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第二章
分子结构与性质
第二节　分子的空间结构
课时1　分子空间结构与价层电子对互斥理论
1．知道分子的结构可以通过质谱、晶体 X 射线衍射等技术进行测定，了解红外光谱仪测定分子结构的基本原理。
2．结合实例了解共价分子具有特定的空间结构。
3．能根据价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的空间结构。
1．科学家创造了许多测量分子结构的现代仪器和方法。
质谱法：是快速、精确测定相对分子质量的方法；
红外光谱法：可获得分子中所含有的化学键或官能团的信息；
核磁共振氢谱法：可以获得分子中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目等信息；
X射线衍射法：可以获得分子结构、晶体结构的有关信息。
活动一：知道测定分子结构的现代仪器和方法
某有机物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图显示只有C—C、C—H、O—H、C—O的振动吸收，质谱法测定该有机物的相对分子质量是60。
该有机物的结构简式可能是什么？可以进一步通过什么方法来确定其准确结构？
1．观察下列几种简单的ABn分子的球棍模型。
(1) 各种分子的空间结构跟__________因素有关(填序号)。
①原子数目　　　　②键能　　　　③键长　　　　④键角
活动二：初步认识形形色色的分子的空间结构
①③④
(2) 根据分子的模型并结合所学知识，填写下表。
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 105°
四原子分子 BF3
180°
直线形
V形
120°
平面三角形
化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构
四原子分子 NH3 107°
五原子分子 CH4
CH3Cl —
三角锥形
109°28′
正四面体形
四面体形
2．下面是白磷及其两种氧化物的球棍模型，写出白磷及其两种氧化物的分子式。
【答案】 白磷：P4；磷的氧化物：P4O6、P4O10。
阅读下列材料，回答问题。
价层电子对互斥模型，简称VSEPR模型。对于AXn型分子或离子，其价层电子对指的是中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对，其数目等于X原子数n与孤电子对的对数之和。该理论认为，AXn型分子或离子的空间结构，主要决定于中心原子的价层电子对间的相互排斥作用，这些价层电子对在中心原子周围按尽可能互相远离的位置排布(如下表所示)。
活动三：学会用价层电子对互斥模型预测简单粒子的空间结构
1．完成下列活动，体验价层电子对数、价层电子对间的排斥作用与模型的关系。
(1) 将2个完全相同的充满空气的气球扎在一起，放在桌面上，猜想一下，如果2个气球之间相互排斥，则气球会形成什么样的位置关系？
【答案】 呈直线形。
(2) 若将上述气球的数目分别改为3个、4个，则又将如何呢？
【答案】 呈平面三角形、正四面体形。
【答案】 CO2、H2O、BF3、NH3、CH4、CH3Cl的孤电子对数分别为0、2、0、1、0、0，对应AX2、AX2E2、AX3、AX3E、AX4、AX4模型。
3．根据价层电子对互斥理论，分析分子的VSEPR模型和空间结构。
化学式 与中心原子结合的原子数 中心原子上的孤电子对数 VSEPR模型名称 粒子的空间结构名称
HCN
SO2
SiCl4
CH2O
2
0
直线形
直线形
2
1
平面三角形
V形
4
0
正四面体形
正四面体形
3
0
平面三角形
平面三角形
3
1
四面体形
三角锥形
4
0
正四面体形
正四面体形
3
0
平面三角形
平面三角形
3
1
四面体形
三角锥形
4．已知：AX2E的键角小于120°；AX3E、AX2E2的键角小于109°28′(CH4的键角为109°28′，NH3的键角为107°，H2O的键角为105°)。说明孤电子对与成键原子对相邻原子的斥力，哪一个更大？
【答案】 孤电子对的斥力更大。
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3
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8
1．某化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图有C—H、O—H、C—O的振动吸收，该有机物的相对分子质量是46，则该有机物的结构简式可能是 (　　)
A．CH3—O—CH3 B．CH3CH2OH
C．CH3COOH　 D．CH3CHO
【解析】 根据红外光谱图有C—H、O—H、C—O的振动吸收，说明该化合物中含有这三种化学键，结合该有机物的相对分子质量是46，所以该物质为CH3CH2OH，B正确。
【答案】 B
1
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3
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6
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8
2．下列分子的空间结构是正四面体形的是 (　　)
A．NH3 B．CH4
C．H2O D．BF3
【解析】 根据电子式及结构式可知，NH3的空间结构为三角锥形，CH4的空间结构为正四面体形，H2O的空间结构为V形，BF3的空间结构为平面三角形。故选B。
【答案】 B
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8
3．下列分子的中心原子，含有1个孤电子对的是 (　　)
A．H2O B．BeCl2
C．CH4 D．PCl3
【解析】 H2O中O有2个孤电子对，BeCl2和CH4中Be、C没有孤电子对，PCl3中P有1个孤电子对。故选D。
【答案】 D
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8
1
2
3
4
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6
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【答案】 C
1
2
3
4
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6
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8
5．用价层电子对互斥模型预测H2S和PF3的空间结构，下列两个预测都正确的是 (　　)
A．直线形　三角锥形　 B．V形　三角锥形
C．直线形　平面三角形　 D．V形　平面三角形
【解析】 H2S和PF3的中心原子S、P上的价层电子对数均为4，前者有2个孤电子对，后者有1个孤电子对，所以前者空间结构为V形，后者空间结构为三角锥形。 故选B。
【答案】 B
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6
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8
1
2
3
4
5
6
7
8
【答案】 D
1
2
3
4
5
6
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8
7．下列有关NH3和BF3的说法正确的是 (　　)
A．NH3和BF3的空间结构都是三角锥形
B．NH3中N原子上的孤电子对数为1，BF3中B原子上无孤电子对
C．NH3和BF3形成的化合物NH3·BF3中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D．NH3和BF3的中心原子的价层电子对数均为4
1
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3
4
5
6
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8
【答案】 B
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2
3
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1
2
3
4
5
6
7
8
【答案】 C

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