新編高中化學(xué) 第2章 第2節(jié) 第1課時(shí) 一些典型分子的空間構(gòu)型學(xué)案 魯科版選修3

新編化學(xué)精品資料第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第1課時(shí)一些典型分子的空間構(gòu)型學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握軌道雜化的基本思想，并能用雜化軌道理論判斷簡(jiǎn)單分子共價(jià)鍵的形成和空間構(gòu)型。一、甲烷分子的空間構(gòu)型化學(xué)式：_，結(jié)構(gòu)式：_，分子的立體結(jié)構(gòu)模型：二、雜化軌道理論1雜化軌道在外界條件影響下，原子內(nèi)部能量_的原子軌道重新組合的過程叫做原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫做_，簡(jiǎn)稱雜化軌道。雜化軌道在角度分布上比單純的s或p軌道在某一方向上更_，從而使它與其他原子的原子軌道重疊的程度更大，形成的共價(jià)鍵更_。通常，有多少個(gè)原子軌道參加雜化，就形成多少個(gè)雜化軌道。2雜化軌道的類型雜化類型sp1sp2sp3用于雜化的原子軌道數(shù)目雜化軌道的數(shù)目雜化軌道間的夾角空間構(gòu)型實(shí)例CHCH、CH4、CF41下列分子的空間構(gòu)型是正四面體形的是()CH4NH3CF4SiH4C2H4CO2A BC D2下列分子的空間構(gòu)型，可以用sp1雜化方式解釋的是()AHCl BBeCl2 CPCl3 DCCl43在BrCH=CHBr分子中，CBr鍵采用的成鍵軌道是()Asp1p Bsp3sCsp2p Dsp3p4下列分子的中心原子形成sp2雜化軌道的是()AH2O BNH3CC2H4 DCH45下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()ACO2與SO2 BCH4與NH3CBeCl2與BF3 DC2H4與C2H2練基礎(chǔ)落實(shí)知識(shí)點(diǎn)一一些典型分子的空間構(gòu)型1下列分子中鍵角最小的是()AH2O BCO2 CBF3 DCH42NH3分子空間構(gòu)型是三角錐形，而CH4是正四面體形，這是因?yàn)?)A兩種分子的中心原子雜化軌道類型不同，NH3為sp2雜化，而CH4是sp3雜化BNH3分子中N原子形成3個(gè)雜化軌道，CH4分子中C原子形成4個(gè)雜化軌道CNH3分子中有一對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子，它對(duì)成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)DNH3分子中有3個(gè)鍵，而CH4分子中有4個(gè)鍵知識(shí)點(diǎn)二雜化軌道理論3sp3雜化形成的AB4型分子的空間構(gòu)型是()A平面四邊形 B四面體形C四角錐形 D平面三角形4下列分子中的碳原子采取sp2雜化的是()AC2H2 BC2H4CC3H8 DCO25有關(guān)甲醛分子的說法正確的是()AC原子采取sp1雜化B甲醛分子為三角錐形結(jié)構(gòu)CC原子采取sp2雜化D甲醛分子為三角錐形結(jié)構(gòu)6三氯化磷分子的空間構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形，下列關(guān)于三氯化磷分子空間構(gòu)型的敘述，不正確的是()APCl3分子中P采用sp3雜化BPCl3分子中PCl鍵屬于極性共價(jià)鍵CPCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵鍵能、鍵角均相等DPCl3是非極性分子練方法技巧較復(fù)雜分子的空間構(gòu)型的判斷7下列關(guān)于丙烯()的說法不正確的是()A丙烯分子有8個(gè)鍵，1個(gè)鍵B丙烯分子中3個(gè)碳原子都是sp3雜化C丙烯分子中存在非極性鍵D丙烯分子中3個(gè)碳原子不在同一直線上8下列關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的敘述中，正確的是()6個(gè)碳原子可能都在一條直線上6個(gè)碳原子不可能都在同一條直線上6個(gè)碳原子可能都在同一平面上6個(gè)碳原子不可能都在同一平面上A BC D練高考真題9(2008·四川理綜，27)D、E、X、Y、Z是周期表中的前20號(hào)元素，且原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡(jiǎn)單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)依次是正四面體、三角錐形、正四面體、角形(V形)、直線形?；卮鹣铝袉栴}：(1)Y的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為_。(2)上述5種元素中，能形成酸性最強(qiáng)的含氧酸的元素是_，寫出該元素的任意3種含氧酸的化學(xué)式：_。(3)D和Y形成的化合物，其分子的空間構(gòu)型為_。(4)D和X形成的化合物，其化學(xué)鍵類型屬_。(5)金屬鎂和E的單質(zhì)在高溫下反應(yīng)得到的產(chǎn)物是_，此產(chǎn)物與水反應(yīng)生成兩種堿，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。練綜合拓展10在形成氨氣分子時(shí)，氮原子中的原子軌道發(fā)生sp3雜化生成4個(gè)_，生成的4個(gè)雜化軌道中，只有_個(gè)含有未成對(duì)電子，所以只能與_個(gè)氫原子形成共價(jià)鍵，又因?yàn)?個(gè)sp3雜化軌道有_，所以氨氣分子中的鍵角與甲烷不同。11隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以天然氣(主要成分CH4)為原料經(jīng)合成氣(主要成分CO、H2)制化學(xué)品是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。請(qǐng)回答下列問題：(1)Fe (CO)5中鐵的化合價(jià)為0價(jià)，寫出基態(tài)鐵原子的電子排布式：_。(2)原子數(shù)目和電子總數(shù)(或價(jià)電子總數(shù))相同的微?；榈入娮芋w，等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征。與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為_和_(填化學(xué)式)，CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成_。在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有_。12試回答下列問題：(1)指出下面物質(zhì)分子或離子的空間構(gòu)型：PO_；CS2_。(2)有兩種活性反應(yīng)中間體微粒，它們的微粒中均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子。請(qǐng)依據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型，寫出相應(yīng)的化學(xué)式：A：_；B：_。(3)按要求寫出第2周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式：平面形分子_，三角錐形分子_，四面體形分子_。(4)下列一組微粒中鍵角由大到小順序排列為_(用編號(hào)填寫)。HCNSiF4SCl2COH3O第2節(jié)共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型第1課時(shí)一些典型分子的空間構(gòu)型雙基落實(shí)一、CH4 二、1相近雜化原子軌道集中牢固2234234180°120°109.5°直線形平面三角形正四面體形課堂練習(xí)1B2.B3C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雜化軌道形成鍵。4CH2O、NH3、CH4分子的中心原子O、N、C形成的都是sp3雜化軌道，但是H2O、NH3只形成2個(gè)或3個(gè)共價(jià)鍵，有2個(gè)或1個(gè)雜化軌道被孤對(duì)電子占據(jù)。5B本題考查常見分子中中心原子的原子雜化軌道類型。CO2、BeCl2、C2H2屬于sp1雜化；SO2、CH4、NH3屬于sp3雜化；BF3、C2H4屬于sp2雜化。B正確。課時(shí)作業(yè)1A四個(gè)選項(xiàng)中鍵角最大的為直線形的CO2分子，鍵角為180°，其次為平面三角形分子BF3，鍵角為120°，再次為正四面體形分子CH4，鍵角為109.5°，最小的是V形分子H2O，由于其分子中存在著未成鍵的2對(duì)孤對(duì)電子，它對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用較強(qiáng)，使鍵角從109.5°被壓縮到104.5°。2CNH3和CH4的中心原子均是sp3雜化，但NH3分子中有一對(duì)孤對(duì)電子，CH4分子中沒有孤對(duì)電子，由于孤對(duì)電子成鍵電子對(duì)之間的排斥作用>成鍵電子對(duì)成鍵電子對(duì)之間的排斥作用，NH3分子進(jìn)一步被“壓縮”成三角錐形，甲烷則呈正四面體形。3Bsp3雜化形成的AB4型分子的空間構(gòu)型應(yīng)為四面體形，例如CH4、CF4等。4BA項(xiàng)C2H2中的碳原子采取sp1雜化，B項(xiàng)C2H4中的碳原子采取sp2雜化，C項(xiàng)C3H8中的碳原子采取sp3雜化，D項(xiàng)CO2中的碳原子采取sp1雜化。5C甲醛分子(CH2O)中心C原子采用的是sp2雜化，三個(gè)雜化軌道呈平面三角形，兩個(gè)sp2雜化軌道分別與一個(gè)H原子形成一個(gè)CH 鍵，另一個(gè)sp2雜化軌道與O原子形成一個(gè)鍵，C原子中未參與雜化的1個(gè)p軌道與O原子的p軌道形成一個(gè)鍵。6D7B本題考查共價(jià)鍵的形成、分類和空間結(jié)構(gòu)。丙烯分子有8個(gè)鍵，1個(gè)鍵，A正確；丙烯分子中的CH3碳原子是sp3雜化，CH2CH中2個(gè)碳原子都是sp2雜化，B錯(cuò)誤；丙烯分子存在非極性鍵，C正確；丙烯分子中3個(gè)碳原子在同一平面上不在同一直線上，D正確。8B鍵上的原子都在同一平面上，CC上的原子都在同一條直線上，所以分子中的6個(gè)碳原子為如下關(guān)系： 6個(gè)碳原子不可能共線，但可能在同一個(gè)平面上。9(1)SO3(2)ClHClO、HClO2、HClO3、HClO4(任選3種)(3)直線形(4)共價(jià)鍵(5)Mg3N2Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3解析由于D、E、X、Y、Z是周期表中的前20號(hào)元素，且原子序數(shù)逐漸增大，并且它們的最簡(jiǎn)單氫化物的空間構(gòu)型依次為正四面體，三角錐形、正四面體、角形(V形)、直線形。所以D、X為C、Si，E為N，Y為S，Z為Cl。(1)Y的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為SO3。(2)非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)含氧酸的酸性越強(qiáng)，在C、N、Si、S、Cl五種元素中，Cl元素的非金屬性最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸酸性最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的三種含氧酸為HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任寫三種)。(3)D和Y形成的化合物為CS2，空間構(gòu)型為直線形。(4)D和X形成的化合物為SiC，Si、C是兩種電負(fù)性差別較小的元素，兩者形成的化學(xué)鍵類型屬共價(jià)鍵。(5)金屬鎂和E的單質(zhì)N2在高溫下得到Mg3N2，與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。10sp3雜化軌道33一對(duì)孤對(duì)電子解析NH3中N原子為sp3雜化，形成4個(gè)sp3雜化軌道，但NH3分子空間構(gòu)型不是正四面體，而是三角錐形，是因?yàn)榈有纬蒒H3時(shí)仍有一對(duì)孤對(duì)電子。11(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)N2CNCOCH4、CH3OH12(1)正四面體形直線形(2)CHCH(3)BF3NF3CF4(4)解析(1)PO離子的空間構(gòu)型為正四面體形；CS2分子的空間構(gòu)型與CO2一樣，為直線形。(2)含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子的平面形結(jié)構(gòu)的微粒應(yīng)該是CH，中心碳原子采取sp2雜化。含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子三角錐形結(jié)構(gòu)的微粒應(yīng)該是CH，中心碳原子采取sp3雜化。(3)第2周期的五種非金屬元素B、C、N、O、F構(gòu)成的中性分子中，平面形分子為BF3，三角錐形分子為NF3，四面體形分子為CF4。(4)HCN為直線形分子(中心碳原子采取sp1雜化)，鍵角180°；SiF4為正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為109.5°；SCl2為V形結(jié)構(gòu)，鍵角接近90°；CO為平面形結(jié)構(gòu)，鍵角120°；H3O為三角錐形結(jié)構(gòu)，小于109.5°，但大于90°。所以鍵角由大到小順序排列為。