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

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1、新編化學精品資料 第2節(jié)　共價鍵與分子的空間構型 第1課時　一些典型分子的空間構型 學習目標　1.掌握軌道雜化的基本思想，并能用雜化軌道理論判斷簡單分子共價鍵的形成和空間構型。 一、甲烷分子的空間構型 化學式：________，結構式：________________，分子的立體結構模型： 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

2、它與其他原子的原子軌道重疊的程度更大，形成的共價鍵更__________。通常，有多少個原子軌道參加雜化，就形成多少個雜化軌道。 2．雜化軌道的類型 雜化類型 sp1 sp2 sp3 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 空間構型 實例 CH≡CH、 CH4、CF4 1．下列分子的空間構型是正四面體形的是(　　) ①CH4?、贜H3　③CF4?、躍iH4?、軨2H4　⑥CO2 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．

3、①③⑤ 2．下列分子的空間構型，可以用sp1雜化方式解釋的是(　　) A．HCl B．BeCl2 C．PCl3 D．CCl4 3．在BrCH===CHBr分子中，C—Br鍵采用的成鍵軌道是(　　) A．sp1—p B．sp3—s C．sp2—p D．sp3—p 4．下列分子的中心原子形成sp2雜化軌道的是(　　) A．H2O B．NH3 C．C2H4 D．CH4 5．下列分子中的中心原子雜化軌道的類

4、型相同的是(　　) A．CO2與SO2 B．CH4與NH3 C．BeCl2與BF3 D．C2H4與C2H2 練基礎落實 知識點一　一些典型分子的空間構型 1．下列分子中鍵角最小的是(　　) A．H2O B．CO2 C．BF3 D．CH4 2．NH3分子空間構型是三角錐形，而CH4是正四面體形，這是因為(　　) 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 B．NH3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

5、 C．NH3分子中有一對未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較強 D．NH3分子中有3個σ鍵，而CH4分子中有4個σ鍵 知識點二　雜化軌道理論 3．sp3雜化形成的AB4型分子的空間構型是(　　) 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(　　) A．C2H2 B．C2H4 C．C3H8 D．CO2 5．有關甲醛分子的說法正確的是(　　) A．C原子采取s

6、p1雜化 B．甲醛分子為三角錐形結構 C．C原子采取sp2雜化 D．甲醛分子為三角錐形結構 6．三氯化磷分子的空間構型是三角錐形而不是平面正三角形，下列關于三氯化磷分子空間構型的敘述，不正確的是(　　) A．PCl3分子中P采用sp3雜化 B．PCl3分子中P—Cl鍵屬于極性共價鍵 C．PCl3分子中三個共價鍵鍵能、鍵角均相等 D．PCl3是非極性分子 練方法技巧 較復雜分子的空間構型的判斷 7．下列關于丙烯()的說法不正確的是(　　) A．丙烯分子有8個σ鍵，1個π鍵 B．丙烯分子中3個碳原子都是sp3雜化 C．丙烯分子中存在非極性鍵 D．丙烯分子中3個碳原子不

7、在同一直線上 8．下列關于分子結構的敘述中，正確的是(　　) ①6個碳原子可能都在一條直線上?、?個碳原子不可能都在同一條直線上　③6個碳原子可能都在同一平面上?、?個碳原子不可能都在同一平面上 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 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號元素，且原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡單氫化物分子的空間結構依次是正四面體、三角錐形、正四面體、角形(V形)、直線形?；卮鹣铝袉栴}： (1)Y的最高價氧化物的化學式為

8、__________。 (2)上述5種元素中，能形成酸性最強的含氧酸的元素是________，寫出該元素的任意3種含氧酸的化學式：____________________________。 (3)D和Y形成的化合物，其分子的空間構型為____________。 (4)D和X形成的化合物，其化學鍵類型屬________________。 (5)金屬鎂和E的單質在高溫下反應得到的產物是__________，此產物與水反應生成兩種堿，該反應的化學方程式是________________________________。 練綜合拓展 10．在形成氨氣分子時，氮原子中的原子軌道發(fā)生sp3雜化

9、生成4個________________，生成的4個雜化軌道中，只有________個含有未成對電子，所以只能與____________個氫原子形成共價鍵，又因為4個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注。以天然氣(主要成分CH4)為原料經合成氣(主要成分CO、H2)制化學品是目前天然氣轉化利用的主要技術路線。請回答下列問題： (1)Fe (CO)5中鐵的化合價為0價，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)(或價電子總數(shù))相同的微?；?/p>

10、等電子體，等電子體具有相似的結構特征。與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為________和________(填化學式)，CO分子的結構式可表示成__________。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)指出下面物質分子或離子的空間構型：PO___________________； CS2_______________。 (2)有兩種活性反應中間體微粒，它們的微粒中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型，寫出相應的化學式： A：______________；

11、B：____________。 (3)按要求寫出第2周期非金屬元素構成的中性分子的化學式： 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______________(用編號填寫)。 ①HCN?、赟iF4?、跾Cl2　④CO?、軭3O＋ 第2節(jié)　共價鍵與分子的空間構型 第1課時　一些典型分子的空間構型 雙基落實 一、 CH4　 二、 1．相近　雜化原子軌道　集中　牢固 2．2　3　4　2　3　4　180°　120°　109.5°　直線形 平面三角

12、形　正四面體形 課堂練習 1．B　2.B 3．C　[分子中的兩個碳原子都是采用sp2雜化，溴原子的價電子為4s24p5,4p軌道上有一個單電子，與碳原子的一個sp2雜化軌道形成σ鍵。] 4．C　[H2O、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個或3個共價鍵，有2個或1個雜化軌道被孤對電子占據(jù)。] 5．B　[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。] 課時作業(yè) 1．A　[四個選項中鍵角最大的為直線形的CO

13、2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對孤對電子，它對成鍵電子對的排斥作用較強，使鍵角從109.5°被壓縮到104.5°。] 2．C　[NH3和CH4的中心原子均是sp3雜化，但NH3分子中有一對孤對電子，CH4分子中沒有孤對電子，由于孤對電子——成鍵電子對之間的排斥作用>成鍵電子對——成鍵電子對之間的排斥作用，NH3分子進一步被“壓縮”成三角錐形，甲烷則呈正四面體形。] 3．B　[sp3雜化形成的AB4型分子的空間構型應為四面體形，例如CH4、CF4等。]

14、4．B　[A項C2H2中的碳原子采取sp1雜化，B項C2H4中的碳原子采取sp2雜化，C項C3H8中的碳原子采取sp3雜化，D項CO2中的碳原子采取sp1雜化。] 5．C　[甲醛分子(CH2O)中心C原子采用的是sp2雜化，三個雜化軌道呈平面三角形，兩個sp2雜化軌道分別與一個H原子形成一個C—H σ鍵，另一個sp2雜化軌道與O原子形成一個σ鍵，C原子中未參與雜化的1個p軌道與O原子的p軌道形成一個π鍵。] 6．D 7．B　[本題考查共價鍵的形成、分類和空間結構。丙烯分子有8個σ鍵，1個π鍵，A正確；丙烯分子中的－CH3碳原子是sp3雜化，CH2CH中2個碳原子都是sp2雜化，B錯誤；丙

15、烯分子存在非極性鍵，C正確；丙烯分子中3個碳原子在同一平面上不在同一直線上，D正確。] 8．B　[鍵上的原子都在同一平面上，C≡C上的原子都在同一條直線上，所以分子中的6個碳原子為如下關系： 6個碳原子不可能共線，但可能在同一個平面上。] 9．(1)SO3　(2)Cl　HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任選3種)　(3)直線形　(4)共價鍵　(5)Mg3N2　Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ 解析　由于D、E、X、Y、Z是周期表中的前20號元素，且原子序數(shù)逐漸增大，并且它們的最簡單氫化物的空間構型依次為正四面體，三角錐形、正四面體、角形(V形)

16、、直線形。所以D、X為C、Si，E為N，Y為S，Z為Cl。 (1)Y的最高價氧化物的化學式為SO3。(2)非金屬性越強，其對應含氧酸的酸性越強，在C、N、Si、S、Cl五種元素中，Cl元素的非金屬性最強，對應的最高價含氧酸酸性最強，對應的三種含氧酸為HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任寫三種)。 (3)D和Y形成的化合物為CS2，空間構型為直線形。 (4)D和X形成的化合物為SiC，Si、C是兩種電負性差別較小的元素，兩者形成的化學鍵類型屬共價鍵。 (5)金屬鎂和E的單質N2在高溫下得到Mg3N2，與水反應的化學方程式：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3

17、↑。 10．sp3雜化軌道　3　3　一對孤對電子 解析　NH3中N原子為sp3雜化，形成4個sp3雜化軌道，但NH3分子空間構型不是正四面體，而是三角錐形，是因為氮原子形成NH3時仍有一對孤對電子。 11．(1)1s22s22p63s23p63d64s2　(2)N2　CN－　C≡O CH4、CH3OH 12．(1)正四面體形　直線形　(2)CH　CH (3)BF3　NF3　CF4　(4)①④②⑤③ 解析　(1)PO離子的空間構型為正四面體形；CS2分子的空間構型與CO2一樣，為直線形。(2)含有1個碳原子和3個氫原子的平面形結構的微粒應該是CH，中心碳原子采取sp2雜化。含有1個碳原子和3個氫原子三角錐形結構的微粒應該是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)①HCN為直線形分子(中心碳原子采取sp1雜化)，鍵角180°；②SiF4為正四面體結構，鍵角為109.5°；③SCl2為V形結構，鍵角接近90°；④CO為平面形結構，鍵角120°；⑤H3O＋為三角錐形結構，小于109.5°，但大于90°。所以鍵角由大到小順序排列為①④②⑤③。