第二节共价键与分子的立体构型

第二节 共价键与分子的立体构型

【课前预习】

1、 写出C、Be、B、N、O元素原子的价电子轨道表示式 2、 甲烷的电子式

，空间构型

，其性质稳定，通常情况下 ，结构式

空间构型

使溴水与

，

【问题探究2】

1.请同学们阅读教材41页，然后思考，除了有sp3杂化外，还有哪些轨道杂化形式？

酸性高锰酸钾溶液褪色；乙烯的电子式

甲烷、乙烯分子中所含σ键、π键数分别为 加成反应的方程式分别是

，乙烯与溴水、氢气、水发生

【课堂互动区】 甲烷分子的形成及立体构型

【问题探究1】请同学们阅读教材40页，解决以下问题

2.解释BeCl2分子是怎样形成的,它的分子构型？

1.什么是原子轨道的杂化？

3.解释BF3分子是怎样形成的,它的分子构型?

2.什么叫做杂化轨道？

【小结2】

(3)sp杂化：sp型杂化轨道是由一个 角为

4.能否根据杂化轨道理论解释甲烷分子的轨道是如何形成的呢？

，呈

轨道和一个

。

轨道组合而成的，杂化轨道间的夹

3.哪些轨道才可以进行杂化？

5.那么甲烷的正四面体构型是怎样形成的呢？

如BeCl2：

【小结】

(1)杂化：在外界条件影响下，原子内部 子轨道的杂化，

原子轨道

的过程叫做原

。

(4)sp2杂化：sp2杂化轨道是由一个 轨道和两个

，呈

如BF3分子

，叫做杂化原子轨道，简称

，

3

轨道组合而成的，杂化轨道的夹角为

(2)sp3杂化：形成甲烷分子时，中心原子的 和 ， 等四条原子轨道发

生杂化，形成一组新的轨道，即四条 杂化轨道，这些sp杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。sp3杂化轨道是由—个

，空间构型为

轨道和三个

轨道组合而成的，杂化轨道间的夹角为

。如CH4分子的结构：

【总结】

1.组成杂化轨道的原子轨道，其能量相差 。如1s与2s、2p能量相差较大，不能形成杂化轨道。

2.杂化的过程：激发、杂化、杂化轨道成键

3.经杂化后轨道能量和成分均发生了变化，杂化的目的是 4.杂化轨道一般形成

键

四个sp杂化轨道有一个有 ，所以，氨气分子中的键角与甲烷不同。

3

5．根据杂化轨道理论，形成苯分子是每个碳原子的原子轨道发生 杂化，由此形成的三个 在同一平面内。三个 分别与两个碳原子、一个氢原子形成σ键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的 ，他们均有一个未成对电子。这些 轨道垂直于 ，相互平行，以 方式相互重叠，形成一个多电子的 键。

6．分子极性的判断方法：中心原子即其他原子围绕成键的原子。分子中的中心原子若最外层电子全部参与成键，并且结合相同的原子，此分子一般为非极性分子；若中心原子最外层电子未全部成键，此分子一般为极性分子。

5.杂化轨道数＝参与杂化的原子轨道数 6.常见的杂化轨道与杂化轨道空间构型的关系

7．CO2、CH4是 键构成的 分子；H2O、NH3是 键构成的 分子。 8.完成下列图表

【总结】

1、在外界条件的影响下，原子内部 的过程叫做轨道杂化，组合后形成的新的、 的一组原子轨道，叫杂化轨道。

2．甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个 轨道和三个 轨道重新组合而成的，这种杂化叫 。

3．乙烯分子中碳原子的原子轨道采用sp杂化。形成乙烯分子时，两个碳原子各用的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 分别与两个氢原子的 的电子配对形成共价键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的 的未成对电子相互配对形成一个 键。

4．在形成氨气分子时，氮原子的中原子轨道发生 杂化，生成四个 。生成的四个杂化轨道中，只有 个含有未成对电子，所以只能与 个氢原子形成共价键。又因为

2

根据以上分析结果，试推测哪些物质易溶于水 。 【例题1】下列叙述中正确的是

A．极性分子中不可能含有非极性键 B．离子化合物中不可能含有非极性键 C．非极性分子中不可能含有非极键 D．共价化合物中不可能含有离子键

【例题2】 实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be——Cl键间的夹角为180°，由此可判断BeCl2属于

A．由极性键形成的极性分子 B．由极性键形成的非极性分子 C．由非极性键形成的极性分子 D．由非极性键形成的非极性分子

【学以致用】分析含C分子的空间构型：

【课堂练习】

1. CO2分子的结构式为O=C=O，C原子采取____ _杂化,形成___ _个杂化轨道,夹角为_____,

空间__ ____形,碳原子的一个__ _轨道和O原子的一个__ _轨道形成一个σ键,碳原子的一个___ 轨道和O原子的一个__ _轨道形成一个 键。

2. 乙烯分子中碳原子的原子轨道采用___ _杂化。形成乙烯分子时，两个碳原子各用____

轨道的电子相互配对，形成一个σ键，每个碳原子的另外 _____轨道分别与两个氢原子的___轨道的电子配对形成__ __键；每个碳原子剩下的一个未参与杂化的__ __轨道的未成对电子相互配对形成一个__ __键。

3. 甲烷分子中碳原子的杂化轨道是由一个__轨道和三个__轨道重新组合而成的，这种杂化叫

______。

【课后巩固】

1、 下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（ ）

A、CO2和SO2 B、CH4 和NH3 C、BeCl2 和BF3 D、C2H4 和C2H2 2、 下列分子中，结构构成平面三角形的是（ ）

A、HgCl2 B、BF3 C、TeCl4 D、SF6 3、 在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是（ ）

A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键

C．C-H之间是sp形成的σ键，C-C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C-C之间是sp2形成的σ键，C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 4、 关于乙醇分子说法正确的是（ ）

A．含有8个极性键 B．没有非极性共价键 C．只有л键 D．只有σ键 5、 关于杂化轨道的说法正确的是（ ）

A．凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体

B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 C．sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合形成的一组能量相近的新轨道 D．凡共价化合物，其中心原子均采用sp3杂化轨道成键

【随堂练习】

1．用带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流发生偏转的是 （ ）

A．苯 B．二硫化碳 C．溴水 D．四氯化碳

2．下列物质中，以极性键结合的非极性分子是 （ ）

A．H2S B．CO2 C．SO2 D．H2O

3．下列分子中，键的极性最强的是（ ）

A．PH3 B．H2S C．HCl D．HI 4．下列物质中不含非极性共价键的是（ ）

①Na2O2 ②CCl4 ③FeS2 ④NH4Cl ⑤H—O—O—H ⑥Ca（OH）2

2

A．①②③④ B．④⑤⑥ C．②④⑥ D．②③⑤

5．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 （ ）

A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大 B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子

6．下列含有极性键的非极性分子是（ ）

（1）CCl4 （2）NH3 （3）CH4 （4）CO2 （5）N2 （6）H2S （7）SO2 （8）CS2 （9）H2O （10）HF A．（2）（3）（4）（5）（8） B．（1）（3）（4）（5）（8）

C．（1）（3）（4）（8） D．以上均不对 7．下列分子的中心原子形成sp2

杂化轨道的是 （ ）

A．H2O B．NH3 C．C2H4 D．CH4

8．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 （ ）

A．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH23

3为sp型杂化，而CH4是sp型杂化。B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。 C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。 D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。 9．下列分子中键角不是1200

的是（ ）

A．C2H4 B．C6H6 C．BF3 D．NH3 10．苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是 （ ）

A．分子中不存在π键 B．分子中存在6电子大π键，结构稳定

C．分子是平面结构 D．分子中只存在σ键 11．下列分子或离子中，含有孤对电子的是 （ ）

A．H2O B．CH4 C．SiH4 D．NH+

4

12．溴化碘（IBr）的化学性质类似于卤素单质，试回答下列问题：

（1）溴化碘的电子式是 ，它是由 键形成的 分子。

（2）溴化碘和水反应生成了一种三原子分子，该分子的电子式为 。

13．A、B、C均为短周期元素，可形成A2C和BC2两种化合物。A、B、C的原子序数依次递增，A原子

的K层的电子数目只有一个，B位于A的下一周期，它的最外层电子数比K层多2个，而C原子核外

的最外层电子数比次外层电子数少2个。它们的元素符号分别为：A ；B ；C ；BC2是由 键组成的 （填“极性”或“非极性”）分子。

15．通常碘在水、酒精等溶剂中呈褐色，而在苯、四氯化碳等溶剂中呈紫色，试推测碘分别在二硫化

碳和氯仿（CHCl3）中的可能颜色。在CS2中 ，在氯仿中 。

16．试用杂化轨道理论分析为什么BF3的空间构型是平面三角形，而NF3是三角锥形的？

17．2003年10月16日“神舟五号”飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想。

运送飞船的火箭燃料除液态双氧水．．．．．外，还有另一种液态氮氢化合物．．．．．．．。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键。 （1）该氮氢化合物的电子式为 。

（2）若该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，写出该反应的

化学方程式 。

（3）NH3分子中的N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH3+HCl=NH4Cl。试写出上述氮氢化合物通入

足量盐酸时，发生反应的化学方程式 。