分子空间构型

形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2ONH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70思考：同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，什么原因？同为四原子分子，CH2O与NH3分子的的空间结构也不同，什么原因？探究与讨论：1、写出H、C、N、O等原子的电子式：可形成共用电子对数电子式ONCH原子H···O：··C：··1234·N：··2、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式结构式中心原子有无孤对电子空间结构OCO:::::::::::HOH::::HNH:H:::HCH:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H--HH无有有无无直线形V形三角锥形平面三角形正四面体::HCH:O:::分子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用,而趋向尽可能采取对称的空间构型。价层电子对互斥理论:基本要点：•分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关。•价层电子对尽可能远离,以使斥力最小。价层电子对=成键电子对+孤对电子对(VP)(BP)(LP)价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的具体步骤：•确定中心原子的价层电子对数，以AXm为例(A—中心原子,X—配位原子)：原则：①A的价电子数=主族序数；②配体X：H和卤素每个原子各提供一个价电子,规定氧与硫不提供价电子；③正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。VP=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数×m±离子电荷数()]负正•确定电子对的空间构型：VP=2直线形VP=3平面三角形VP=4正四面体VP=5三角双锥VP=6正八面体•确定中心原子的孤对电子对数，推断分子的空间构型。①LP=0:分子的空间构型=电子对的空间构型2BeHVP=(2+2)=2直线形213BFVP=(3+3)=3平面三角形214CHVP=(4+4)=4四面体215PClVP=(5+5)=5三角双锥216SFVP=(6+6)=6八面体21例如：②LP≠0：分子的空间构型不同于电子对的空间构型。34611212SnCl2平面三角形V形NH3四面体三角锥H2O四面体V形IF5八面体四方锥XeF4八面体平面正方形VPLP电子对的空间构型分子的空间构型例VP=5，电子对空间构型为三角双锥，LP占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？原则：斥力最小。例如：SF4VP=5LP=1SFFFFLP－BP(90o)32结论：LP占据水平方向三角形,稳定分子构型为变形四面体(跷跷板形)。SFFFFF515253VPLP电子对的空间构型分子的空间构型例三角双锥变形四面体SF4三角双锥T形ClF3三角双锥直线形XeF2（3）判断共价分子结构的实例例1利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型。要求写出价层电子总数、对数、电子对构型和分子构型。AlCl3H2SSO32-NH4+NO2IF3解：总数对数电子对构型6888510344435三角形正四面体正四面体正四面体三角形三角双锥分子构型三角形V字构型三角锥正四面体V字形T字形AlClClClSOOONHHHHNOOFFFSHH代表物中心原子结合的原子数分子类型空间构型中心原子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子有孤对电子H2O2AB2NH33AB3直线形平面三角形正四面体V形三角锥形小结:价层电子对互斥模型应用反馈:化学式中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形V形V型平面三角形三角锥形四面体正四面体正四面体SO42－04正四面体具有相同的通式——ABm，而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180或90等特定的角度。（1）CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2，价电子总数16，具有相同的结构—直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s-骨架，键角为180，分子里有两套34p-p大键。等电子体原理（2）CO32–、NO3–、SO3等离子或分子具有相同的通式—AX3,总价电子数24，有相同的结构—平面三角形分子,中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的s-骨架，有一套46p-p大键。（3）SO2、O3、NO2–等离子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤对电子(处于分子平面上)，分子立体结构为V型(或角型、折线型)，有一套符号为34的p-p大键。（4）SO42–、PO43–等离子具有AX4的通式,总价电子数32，中心原子有4个s-键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立体结构；（5）PO33–、SO32–、ClO3–等离子具有AX3的通式，总价电子数26，中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s-轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，(不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式，没有p-pp键或p-p大键，它们的路易斯结构式里的重键是d-p大键。1．极性分子：正电荷重心和负电荷重心不重合的分子称为极性分子。2．非极性分子：正电荷重心和负电荷重心重合的分子称为非极性分子。3．规律(1)双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性，以分子的极性极性键结合的双原子分子是极性分子，以非极性键结合的双原子分子是非极性分子。(2)以极性键结合的多原子分子，分子是否有极性取决于分子的空间构型。4．“相似相溶规则”：一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂1．手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象称为手性异构现象。2．手性分子：具有手型异构体的分子称为手性分子。手性分子3．手性碳原子：在有机物分子中，连有____________________________的碳原子称为手性碳原子。如四个不同的原子或原子团思考感悟2．手性碳原子有什么特点？【提示】连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子造成的。如果一个碳原子所连的四个原子或原子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用*C表示，如：R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或原子团。所以，判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团。1．下列叙述中正确的是()A．离子化合物中不可能存在非极性键B．非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键C．非极性分子中一定含有非极性键D．不同非金属元素原子之间形成的化学键都是极性键解析：选D。判断“不可能存在”、“一定含有”、“都是”等类结论的正误时，一般可用反例法。即只要能举出一个可以成立的反例来，则可否定题中结论，如果不存在反例，则可认为题中结论正确。A项离子化合物中可能存在非极性键。如Na2O2是离子化合物，其中O—O键是非极性键，故A错误。B项非极性分子中，既含非极性键又含极性键是可能的。如乙炔(H—C≡C—H)分子中，C—H键是极性键，C≡C键是非极性键。C项由极性键组成的多原子分子，只要分子结构对称就是非极性分子。如CO2(O===C===O)是非极性分子，分子中所有化学键都是极性键，故C也是错误的。D项叙述正确。因为不同非金属原子吸引电子的能力不同，它们之间的共用电子对必偏向其中一方而形成极性共价键。2．判断下列分子为手性分子的是()答案：B3．(2011年镇江高二检测)膦又称磷化氢，化学式为PH3，在常温下是一种无色有大蒜气味的有毒气体，它的分子呈三角锥形。以下关于PH3的叙述中正确的是()A．PH3是非极性分子B．PH3中有未成键电子对C．PH3是一种强氧化剂D．PH3分子中P—H键是非极性键解析：选B。N、P位于同一主族，故PH3的分子空间构型应与NH3的相似，即为极性键形成的极性分子，有一对孤电子对，无强氧化性。