第1课时 一些典型分子的空间构型
1.了解典型的分子空间构型,能够制作典型分子的空间模型。
2.了解杂化轨道理论,掌握常见的杂化轨道类型。 (重点)
3.能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。(难点)
甲 烷 分 子 的 空 间 构 型
[基础•初探]
教材整理1 轨道杂化和杂化轨道
1.
2.甲烷中碳原子的杂化类型。
(1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。(×)
(2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。(√)
(3)杂化轨道用于形成π键。(×)
(4)杂化轨道能量相同。(√)
教材整理2 杂化轨道的类型
杂化类型 sp1 sp2 sp3
用于杂化的原子轨道及数目 s 1 1 1
p 1 2 3
杂化轨道的数目 2 3 4
杂化轨道间的夹角 180° 120° 109.5°
空间构型 直线形 平面三角形 正四面体形
实例 CO2、C2H2 BF3、苯、乙烯 CH4、CCl4
1个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道?
【提示】 不能。轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。1个s轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。
[合作•探究]
[探究背景]
NH3、CH4两分子中,N、C原子都采用sp3杂化,NH3分子空间构型是三角锥形,CH4分子是正四面体形。
[探究问题]
1.形成sp3杂化的原子轨道是哪些?杂化轨道夹角是多少?
【提示】 2s和2p原子轨道,109.5°。
2.两分子空间构型不同的原因是什么?
【提示】 形成的4个sp3杂化轨道中,NH3分子中只有三个轨道中的未成对电子与H原子的1s电子成键。另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不参加成键,但对成键电子对有较强的排斥作用,使三个N—H键角变小,成为三角锥形。而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键,轨道夹角=共价键键角=109.5°,为正四面体形。
[核心•突破]
1.杂化轨道的特点
(1)形成分子时,通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生,孤立的原子是不可能发生杂化的。
(3)杂化前后轨道数目不变。
(4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。
(5)只有能量相近的轨道才能杂化(ns、np)。
2.分子空间构型的确定
轨道杂化类型 电子对的空间构型 成键电子对数 孤对电子数 电子对的排列方式 分子的空间构型 实例
sp1 直线形 2 0 直线形 HC≡CH BeCl2 CO2
sp2 平面三角形 3 0 平面三角形 BF3 BCl3