资源简介

(共30张PPT)
第二节　分子的空间结构
第1课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型
第二章　分子结构与性质
[学习目标]
1.了解分子结构的测定方法。
2.通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构
的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。
3.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断
的思维模型 (重、难点)。
引入新课
H2O
CO2
O2
CH4
NH3
肉眼看不到分子，科学家如何知道分子结构的？
早年靠规律推测，如今科学家创造了仪器，红外光谱是其中一种。
一、分子结构的测定
1．分子结构的现代测定方法
红外光谱、质谱法、晶体X射线衍射等。
X射线衍射仪
质谱仪
红外光谱仪
一、分子结构的测定
2．红外光谱
原理：
分子吸收跟它某些化学键的振动频率
相同的红外线，图谱上呈现吸收峰。
和谱图库比对，或通过量子化学计算，
分析分子中含何种化学键或官能团。
红外光谱仪原理示意图
乙醇的红外光谱
读谱：
该分子中有3种不同的化学键，
分别是C—H、O—H、C—O。
甲苯分子的质谱图
3．相对分子质量的确定——质谱法
一、分子结构的测定
读谱：
相对分子质量＝最大质荷比
甲苯的相对分子质量为92
思考交流
1.如图所示某分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为
A.CH3COOCH2CH3
B.CH3CH2CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3
D.(CH3)2CHCH2COOH
√
2.如图有机物A质谱图，则A的相对分子质量是
A.29　　　　B.43　　　　C.57　　　　D.72
√
一、分子结构的测定
二、多样的分子空间结构
观察下列几种简单分子的空间结构模型。
从化学式、电子式、结构式、键角、分子的空间结构对以上分子进行分析。
化学式 电子式 结构式 键角 分子的
空间结构
三原子 分子 CO2
H2O
O==C==O 180° 直线形
105° V形(角形)
二、多样的分子空间结构
化学式 电子式 结构式 键角 分子的
空间结构
四原子 分子 BF3
NH3
HCHO
120° 平面正三角形
107° 三角锥形
120° 平面三角形
二、多样的分子空间结构
化学式 电子式 结构式 键角 分子的
空间结构
五原子 分子 CH4
CH3Cl —
分析上表，各种分子的空间结构与 (填序号)有关。
①原子数目　②键能　③键长　④键角　⑤孤电子对
①③④⑤
109°28′ 正四面体形
四面体形
二、多样的分子空间结构
思考交流
1.正误判断
(1)所有的三原子分子都是直线形结构
(2)五原子分子的空间结构都是正四面体
(3)正四面体形的键角均为109°28′
(4)SiCl4、SiH4、 、CH3Cl均为正四面体结构
(5)SF6分子的空间结构为正八面体形
(6)椅式C6H12比船式C6H12稳定
√
×
×
×
×
√
二、多样的分子空间结构
思考交流
2.(2023·天津高二月考)从结构角度分析，下列说法错误的是
A. 的空间结构为V形，中心原子的价层电子对数为4
B.ZnCO3中，阴离子空间结构为平面三角形
C.因HF分子间存在氢键，所以HX中其沸点最高
D.SO3与NF3的空间结构相同
√
二、多样的分子空间结构
思考交流
3.(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为______。
(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C==S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为________。
(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是______(填字母)。
a.两个键之间的夹角为109°28′
b.C—H为极性共价键
c.4个C—H的键能、键长都相等
d.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)
V形
直线形
ad
二、多样的分子空间结构
归纳总结
几种常见分子的空间结构
(1) 直线形：BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。
(2) V形：H2O、H2S、SO2等。
(3) 平面三角形：BF3、SO3、HCHO等。
(4) 三角锥形：PH3、PCl3、NH3等。
(5) 正四面体形：CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；
四面体形：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
二、多样的分子空间结构
三、价层电子对互斥模型
通过电子式分析为什么CH4是正四面体，
NH3是三角锥型？
问题思考
:
:
:
H N H
:
H
:
:
:
H C H
:
H
H
成键电子对数：孤电子对：
4 3
0 1
..
..
109°28′
107°
成键电子对、孤对电子对相互排斥，
斥力最小，能量最低的，分子稳定。
1．价层电子对互斥模型(VSEPR model)
ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对间存在排斥力，使分子空间结
构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，斥力最小，能量最低，最稳定。
2．价层电子对的计算
(1) 中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数
(2) σ键电子对数的计算
由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。
如H2O分子中， O有2个σ键电子对，NH3分子中， N有3个σ键电子对。
成键的σ键电子对和未成键的孤电子对
三、价层电子对互斥模型
(3)中心原子上的孤电子对数的计算
①中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)
a：中心原子的价电子数
b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
(H为1，其他原子为“8－该原子的价电子数）
主族元素：原子最外层电子数
阳离子：a＝中心原子价电子数－离子电荷数(若阴离子则‘+’)
x：与中心原子结合的原子数
H2O
a
x
b
6
5＋1
2 3
1 2
三、价层电子对互斥模型
分子或离子 中心原子 a x b 孤电子对数
SO2 S
NH3 N
N
C
②几种常见分子或离子的中心原子上的孤电子对数：
6
2
2
1
5
3
1
1
5－1＝4
4
1
0
4＋2＝6
3
2
0
三、价层电子对互斥模型
3．价层电子对的空间结构 (即VSEPR模型)
VSEPR模型：
价层电子对数目：
2 3 4
5 6
直线形
平面三角形
正四面体形
三、价层电子对互斥模型
三角双锥形
八面体形
4．VSEPR模型的应用——预测分子或离子空间结构
(1)基本思路：ABn型分子
无孤对电子：
有孤对电子：
价层电子对数
→
VSEPR
模型
三、价层电子对互斥模型
VSEPR模型即分子空间结构
略去孤对电子，剩下是分子或离子空间结构
分子或 离子 价层电子对数 VSEPR模型及名称 分子或离子
空间结构及名称
CO2
CH4
(2)具体实例
①中心原子不含孤电子对
2 直线形 直线形
3 平面三角形 平面三角形
4 正四面体形 正四面体形
三、价层电子对互斥模型
②中心原子含孤电子对
分子或 离子 价层电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 及名称 分子或离子的
空间结构及名称
NH3
H2O
H3O＋
SO2
三、价层电子对互斥模型
4 1 四面体形 三角锥形
4 2 四面体形 V形
4 1 四面体形 三角锥形
3 1 平面三角形 V形
(1)若ABn型分子中存在双键或三键，则价层电子对互斥模型把
双键或三键作为一个电子对看待。
(2)孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于
VSEPR模型的预测值。
价层电子对间斥力大小一般规律：
孤电子对与孤电子对＞孤电子对与成键电子对＞成键电子对与成键电子对
随着孤电子对数目增多，成键电子对间斥力减小，键角减小。
(3)价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
特别提醒
三、价层电子对互斥模型
思考交流
1.正误判断
(1)分子的VSEPR模型和相应分子的空间结构是相同的
(2)SO2与CO2的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同
(3)由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的键角小于180°
(4)根据价层电子对互斥模型可以判断H3O＋与NH3的分子(或离子)的空间结构一致
√
×
×
√
2.下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是
A.PCl5　　　　B. 　　　　C.SiCl4　　　　D.PbCl2
√
三、价层电子对互斥模型
思考交流
3.美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是
√
三、价层电子对互斥模型
思考交流
4.用价层电子对互斥模型完成下列问题(加“·”的原子为中心原子)。
σ键电子对数 孤电子对数 空间结构







2
2
V形
2
2
V形
3
1
三角锥形
2
1
V形
4
0
正四面体形
2
2
V形
2
2
V形
三、价层电子对互斥模型
自我测试
1.下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是
A.键角为180°的分子，空间结构是直线形
B.键角为120°的分子，空间结构是平面三角形
C.键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形
D.键角为90°～109°28′之间的分子，空间结构可能是V形
√
自我测试
2.(2023·山西大同高二期中)VSEPR模型可用来预测分子的空间结构。下列微粒的VSEPR模型与其粒子的空间结构不一致的是
√
A.SO3　　　　B.O3　　　　C.OF2　　　　D.NH3
√
3.经过X射线衍射实验发现，I3AsF6中存在　，下列粒子的VSEPR模型与空间结构都与　相同的是
本节内容结束

展开更多......

收起↑