資源簡介

(共30張PPT)
第二節(jié)　分子的空間結(jié)構(gòu)
第1課時　分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性　價層電子對互斥模型
第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.了解分子結(jié)構(gòu)的測定方法。
2.通過對典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識微觀結(jié)構(gòu)對分子空間結(jié)構(gòu)
的影響，了解共價分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。
3.通過對價層電子對互斥模型的探究，建立解決復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)判斷
的思維模型 (重、難點(diǎn))。
引入新課
H2O
CO2
O2
CH4
NH3
肉眼看不到分子，科學(xué)家如何知道分子結(jié)構(gòu)的？
早年靠規(guī)律推測，如今科學(xué)家創(chuàng)造了儀器，紅外光譜是其中一種。
一、分子結(jié)構(gòu)的測定
1．分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代測定方法
紅外光譜、質(zhì)譜法、晶體X射線衍射等。
X射線衍射儀
質(zhì)譜儀
紅外光譜儀
一、分子結(jié)構(gòu)的測定
2．紅外光譜
原理：
分子吸收跟它某些化學(xué)鍵的振動頻率
相同的紅外線，圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。
和譜圖庫比對，或通過量子化學(xué)計算，
分析分子中含何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)。
紅外光譜儀原理示意圖
乙醇的紅外光譜
讀譜：
該分子中有3種不同的化學(xué)鍵，
分別是C—H、O—H、C—O。
甲苯分子的質(zhì)譜圖
3．相對分子質(zhì)量的確定——質(zhì)譜法
一、分子結(jié)構(gòu)的測定
讀譜：
相對分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比
甲苯的相對分子質(zhì)量為92
思考交流
1.如圖所示某分子式為C4H8O2的有機(jī)物的紅外光譜圖，則該有機(jī)物可能為
A.CH3COOCH2CH3
B.CH3CH2CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3
D.(CH3)2CHCH2COOH
√
2.如圖有機(jī)物A質(zhì)譜圖，則A的相對分子質(zhì)量是
A.29　　　　B.43　　　　C.57　　　　D.72
√
一、分子結(jié)構(gòu)的測定
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
觀察下列幾種簡單分子的空間結(jié)構(gòu)模型。
從化學(xué)式、電子式、結(jié)構(gòu)式、鍵角、分子的空間結(jié)構(gòu)對以上分子進(jìn)行分析。
化學(xué)式 電子式 結(jié)構(gòu)式 鍵角 分子的
空間結(jié)構(gòu)
三原子 分子 CO2
H2O
O==C==O 180° 直線形
105° V形(角形)
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
化學(xué)式 電子式 結(jié)構(gòu)式 鍵角 分子的
空間結(jié)構(gòu)
四原子 分子 BF3
NH3
HCHO
120° 平面正三角形
107° 三角錐形
120° 平面三角形
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
化學(xué)式 電子式 結(jié)構(gòu)式 鍵角 分子的
空間結(jié)構(gòu)
五原子 分子 CH4
CH3Cl —
分析上表，各種分子的空間結(jié)構(gòu)與 (填序號)有關(guān)。
①原子數(shù)目　②鍵能　③鍵長　④鍵角　⑤孤電子對
①③④⑤
109°28′ 正四面體形
四面體形
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
思考交流
1.正誤判斷
(1)所有的三原子分子都是直線形結(jié)構(gòu)
(2)五原子分子的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體
(3)正四面體形的鍵角均為109°28′
(4)SiCl4、SiH4、 、CH3Cl均為正四面體結(jié)構(gòu)
(5)SF6分子的空間結(jié)構(gòu)為正八面體形
(6)椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定
√
×
×
×
×
√
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
思考交流
2.(2023·天津高二月考)從結(jié)構(gòu)角度分析，下列說法錯誤的是
A. 的空間結(jié)構(gòu)為V形，中心原子的價層電子對數(shù)為4
B.ZnCO3中，陰離子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形
C.因HF分子間存在氫鍵，所以HX中其沸點(diǎn)最高
D.SO3與NF3的空間結(jié)構(gòu)相同
√
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
思考交流
3.(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個H—S的夾角接近90°，說明H2S分子的空間結(jié)構(gòu)為______。
(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個C==S的夾角是180°，說明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為________。
(3)能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是______(填字母)。
a.兩個鍵之間的夾角為109°28′
b.C—H為極性共價鍵
c.4個C—H的鍵能、鍵長都相等
d.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體)
V形
直線形
ad
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
歸納總結(jié)
幾種常見分子的空間結(jié)構(gòu)
(1) 直線形：BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。
(2) V形：H2O、H2S、SO2等。
(3) 平面三角形：BF3、SO3、HCHO等。
(4) 三角錐形：PH3、PCl3、NH3等。
(5) 正四面體形：CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；
四面體形：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。
二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
三、價層電子對互斥模型
通過電子式分析為什么CH4是正四面體，
NH3是三角錐型？
問題思考
:
:
:
H N H
:
H
:
:
:
H C H
:
H
H
成鍵電子對數(shù)：孤電子對：
4 3
0 1
..
..
109°28′
107°
成鍵電子對、孤對電子對相互排斥，
斥力最小，能量最低的，分子穩(wěn)定。
1．價層電子對互斥模型(VSEPR model)
ABn型的分子或離子，中心原子A的價層電子對間存在排斥力，使分子空間結(jié)
構(gòu)總是采取電子對相互排斥最弱的那種結(jié)構(gòu)，斥力最小，能量最低，最穩(wěn)定。
2．價層電子對的計算
(1) 中心原子價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)
(2) σ鍵電子對數(shù)的計算
由化學(xué)式確定，即中心原子形成幾個σ鍵，就有幾個σ鍵電子對。
如H2O分子中， O有2個σ鍵電子對，NH3分子中， N有3個σ鍵電子對。
成鍵的σ鍵電子對和未成鍵的孤電子對
三、價層電子對互斥模型
(3)中心原子上的孤電子對數(shù)的計算
①中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a－xb)
a：中心原子的價電子數(shù)
b：與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)
(H為1，其他原子為“8－該原子的價電子數(shù)）
主族元素：原子最外層電子數(shù)
陽離子：a＝中心原子價電子數(shù)－離子電荷數(shù)(若陰離子則‘+’)
x：與中心原子結(jié)合的原子數(shù)
H2O
a
x
b
6
5＋1
2 3
1 2
三、價層電子對互斥模型
分子或離子 中心原子 a x b 孤電子對數(shù)
SO2 S
NH3 N
N
C
②幾種常見分子或離子的中心原子上的孤電子對數(shù)：
6
2
2
1
5
3
1
1
5－1＝4
4
1
0
4＋2＝6
3
2
0
三、價層電子對互斥模型
3．價層電子對的空間結(jié)構(gòu) (即VSEPR模型)
VSEPR模型：
價層電子對數(shù)目：
2 3 4
5 6
直線形
平面三角形
正四面體形
三、價層電子對互斥模型
三角雙錐形
八面體形
4．VSEPR模型的應(yīng)用——預(yù)測分子或離子空間結(jié)構(gòu)
(1)基本思路：ABn型分子
無孤對電子：
有孤對電子：
價層電子對數(shù)
→
VSEPR
模型
三、價層電子對互斥模型
VSEPR模型即分子空間結(jié)構(gòu)
略去孤對電子，剩下是分子或離子空間結(jié)構(gòu)
分子或 離子 價層電子對數(shù) VSEPR模型及名稱 分子或離子
空間結(jié)構(gòu)及名稱
CO2
CH4
(2)具體實(shí)例
①中心原子不含孤電子對
2 直線形 直線形
3 平面三角形 平面三角形
4 正四面體形 正四面體形
三、價層電子對互斥模型
②中心原子含孤電子對
分子或 離子 價層電子對數(shù) 孤電子對數(shù) VSEPR模型 及名稱 分子或離子的
空間結(jié)構(gòu)及名稱
NH3
H2O
H3O＋
SO2
三、價層電子對互斥模型
4 1 四面體形 三角錐形
4 2 四面體形 V形
4 1 四面體形 三角錐形
3 1 平面三角形 V形
(1)若ABn型分子中存在雙鍵或三鍵，則價層電子對互斥模型把
雙鍵或三鍵作為一個電子對看待。
(2)孤電子對有較大斥力，含孤電子對的分子的實(shí)測鍵角幾乎都小于
VSEPR模型的預(yù)測值。
價層電子對間斥力大小一般規(guī)律：
孤電子對與孤電子對＞孤電子對與成鍵電子對＞成鍵電子對與成鍵電子對
隨著孤電子對數(shù)目增多，成鍵電子對間斥力減小，鍵角減小。
(3)價層電子對互斥模型不能用于預(yù)測以過渡金屬為中心原子的分子。
特別提醒
三、價層電子對互斥模型
思考交流
1.正誤判斷
(1)分子的VSEPR模型和相應(yīng)分子的空間結(jié)構(gòu)是相同的
(2)SO2與CO2的分子組成相似，故它們分子的空間結(jié)構(gòu)相同
(3)由價層電子對互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的鍵角小于180°
(4)根據(jù)價層電子對互斥模型可以判斷H3O＋與NH3的分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)一致
√
×
×
√
2.下列分子或離子中，中心原子含有孤電子對的是
A.PCl5　　　　B. 　　　　C.SiCl4　　　　D.PbCl2
√
三、價層電子對互斥模型
思考交流
3.美國化學(xué)家鮑林教授具有獨(dú)特的化學(xué)想象力：只要給他物質(zhì)的分子式，他就能大體上想象出這種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。多核離子所帶電荷可以認(rèn)為是中心原子得失電子所致，根據(jù)VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面上的一組是
√
三、價層電子對互斥模型
思考交流
4.用價層電子對互斥模型完成下列問題(加“·”的原子為中心原子)。
σ鍵電子對數(shù) 孤電子對數(shù) 空間結(jié)構(gòu)







2
2
V形
2
2
V形
3
1
三角錐形
2
1
V形
4
0
正四面體形
2
2
V形
2
2
V形
三、價層電子對互斥模型
自我測試
1.下列有關(guān)鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)的說法不正確的是
A.鍵角為180°的分子，空間結(jié)構(gòu)是直線形
B.鍵角為120°的分子，空間結(jié)構(gòu)是平面三角形
C.鍵角為60°的分子，空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形
D.鍵角為90°～109°28′之間的分子，空間結(jié)構(gòu)可能是V形
√
自我測試
2.(2023·山西大同高二期中)VSEPR模型可用來預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)。下列微粒的VSEPR模型與其粒子的空間結(jié)構(gòu)不一致的是
√
A.SO3　　　　B.O3　　　　C.OF2　　　　D.NH3
√
3.經(jīng)過X射線衍射實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在　，下列粒子的VSEPR模型與空間結(jié)構(gòu)都與　相同的是
本節(jié)內(nèi)容結(jié)束

展開更多......

收起↑