2020-2021學(xué)年微項(xiàng)目 甲醛的危害與去除——利用電負(fù)性分析與預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)集體備課ppt課件

這是一份2020-2021學(xué)年微項(xiàng)目 甲醛的危害與去除——利用電負(fù)性分析與預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)集體備課ppt課件，共49頁。PPT課件主要包含了必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基，能量相近，雜化軌道，°28′，直線形，平面三角形，正四面體形，C2H2，BF3，CCl4等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、雜化軌道理論1.甲烷分子的組成和結(jié)構(gòu)
2.雜化軌道理論(1)軌道雜化和雜化軌道
(2)甲烷中碳原子的雜化類型
(1)有多少個(gè)原子軌道發(fā)生雜化就形成多少個(gè)雜化軌道。(　　)提示:√。雜化軌道的個(gè)數(shù)與參與雜化的軌道的個(gè)數(shù)是相等的。(2)雜化軌道用于形成π鍵。(　　)提示:×。雜化軌道只能形成σ鍵,不能形成π鍵,π鍵一般是未參與雜化的原子軌道之間形成。
二、雜化軌道的類型及典例1.雜化軌道的類型
2.雜化軌道類型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系
【做一做】指出下列原子的雜化軌道類型及分子的空間構(gòu)型:(1)CO2中的C采取___雜化,空間構(gòu)型為_______;(2)SiF4中的Si采取___雜化,空間構(gòu)型為___________;(3)BCl3中的B采取___雜化,空間構(gòu)型為___________;(4)PH3中的P采取___雜化,空間構(gòu)型為_________;(5)N 中的N采取___雜化,空間構(gòu)型為_____。
3.苯分子的空間構(gòu)型分析(1)苯的空間構(gòu)型。
(2)苯分子中的大π鍵:六個(gè)碳原子上各有一個(gè)未參與雜化的垂直于碳環(huán)平面的___軌道,這六個(gè)軌道以“_______”的方式形成含有六個(gè)電子、屬于六個(gè)碳原子的_______。
【情境·思考】硼氮苯,硼與氮形成的類似苯的化合物,分子式為B3N3H6,俗稱無機(jī)苯,又稱環(huán)硼氮六烷。無機(jī)苯遇水會(huì)發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物為氨氣與硼酸。硼氮苯液體密度0.81 g·cm-3(55 ℃時(shí)),固體密度1.00 g·cm-3(-55 ℃時(shí)),熔點(diǎn)-58 ℃,沸點(diǎn)55 ℃,液體折射率1.382 1,臨界溫度為252 ℃。下面是硼氮苯的結(jié)構(gòu)式。
(1)已知硼氮苯的結(jié)構(gòu)與苯的結(jié)構(gòu)相似,均是平面正六邊形結(jié)構(gòu),則硼氮苯中N原子和B原子的軌道雜化方式是什么?提示:由于B原子和N原子均為平面結(jié)構(gòu),故二者的雜化方式均是sp2雜化。(2)硼氮苯中,主要有哪幾種類型的共價(jià)鍵?提示:主要有B與H之間sp2-s σ鍵、N與H之間sp2-s σ鍵、B和N之間的sp2-sp2σ鍵和一個(gè)大π鍵。
知識(shí)點(diǎn)　雜化軌道與分子的空間構(gòu)型的關(guān)系【重點(diǎn)釋疑】1.判斷中心原子雜化軌道類型的方法
2.分子的空間構(gòu)型與雜化軌道的關(guān)系(1)當(dāng)雜化軌道全部用于形成σ鍵時(shí)①sp雜化
(2)當(dāng)雜化軌道中有未參與成鍵的孤電子對(duì)時(shí),由于孤電子對(duì)參與互相排斥,會(huì)使分子的構(gòu)型與雜化軌道的形狀有所區(qū)別。如水分子中氧原子的sp3雜化軌道有2個(gè)是由孤電子對(duì)占據(jù)的,其分子不呈正四面體構(gòu)型,而呈角形,氨分子中氮原子的sp3雜化軌道有1個(gè)由孤電子對(duì)占據(jù),氨分子不呈正四面體構(gòu)型,而呈三角錐形。
【易錯(cuò)提醒】(1)形成分子時(shí),通常存在激發(fā)、雜化和軌道重疊等過程。(2)原子軌道的雜化只有在形成分子的過程中才會(huì)發(fā)生,孤立的原子是不可能發(fā)生雜化的。(3)雜化前后軌道數(shù)目不變。(4)雜化后軌道的伸展方向及形狀發(fā)生改變。(5)只有能量相近的軌道才能雜化(ns、np)。(6)sp雜化和sp2雜化的兩種形式中,原子還有未參與雜化的p軌道,可用于形成π鍵,而雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。
【思考·討論】(1)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角是否一致?提示:不一定。雜化軌道給出的模型是理想型的,但分子實(shí)際結(jié)構(gòu)還要考慮孤電子對(duì)的排斥作用,這就導(dǎo)致了分子實(shí)際鍵角和理論鍵角的差別。
(2)乙烯分子中的碳原子上的價(jià)電子全部參與雜化嗎?其中心原子的雜化類型是什么?提示:乙烯分子中的碳原子采取sp2雜化,兩個(gè)碳原子各用1個(gè)sp2雜化軌道上的電子相互配對(duì),形成1個(gè)σ鍵,每個(gè)碳原子的另外兩個(gè)sp2雜化軌道上的電子分別與兩個(gè)氫原子的1s軌道上的電子配對(duì)形成1個(gè)σ鍵,每個(gè)碳上剩余的1個(gè)未參與雜化的2p軌道以“肩并肩”方式重疊形成π鍵。
【案例示范】【典例】(雙選)(2020·三門峽高二檢測(cè))關(guān)于原子軌道的說法正確的是(　　)A.凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構(gòu)型都是正四面體形B.CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)氫原子的1s 軌道和碳原子的2p軌道雜化而形成的C.sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的s 軌道和p軌道雜化形成的一組能量相同的新軌道D.AB3型的共價(jià)化合物,其中心原子A可采用sp2或sp3雜化軌道成鍵
【思維建模】判斷分子空間構(gòu)型的步驟如下:
【解析】選C、D。中心原子采取sp3雜化,四個(gè)sp3雜化軌道在空間的形狀是正四面體形,但如果中心原子上還有孤電子對(duì),分子的立體構(gòu)型就不是正四面體形。CH4分子中的sp3雜化軌道是碳原子的一個(gè)2s軌道與三個(gè)2p軌道雜化而成的。AB3型的共價(jià)化合物,A原子可能采取sp2雜化或sp3雜化。
【母題追問】中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其立體構(gòu)型可以是三角錐形嗎?若有的話,請(qǐng)舉例說明。提示:有。比如氨氣,其中心氮原子是sp3雜化類型,但是其分子的空間構(gòu)型是三角錐形。
【規(guī)律方法】有雜化類型的共價(jià)化合物的共價(jià)鍵的成鍵方式的判斷方法sp、sp2兩種雜化形式中還有未參與雜化的p軌道,可用于形成π鍵,而雜化軌道只用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。
【遷移·應(yīng)用】1.(2020·南京高二檢測(cè)) 下列分子所含原子中,既有sp3雜化,又有sp2雜化的是(　　)A.乙醛[ ]B.丙烯腈[ ]C.甲醛[ ]D.丙炔[ ]
【解析】選A。乙醛中甲基的碳原子采取sp3雜化,醛基中碳原子采取sp2雜化;丙烯腈中碳碳雙鍵的兩個(gè)碳原子采取sp2雜化,另一個(gè)碳原子采取sp雜化;甲醛中碳原子采取sp2雜化;丙炔中甲基碳原子采取sp3雜化,碳碳三鍵中兩個(gè)碳原子采取sp雜化。
2.(2020·濟(jì)寧高二檢測(cè)) 下列分子的空間構(gòu)型可用sp2雜化軌道來解釋的是(　　)①BF3　②CH2 CH2?、? 　④CH≡CH?、軳H3?、轈H4　　　　　　　　　　　　　　　　　A.①②③B.①⑤⑥C.②③④D.③⑤⑥【解析】選A。sp2雜化形成的為三個(gè)夾角為120°的平面三角形雜化軌道,另外中心原子還有未參與雜化的p軌道,可形成一個(gè)π鍵,而雜化軌道只用于形成σ鍵或容納未成鍵的孤電子對(duì),①②③的鍵角均為120°,④為sp雜化,⑤⑥為sp3雜化。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列有關(guān)NCl3分子的敘述正確的是(　　)A.NCl3分子中的氮原子采取sp2雜化B.NCl3分子為平面三角形C.NCl3分子中Cl—N—Cl鍵角小于109°28′D.NCl3分子中含有非極性鍵【解析】選C。NCl3分子的中心原子氮原子的雜化軌道數(shù)為n= ×(5+3)=4,氮原子的雜化類型為sp3,其中1個(gè)雜化軌道含有1對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)具有排斥作用,使鍵角小于109°28′,NCl3分子為三角錐形,分子中N—Cl鍵為極性鍵。
2.(2020·大連高二檢測(cè))根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論及原子的雜化理論判斷,NF3分子的空間結(jié)構(gòu)和中心原子的雜化方式為(　　)A.直線形　sp雜化　　　　　B.三角形　sp2雜化C.三角錐形　sp2雜化D.三角錐形　sp3雜化【解析】選D。NF3分子的空間結(jié)構(gòu)和中心原子的雜化方式與NH3相同。
【素養(yǎng)提升】有機(jī)化合物是自然界中存在最多的一類化合物,了解有機(jī)物分子中化學(xué)鍵特征以及成鍵方式是研究有機(jī)物性質(zhì)的基礎(chǔ)。有機(jī)化合物的一些空間結(jié)構(gòu)示意圖如圖。
則根據(jù)你所學(xué)過的雜化軌道知識(shí),對(duì)有機(jī)化合物中的碳原子進(jìn)行探究,完成以下幾個(gè)問題:(1)烷烴分子中碳原子雜化方式是否相同?采用的雜化軌道類型有哪些?提示:由于碳原子的成鍵方式均是與其他原子形成單鍵,所以雜化方式相同,均采用sp3雜化成鍵。(2)甲苯分子中所有碳原子的雜化方式是否相同?采用何種雜化方式?提示:甲苯分子中碳原子的雜化方式不全相同。其中甲基上的碳原子采用sp3雜化成鍵,苯環(huán)上的所有碳原子均是sp2雜化成鍵。
(3)烯烴的碳碳雙鍵和炔烴的碳碳三鍵上的碳原子的雜化方式是否相同?若不相同,則各是什么雜化方式(若相同,此問不回答)?提示:不相同。碳碳雙鍵上的碳原子采用的雜化方式是sp2雜化,碳碳三鍵上碳原子是sp雜化成鍵。
1.(2020·金華高二檢測(cè))在 分子中,羰基碳原子與甲基碳原子成鍵時(shí)所采取的雜化方式分別為(　　)A.sp2雜化;sp2雜化　　　　B.sp3雜化;sp3雜化C.sp2雜化;sp3雜化D.sp雜化;sp3雜化【解析】選C。羰基上的碳原子共形成3個(gè)σ鍵,為sp2雜化,兩側(cè)甲基中的碳原子共形成4個(gè)σ鍵,為sp3雜化。
2.有關(guān)雜化軌道理論的說法不正確的是(　　)A.雜化前后的軌道數(shù)不變,但軌道的形狀發(fā)生了改變B.sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角分別為109°28′、120°、180°C.四面體形、三角錐形的結(jié)構(gòu)可以用sp3雜化軌道解釋D.雜化軌道全部參加形成化學(xué)鍵
【解析】選D。A.雜化過程中,原子軌道總數(shù)不變,即雜化軌道的數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目相等,雜化后軌道的形狀發(fā)生變化,故說法正確;B.通常,sp3、sp2、sp雜化軌道空間構(gòu)型分別為正四面體、平面三角形、直線形,因此其夾角分別為109°28′、120°、180°,故說法正確;C.部分四面體、三角錐形、角形分子的結(jié)構(gòu)可以用sp3雜化軌道解釋,如甲烷、氨氣分子、水分子,故說法正確;D.雜化軌道可以部分參加形成化學(xué)鍵,如NH3中N發(fā)生sp3雜化,形成了4個(gè)sp3雜化軌道,但是只有3個(gè)軌道參與形成化學(xué)鍵,故說法錯(cuò)誤。
3.s軌道和p軌道雜化的類型不可能有(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　A.sp雜化B. sp2雜化C.sp3雜化D.sp4雜化【解析】選D。p能級(jí)只有3個(gè)軌道,不可能有sp4雜化。
4.(2020·山東等級(jí)考)B3N3H6(無機(jī)苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似,也有大π鍵。下列關(guān)于B3N3H6的說法錯(cuò)誤的是(　　)A.其熔點(diǎn)主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能B.形成大π鍵的電子全部由N提供C.分子中B和N的雜化方式相同D.分子中所有原子共平面
【解析】選A。無機(jī)苯是分子晶體,其熔點(diǎn)主要取決于分子間的作用力,A錯(cuò)誤;B原子最外層3個(gè)電子,與其他原子形成3個(gè)σ鍵,N原子最外層5個(gè)電子,與其他原子形成3個(gè)σ鍵,還剩余2個(gè)電子,故形成大π鍵的電子全部由N原子提供,B正確;無機(jī)苯與苯為等電子體,分子中含有大π鍵,故分子中B、N原子的雜化方式為sp2雜化,C正確;無機(jī)苯與苯為等電子體,分子中含有大π鍵,故分子中B、N原子的雜化方式為sp2雜化,所以分子中所有原子共平面,D正確。
5.(2020·濟(jì)南高二檢測(cè))下列分子中,各原子均處于同一平面上的是(　　)A.NH3B.CCl4 C.H2OD.CH4 【解析】選C。NH3中氮原子為sp3雜化,呈三角錐形;CCl4、CH4中碳原子為sp3雜化,呈正四面體形;H2O中的氧原子也為sp3雜化,呈角形,三點(diǎn)共面。
6. W、X、Y、Z 4種短周期元素的原子序數(shù)依次增大。其中X原子的價(jià)電子構(gòu)型為2s22p2,Y原子的L電子層中有三個(gè)未成對(duì)電子,且無空軌道;W、Z的原子序數(shù)相差10,且Z原子的第一電離能在同周期中最低。回答下列問題:
(1)WXY分子中的三個(gè)原子除W原子外均為8電子構(gòu)型,寫出該分子的結(jié)構(gòu)式________,根據(jù)電子云重疊方式的不同,分子里共價(jià)鍵的主要類型有____________________________________________________。?(2)YW3分子是一種常見氣體,分子中Y原子的雜化方式是________;為________性分子,空間構(gòu)型為________形。?(3)液態(tài)的YW3也是一種重要的溶劑,其性質(zhì)與H2O相似,Z的單質(zhì)與液態(tài)YW3反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。?