选修3第二章分子的立体构型ppt课件.ppt

化学 选修 3物质结构与性质价层电子对互斥理论复复 习习 回回 顾顾2共价键共价键键键键键键参数键参数键能键能键长键长键角键角衡量化学键稳定性衡量化学键稳定性描述分子的立体结构的描述分子的立体结构的重要因素重要因素成键方式成键方式 “头碰头头碰头”，呈轴对称，呈轴对称成键方式成键方式 “肩并肩肩并肩”，呈镜像对称，呈镜像对称形形色色的分子形形色色的分子3所谓所谓“分子的立体结构分子的立体结构”指指多原子多原子构成的共价分子中构成的共价分子中的原子的空间关系问题。的原子的空间关系问题。在在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。O2HCl形形色色的分子形形色色的分子4一、形形色色的分子一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）、双原子分子（直线型）2 2、三原子分子立体结构（有直线形和、三原子分子立体结构（有直线形和V V形）形）直线形直线形180180V V形形105105形形色色的分子形形色色的分子5、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）体）C2H2CH2O光气：光气：COCl2NH3P4平面三角形平面三角形 120120三角锥形三角锥形 107107正四面正四面 6060直线形直线形 180180形形色色的分子形形色色的分子6、五原子分子立体结构、五原子分子立体结构最常见的是正四面体最常见的是正四面体CH4正四面体正四面体形形色色的分子形形色色的分子7CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5 5、其它：、其它：形形色色的分子形形色色的分子8C60C20C40C70资料卡片：资料卡片：形形色色的分子形形色色的分子形形色色的分子形形色色的分子9形形色色的分子形形色色的分子10 肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢? ?早年的科早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。种。 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构所谓分子立体结构其实只是其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？形形色色的分子形形色色的分子11测分子体结构：测分子体结构：红外光谱仪红外光谱仪吸收峰吸收峰分析分析。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？形形色色的分子形形色色的分子CO2H2ONH3CH2OCH4中心原子中心原子C CO ON NC CC C电子式电子式结构式结构式 O=C=O O=C=O H-O-H H-O-H H-C=OH-C=OH-C-HH-C-H键数目键数目2 22 23 33 34 4键角键角1801801051051071071201201091092828立体构型立体构型直线形直线形V V形形三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形正四面体正四面体课前预习课前预习CH4:H C H:HHH-N-HHHHH思考：为什么同是三原子思考：为什么同是三原子分子，同是四原子分子它分子，同是四原子分子它们立体构型不一样？如何们立体构型不一样？如何预测分子的立体构型？预测分子的立体构型？13二、价层电子对互斥（二、价层电子对互斥（VSEPRVSEPR）理论）理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ） 共价分子中，分子的几何共价分子中，分子的几何构型构型主要主要取决于中心原子取决于中心原子的的价层电价层电子对的数子对的数目。目。价层电子对价层电子对各自占据的位置倾向于彼此分各自占据的位置倾向于彼此分离得离得尽可能尽可能的远，此时电子对之间的的远，此时电子对之间的斥力最小斥力最小，整个，整个分子最稳定分子最稳定。 1 1、理论要点、理论要点 思考思考（1 1）价层电子对互斥理论主要适用于推测价层电子对互斥理论主要适用于推测 型分型分子或离子的空间模型。子或离子的空间模型。ABABn n二、推测步骤：二、推测步骤：（一）确定（一）确定ABn型分子或离子中心原子上的价层电子对数。型分子或离子中心原子上的价层电子对数。价层电子对是指分子中的价层电子对是指分子中的 的电子对，的电子对，包括包括 和和 。【思考交流思考交流2】确定中心原子价层电子对数的方法？确定中心原子价层电子对数的方法？ 不包括不包括成键的成键的电子对电子对 ！ 例：例： CO CO2 2 SOSO2 2中心原子上中心原子上孤电子对孤电子对键电子对键电子对价层电子对数价层电子对数 = = 键电子对键电子对 + + 孤电子对孤电子对1 1、确定中心原子（、确定中心原子（A A）的价层电子对数：）的价层电子对数：（1 1）ABABn n型分子或离子计算公式：型分子或离子计算公式：价层电子对数价层电子对数=( =( 中心原子的最外层电子数中心原子的最外层电子数 + + 结合原子数）结合原子数）/ 2 / 2 阳离子：价层电子对数阳离子：价层电子对数= = 阴离子：价层电子对数阴离子：价层电子对数= = （注意：注意：O O、S S为结合原子时，按为结合原子时，按“0 ”0 ”计算；计算； N N为结合原子时，按为结合原子时，按“- 1 ”- 1 ”计算计算 ）( ( 中心原子的最外层电子数中心原子的最外层电子数 电荷数电荷数+ + 结合原子数）结合原子数）/ 2/ 2( ( 中心原子的最外层电子数中心原子的最外层电子数 + +电荷数电荷数+ + 结合原子数）结合原子数）/ 2/ 2例：例：H H2 2O SOO SO2 2 COCO3 322 2 2、确定、确定键的电子对数：可由键的电子对数：可由 确定确定即即键的电子对数键的电子对数= = = = 3 3、确定中心原子的孤电子对数：、确定中心原子的孤电子对数：分子式分子式中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数n价层电子对数价层电子对数 = = 键电子对键电子对 + + 孤电子对孤电子对价层电子对数价层电子对数- -中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数 孤电子对孤电子对 = =分子或分子或离子离子中 心 原 子 结 合中 心 原 子 结 合的原子数的原子数中心原子含有中心原子含有孤电子对数孤电子对数价 层 电 子价 层 电 子对数对数COCO2 22 20 02 2HCNHCN 2 20 02 2SOSO2 22 21 13 3COCO3 3223 30 03 3CHCH4 44 40 04 4H H2 2O O2 22 24 4NHNH4 4+ +4 40 04 4【自主检测自主检测1 1】VSEPR模模型名称型名称直线形平面三角形平面三角形直线形正四面体四面体正四面体推测步骤：（二）确定价层电子对互斥模型（推测步骤：（二）确定价层电子对互斥模型（VSEPR模型）模型）【合作探究合作探究】通过中心原子的价电子对数确定通过中心原子的价电子对数确定VSEPR模型，模型，并归纳价层电子对数并归纳价层电子对数价层电子对数价层电子对数2 23 34 4VSEPRVSEPR模型模型直线形平面三角形四面体推测步骤：（三）分子或离子立体构型的确定：推测步骤：（三）分子或离子立体构型的确定：【思考交流思考交流】分子或离子的分子或离子的VSEPR模型与立体构型有什模型与立体构型有什么区别？么区别？VSEPR模型是价层电子对构型，包括孤电子对;立体构型是略去VSEPR模型中的中心原子的孤对电子，剩下是分子立体结构【自主检测自主检测2】VSEPR理想模型与分子的空间构型理想模型与分子的空间构型分子或分子或离子离子中心原子含有中心原子含有孤电子对数孤电子对数价层电子价层电子对数对数VSEPRVSEPR模型模型名称名称分子的立体构分子的立体构型名称型名称CO20 02 2H2O2 24 4BFBF3 30 03 3NHNH3 31 14 4CHCH4 40 04 4NHNH4 4+ +0 04 4SO321 14 4直线形四面体直线形V形平面三角形平面三角形四面体三角锥形正四面体正四面体正四面体正四面体四面体三角锥形如果分子或离子中如果分子或离子中没没 有有孤电子对，孤电子对，VSEPRVSEPR模模型与立体构型与立体构型型 。（填。（填一样或不一样）一样或不一样）若有孤电子对，两者若有孤电子对，两者的构型的构型 。ABABn n孤电子对孤电子对立体立体结构结构名称名称ABAB2 2无无有有 AB AB3 3无无有有ABAB4 4无无【归纳归纳】直线形V形平面三角形三角锥形正四面体一样一样不一样不一样思考与讨论思考与讨论为什么为什么COCO2 2,H,H2 2O O都是三原子分子，都是三原子分子，分子的立体结构不一样？分子的立体结构不一样？ 因为二氧化碳中碳原子的两对价电子对都与氧原因为二氧化碳中碳原子的两对价电子对都与氧原子参与成键，子参与成键，而水分子氧原子有四对价电子对，与两个氢原子而水分子氧原子有四对价电子对，与两个氢原子形成共价键，还有两对孤对电子，占据在氧氧原形成共价键，还有两对孤对电子，占据在氧氧原子周围，参与相互排斥，形成子周围，参与相互排斥，形成V形形电子排斥力：孤对电子间电子排斥力：孤对电子间孤对电子孤对电子成键间成键间成键电子间成键电子间总结总结分子空间构型的推测方法分子空间构型的推测方法1、算出中心原子的阶层电子对数、算出中心原子的阶层电子对数价层电子对数价层电子对数= =( ( 中心原子的最外层电子数中心原子的最外层电子数 + + 结合原子数）结合原子数）/ 2 / 2 略去中心原子的孤电子对略去中心原子的孤电子对立体构型立体构型