解配位鍵的特點(diǎn)及配合物理論，能說明簡(jiǎn)單配合物的成鍵情況。(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知1雜化軌道理論簡(jiǎn)介軌道的雜化與雜化軌道：2雜化軌道類型雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目1個(gè)s軌道1個(gè)p軌道1個(gè)s軌道2個(gè)p軌道1個(gè)s軌道3個(gè)p軌道雜化軌道的數(shù)目2343雜化軌道類型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系雜化類型spsp2sp3雜化軌道間的夾體構(gòu)型名稱直線形平面三角形正四面體實(shí)例co2bf3ch4微點(diǎn)撥：當(dāng)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對(duì)時(shí)，由于孤電子對(duì)參與互相排斥，會(huì)使分子的構(gòu)型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。如水分子中氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)是由孤電子對(duì)占據(jù)的，其分子不呈正四面體構(gòu)型，而呈v形；氨分子中氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)由孤電子對(duì)占據(jù)，氨分子不呈正四面體構(gòu)型，而呈三角錐形。4配合物理論簡(jiǎn)介(1)配位鍵概念：由一個(gè)原子單方面提供孤電子對(duì)，而另一個(gè)原子提供空軌道而形成的共價(jià)鍵，即“電子對(duì)給予接受鍵”，是一類特殊的共價(jià)鍵。表示：配位鍵可以用ab來表示，其中a是提供孤電子對(duì)的原子，叫作給予體；b是接受孤電子對(duì)的原子，叫作接受體。(2)配位化合物定義：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物，簡(jiǎn)稱配合物。配合物的形成舉例實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)離子方程式滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)深藍(lán)色沉淀，氨水過量后沉淀逐漸溶解，滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體cu22nh3h2o=cu(oh)22nhcu(oh)24nh3=cu(nh3)422ohcu(nh3)42soh2ocu(nh3)4so4h2o溶液顏色變紅fe33scn= fe(scn)3基礎(chǔ)自測(cè)1判斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打)(1)sp3雜化軌道是由任意的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混合形成的4個(gè)sp3雜化軌道()(2)同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化()(3)形成配位鍵的條件是一方有空軌道，一方有孤電子對(duì)()(4)配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子()答案(1)(2)(3)(4)2s軌道和p軌道雜化的類型不可能有()asp雜化bsp2雜化csp3雜化dsp4雜化dnp軌道有三個(gè)：npx、npy、npz，當(dāng)s軌道和p軌道雜化時(shí)只有三種類型：sp雜化：即一個(gè)s軌道和一個(gè)p軌道的雜化；sp2雜化：即一個(gè)s軌道和兩個(gè)p軌道的雜化；sp3雜化：即一個(gè)s軌道和三個(gè)p軌道的雜化。3下列過程與配合物的形成無關(guān)的是()a除去fe粉中的sio2可用強(qiáng)堿溶液b向一定量的agno3溶液中加入氨水至沉淀消失c向fecl3溶液中加入kscn溶液d向一定量的cuso4溶液中加入氨水至沉淀消失aa.二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，硅酸鈉和水都不是配合物，所以與配合物的形成無關(guān)，故a選；b.銀離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化銀沉淀，氫氧化銀能和氨水反應(yīng)生成銀氨配合物，所以與配合物的形成有關(guān)，故b不選；c.鐵離子和硫氰化鉀溶液反應(yīng)生成硫氰化鐵配合物，所以與配合物的形成有關(guān)，故c不選；d. 銅離子和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，氫氧化銅和氨水反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物，所以與配合物的形成有關(guān)，故d不選。故選a。合 作 探 究攻 重 難雜化軌道類型的判斷在形成多原子分子時(shí)，中心原子價(jià)電子層上的某些能量相近的原子軌道發(fā)生混雜，重新組合成一組新的軌道的過程，叫做軌道的雜化。雙原子分子中，不存在雜化過程。例如sp雜化、sp2雜化的過程如下：思考交流1觀察上述雜化過程，分析原子軌道雜化后，數(shù)量和能量有什么變化？【提示】雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。s軌道與p軌道的能量不同，雜化后，形成的一組雜化軌道能量相同。22s軌道與3p軌道能否形成sp2雜化軌道？【提示】不能。只有能量相近的原子軌道才能形成雜化軌道。2s與3p不在同一能級(jí)，能量相差較大。3用雜化軌道理論解釋nh3、h2o的立體構(gòu)型?！咎崾尽縩h3分子中n原子的價(jià)電子排布式為2s22p3。1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道經(jīng)雜化后形成4個(gè)sp3雜化軌道，其中3個(gè)雜化軌道中各有1個(gè)未成對(duì)電子，分別與h原子的1s軌道形成共價(jià)鍵，另1個(gè)雜化軌道中是成對(duì)電子，不與h原子形成共價(jià)鍵，sp3雜化軌道為正四面體形，但由于孤電子對(duì)的排斥作用，使3個(gè)nh鍵的鍵角變小，成為三角錐形的立體構(gòu)型。h2o分子中o原子的價(jià)電子排布式為2s22p4。1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道經(jīng)雜化后形成4個(gè)sp3雜化軌道，其中2個(gè)雜化軌道中各有1個(gè)未成對(duì)電子，分別與h原子的1s軌道形成共價(jià)鍵，另2個(gè)雜化軌道是成對(duì)電子，不與h原子形成共價(jià)鍵，sp3雜化軌道為正四面體形，但由于2對(duì)孤電子對(duì)的排斥作用，使2個(gè)oh鍵的鍵角變得更小，成為v形的立體構(gòu)型。(1)軌道的雜化過程激發(fā)雜化軌道重疊雜化軌道。如碳原子的sp3雜化過程為：(2)雜化軌道的特點(diǎn)原子在成鍵時(shí)，同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合成雜化軌道。雜化軌道的能量相同。參與雜化的原子軌道數(shù)等于形成的雜化軌道數(shù)。雜化改變了原子軌道的形狀、方向，雜化使原子的成鍵能力增強(qiáng)。雜化軌道所形成的化學(xué)鍵全部為鍵。(3)雜化軌道類型的判斷根據(jù)雜化軌道數(shù)判斷：雜化軌道數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)，由雜化軌道數(shù)可判斷雜化類型。代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型co2022spch2o033sp2ch4044sp3so2123sp2nh3134sp3h2o224sp3根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷：2個(gè)價(jià)層電子對(duì)為sp雜化，3個(gè)價(jià)層電子對(duì)為sp2雜化，4個(gè)價(jià)層電子對(duì)為sp3雜化。根據(jù)分子或離子的立體結(jié)構(gòu)判斷：直線形為sp雜化，平面三角形為sp2雜化，四面體為sp3雜化。(4)雜化軌道類型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系當(dāng)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對(duì)時(shí)，由于孤電子對(duì)參與互相排斥，會(huì)使分子的構(gòu)型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。vsepr模型和雜化軌道的立體構(gòu)型是一致的，略去vsepr模型中的孤電子對(duì)，就是分子(或離子)的立體構(gòu)型。如水分子中氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)是由孤電子對(duì)占據(jù)的，其分子不呈正四面體構(gòu)型，而呈v形；氨分子中氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)由孤電子對(duì)占據(jù)，氨分子不呈正四面體構(gòu)型，而呈三角錐形。(1)sp雜化和sp3雜化的兩種形式中，原子還有未參與雜化的p軌道，可用于形成鍵，而雜化軌道只能用于形成鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。(2)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(shí)孤電子對(duì)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，但是鍵角分別為107和10928。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下列分子的空間構(gòu)型可用sp2雜化軌道來解釋的是()bf3ch2=ch2chchnh3ch4abcdasp2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原子為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中的n原子為sp3雜化；ch4中的c原子為sp3雜化。配合物理論簡(jiǎn)介向zncl2溶液中逐滴加入氨水至過量，最終會(huì)生成zn(nh3)4cl2。思考交流1配合物zn(nh3)4cl2的中心原子、配體、配位數(shù)分別是什么？【提示】(1)zn、nh3、4。2請(qǐng)描述過程中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？【提示】溶液先變渾濁，生成白色沉淀，后沉淀溶解，溶液變澄清。(1)配合物的組成配合物cu(nh3)4so4的組成如下圖表示。中心原子：提供空軌道能接受孤電子對(duì)的原子或金屬陽(yáng)離子。配合物的中心原子一般是帶正電荷的陽(yáng)離子，最常見的是過渡金屬的原子或離子。配體：含有孤電子對(duì)的原子、分子或陰離子。a陰離子：如x(鹵素離子)、oh、scn、cn、rcoo、po等。b分子：如h2o、nh3、co、醇、胺、醚等。 c原子：常為a、a、a族元素的原子。配位數(shù)：直接同中心原子配位的原子或離子的數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。如fe(cn)64中fe2的配位數(shù)為6，cu(nh3)4cl2中cu2的配位數(shù)為4。配合物離子的電荷數(shù)：等于中心原子或離子與配位體總電荷數(shù)的代數(shù)和。如co(nh3)5cln中，中心離子為co3，n2。(2)形成配合物的條件配體有孤電子對(duì)；中心原子有空軌道。(3)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(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。 當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。(4)配合物形成時(shí)性質(zhì)的改變 顏色的改變，如fe(scn)3的形成； 溶解度的改變，如agclag(nh3)2。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(1)在ni(nh3)62中ni2與nh3之間形成的化學(xué)鍵稱為_，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是_。(2)caf2難溶于水，但可溶于含al3的溶液中，原因是_(用離子方程式表示，已知alf在溶液中可穩(wěn)定存在)。(3)配合物cr(h2o)63中，與cr3形成配位鍵的原子是_(填元素符號(hào))。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：79652082】解析(1)ni2與nh3之間形成共價(jià)鍵時(shí)ni2提供空軌道，n提供孤電子對(duì)，形成配位鍵。(2)caf2中存在沉淀溶解平衡：caf2(s)ca2(aq)2f(aq)，溶液中的f與al3形成配位離子alf，使沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，導(dǎo)致氟化鈣溶解。(3)h2o分子中的o原子有孤對(duì)電子，能與cr3形成配位鍵。答案(1)配位鍵n(2)3caf2al3=3ca2alf(3)o形成配合物后，物質(zhì)的性質(zhì)會(huì)發(fā)生一定的變化，主要有三個(gè)方面的變化：(1)一些難溶于水的金屬化合物形成配合物后，易溶解；(2)當(dāng)簡(jiǎn)單離子形成配合物時(shí)顏色會(huì)發(fā)生改變，利用此性質(zhì)可檢驗(yàn)離子的存在；(3)形成配合物后，物質(zhì)的穩(wěn)定性增強(qiáng)。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1下列分子中的中心原子采取sp2雜化的是()c6h6c2h2c2h4c3h8co2becl2so3bf3abcdc苯分子的碳原子采取sp2雜化；乙炔分子中的碳原子采取sp雜化；乙烯分子中的碳原子采取sp2雜化；丙烷分子中的碳原子類似于甲烷中的碳原子，采取sp3雜化；co2分子中碳原子采取sp雜化；氯化鈹分子中鈹原子采取sp雜化；三氧化硫分子中s原子采取sp2雜化；三氟化硼分子中的b原子采取sp2雜化。2在brchchbr分子中，cbr鍵采用的成鍵軌道是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：79652083】asppbsp2scsp2pdsp3pc分子中的兩個(gè)碳原子都是采用sp2雜化，溴原子的價(jià)電子排布式為4s24p5,4p軌道上有一個(gè)單電子，與碳原子的一個(gè)sp2雜化軌道成鍵。3下列分子或離子中，能提供孤電子對(duì)與某些金屬離子形成配位鍵的是 ()h2onh3fcncoabcdd配體是含有孤電子對(duì)的陰離子或分子，這幾種微粒的結(jié)構(gòu)中都含有孤電子對(duì)。4在nh中存在4個(gè)nh共價(jià)鍵，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：79652084】a4個(gè)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)完全相同b4個(gè)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)完全不同c原來的三個(gè)nh的鍵長(zhǎng)完全相同，但與由配位鍵形成的nh鍵不同d4個(gè)nh鍵的鍵長(zhǎng)相同，但鍵能不同anh中存在4個(gè)nh共價(jià)鍵，其中一個(gè)是配位鍵，這4個(gè)共價(jià)鍵采用的是sp3雜化，鍵長(zhǎng)和鍵能完全相同。5下圖是甲醛分子的模型。根據(jù)該圖和所學(xué)化學(xué)鍵知識(shí)回答下列問題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：79652085】甲醛分子的比例模型甲醛分子的球棍模型(1)甲醛分子中碳原子的雜化方式是_，作出該判斷的主要理由是_。(2)下列是對(duì)甲醛分子中碳氧鍵的判斷，其中正確的是_(填序號(hào))。單鍵雙鍵鍵鍵鍵和鍵(3)甲醛分子中ch鍵