鲁科版 (2019)选择性必修2微项目 甲醛的危害与去除——利用电负性分析与预测物质性质图文课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修2微项目 甲醛的危害与去除——利用电负性分析与预测物质性质图文课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了课题探究·素养提升等内容，欢迎下载使用。

1.价电子对互斥理论与分子或离子立体构型判断(1)σ键的电子对数的确定,由分子式确定σ键电子对数。例如,H2O中的中心原子为O,O有2对σ键电子对;NH3中的中心原子为N,N有3对σ键电子对。(2)确定中心原子上的价电子对数,a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x为与中心原子结合的原子数。如SO2的中心原子为S,S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6),则a=6;与中心原子S结合的O的个数为2,则x=2;与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2,则b=2。所以,SO2中的中心原子S上的孤电子对数= ×(6-2×2)=1。
(3)确定价电子对的立体构型,由于价电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能相互远离,这样已知价层电子对的数目,就可以确定它们的立体构型。(4)分子立体构型的确定,价电子对有成键电子对和孤电子对之分,价电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。
2.杂化轨道理论与中心原子的杂化类型判断(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断,若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断,若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子发生sp杂化。
(3)根据等电子原理进行判断,如CO2是直线形分子,CNS-、 与CO2是等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp杂化。(4)根据中心原子的电子对数判断,如中心原子的电子对数为4,是sp3杂化,为3是sp2杂化,为2是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断,如没有π键为sp3杂化,含一个π键为sp2杂化,含二个π键为sp杂化。
3.分子立体构型的确定利用VSEPR理论预测分子立体构型的思路:σ键电子对数+孤电子对数=价电子对数 VSEPR模型 分子的立体构型。其中正确地确定σ键数和a、x、b的值是计算价电子对数的关键,也是判断、预测VSEPR模型和立体构型的关键。一些常见的分子、离子的价层电子对数和立体构型如表。
4.运用价电子对互斥理论的注意事项(1)利用价电子对互斥理论判断分子的立体构型时应注意:价电子对互斥理论模型是电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。(2)二者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,二者的构型一致;当中心原子上有孤电子对时,二者的构型不一致。
【典例示范】【典例1】(2020·扬州高二检测)下列说法中正确的是(　　)A.PCl3分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp2杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体D.AB3型的分子立体构型必为平面三角形
【解题指南】解答本题注意以下2点:(1)注意杂化轨道的空间构型与分子空间构型的区别;(2)注意价电子对互斥理论的应用。【解析】选C。A项,PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对,为sp3杂化,立体构型为三角锥形,错误;B项,能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道,错误;C项,凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体,而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关,正确;D项,AB3型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数也有关,如BF3中B原子没有孤电子对,为平面三角形,NH3中N原子有1个孤电子对,为三角锥形,错误。
【典例2】(2020·石嘴山高二检测)已知分子的空间构型是由分子中的成键电子对和孤电子对共同决定的。原子形成化合物时,电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题:(1)BF3分子的立体构型为________,NF3分子的立体构型为______________。 (2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中,键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,请分析可能的原因是_______________________________________________。 
【解题指南】解答本题注意以下2点:(1)注意孤电子对的计算方法;(2)注意孤电子对对分子空间构型的影响。
【解析】(1)BF3分子中的B原子采取sp2杂化,所以其分子的立体构型为平面三角形;NF3分子中的N原子采取sp3杂化,其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对,所以其分子的立体构型为三角锥形。(2)H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3杂化,而在O原子上有2对孤电子对,对成键电子对的排斥作用最大,键角最小;N原子上有1对孤电子对,对成键电子对的排斥作用使键角缩小,但比水分子的要大;C原子上无孤电子对,键角最大。答案:(1)平面三角形　三角锥形(2)CH4分子中的C原子没有孤电子对,NH3分子中N原子上有1对孤电子对,H2O分子中O原子上有2对孤电子对,对成键电子对的排斥作用增大,故键角减小
【母题追问】(1)BF3分子中有无孤电子对?中心B原子的杂化方式是什么?提示:孤电子对=(3-1×3)/2=0,所以BF3分子中中心原子无孤电子对,中心B原子的杂化方式是sp2。(2)若第(2)问中加上BeCl2,则四种分子的键角由大到小的顺序是什么?提示:由于BeCl2中心Be原子的杂化方式是sp杂化,所以该分子是直线形分子,所以键角由大到小的顺序是BeCl2>CH4>NH3>H2O。
【素养训练】1.常温常压下,某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力,并能催化CO2与环氧丙烷的反应,其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.物质a分子中碳原子和氧原子均采取sp3杂化B.b的一氯代物有3种C.a生成b的反应类型为取代反应,并有极性共价键形成D.该材料的吸附作用具有选择性,利用此法可减少CO2的排放
【解析】选C。a分子中C、O原子价层电子对个数都是4,根据价电子对互斥理论判断C、O原子杂化类型为sp3杂化,故A正确;b中含有3种氢原子,有几种氢原子,其一氯代物就有几种,所以b的一氯代物有3种,故B正确;a和二氧化碳发生加成反应生成b,则a生成b的反应为加成反应,故C错误;a和二氧化碳反应生成b,所以利用此法可减少CO2的排放,故D正确。
2.(双选)(2020·长春高二检测)关于如图结构的说法不正确的是(　　) A.分子中既有σ键又有π键B.碳原子有sp、sp2、sp3三种杂化方式C.C—H键的极性强于O—H键的极性D.羟基中氧原子采取sp3杂化,VSEPR模型为四面体形
【解析】选B、C。 σ键构成共价单键,σ键和π键构成共价苯环、双键或三键,该有机物中含共价单键、苯环和碳碳双键,A项正确;以4个单键相连的C原子采用sp3杂化方式,苯环和碳碳双键的C原子采用sp2杂化,无sp杂化的C原子,B项错误;电负性:O>C,则O—H键的极性强于C—H键的极性,C项不正确;羟基中氧原子成键电子对为2,孤电子对为2,则采取sp3杂化,其VSEPR模型为四面体形,D项正确。
3.(2020·临沂高二检测)已知:①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5,氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。②PCl5分子中,P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp3d杂化轨道,PCl5分子呈三角双锥形( )。
(1)NH3、PCl3和PCl5分子中,所有原子的最外层电子数都是8个的是哪个分子?该分子的形状是什么?(2)有同学认为,NH5与PCl5类似,N原子的1个2s轨道、3个2p轨道和1个2d轨道可能发生sp3d杂化。请你对该同学的观点进行评价。(3)经测定,NH5中存在离子键,N原子最外层电子数是8,所有氢原子的最外层电子数都是2,则NH5的电子式是什么?
答案:(1)PCl3　三角锥形(2)不对,因为N原子没有2d轨道(3)
【补偿训练】某省具有丰富的铜矿资源,请回答下列有关铜及其化合物的问题。(1)焰火中的绿色是铜的焰色,基态铜原子在灼烧时外围电子发生了______________而变为激发态。 (2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点,图是松脂酸铜的结构简式。请分析1个松脂酸铜中π键的个数为____________;加“*”碳原子的杂化方式为________________。