【课件】价层电子对互斥理论课件高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

第二章分子的结构与性质第二章分子的结构与性质2.2.12.2.1价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论第二节分子的空间结构第二节分子的空间结构教学目标教学目标1.1.认识物质的空间结构可以借助某些实验手段认识物质的空间结构可以借助某些实验手段,通过这些手段所获得通过这些手段所获得的信息为建立物质结构模型或解释相关理论提供支撑。的信息为建立物质结构模型或解释相关理论提供支撑。2.2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,培养证据推理与模型培养证据推理与模型认知的核心素养。认知的核心素养。3.3.了解分子结构的测定方法，认识共价分子结构的多样性和复杂性了解分子结构的测定方法，认识共价分子结构的多样性和复杂性4.4.理解价层电子对互斥模型理论的含义理解价层电子对互斥模型理论的含义5.5.能用价层电子对互斥模型判断或解释分子或离子的结构。能用价层电子对互斥模型判断或解释分子或离子的结构。问题反馈问题反馈1.1.五原子分子都是正四面体结构吗？五原子分子都是正四面体结构吗？2.2.如何确定如何确定COCO3 32-2-和和NHNH4 4+的中心原子的孤对电子数？的中心原子的孤对电子数？一、分子结构的测定一、分子结构的测定1.1.红外光谱：可以分析出分子中含有哪种红外光谱：可以分析出分子中含有哪种化学键或官能团化学键或官能团。2.2.质谱：可以测定分子的质谱：可以测定分子的相对分子质量相对分子质量。分子结构的测定分子结构的测定红外光谱在测定分子结构中的应用红外光谱在测定分子结构中的应用分分子子中中的的原原子子不不是是固固定定不不动动的的，而而是是不不断断地地振振动动着着的的。原原子子与与原原子子结结合合依依靠靠的的是是原原子子间间的的化化学学键键，这些化学键就像弹簧，通过震动来化解原子间的伸缩振动，从而保持物质的状态。这些化学键就像弹簧，通过震动来化解原子间的伸缩振动，从而保持物质的状态。可可近近似似地地看看成成谐谐振振子子的的简简谐谐振振动动乙醛乙醛分子分子空间空间结构结构模型模型分分子子的的空空间间结结构构是是分分子子中中的的原原子子处处于于平平衡衡位位置置时时的的模模型型分子结构的测定分子结构的测定红外光谱在测定分子结构中的应用红外光谱在测定分子结构中的应用当当一一束束红红外外线线透透过过分分子子时时，分分子子会会吸吸收收跟跟它它的的某某些些 的的振振动动频频率率相相同同的的红红外外线线，再再记记录录到到图图谱谱上上呈呈现现 。通通过过和和已已有有 比比对对，或或通通过过 计计算算，可可以以得得知知各各吸吸收收峰峰是是由由哪哪种种 、哪哪种种 方方式式引引起起的的，综综合合这这些些信信息息，可可分分析析分分子子中中含含有有何何种种 或或 的的信信息。息。化学键化学键吸收峰吸收峰谱图库谱图库量子化学量子化学化学键化学键振动振动化学键化学键官能团官能团红外光谱仪原理示意图红外光谱仪原理示意图某未知物的红外光谱某未知物的红外光谱红外光谱在测定分子结构中的应用红外光谱在测定分子结构中的应用分子结构的测定分子结构的测定通过红外光谱图，发现未知物中含有O-H、C-H和C-O的振动吸收，可初步推测该未知物中含有羟基在在质质谱谱仪仪中中使使分分子子失失去去电电子子变变成成带带 的的分分子子离离子子和和碎碎片片离离子子等等粒粒子子。由由于于生生成成的的离离子子具具有有不不同同的的相相对对质质量量，它它们们在在高高压压电电场场加加速速后后，通通过过狭狭缝缝进进入入磁磁场场得得以以分分离离，在在记记录录仪仪上上呈呈现现一一系系列列峰峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。正电荷正电荷质谱法在测定分子相对分子质量中的应用质谱法在测定分子相对分子质量中的应用分子结构的测定分子结构的测定质谱仪原理示意图质谱仪原理示意图形形色色的分子形形色色的分子O2HClH2OCO2C2H2CH2ONH3P4CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OHC60C20C40C70二、分子的空间结构二、分子的空间结构为什么为什么COCO2 2 和和 H H2 2O O 同为三原子分子，但分子的空间结构却不同？同为三原子分子，但分子的空间结构却不同？化学式化学式电子式电子式结构式结构式键角键角空间结构模型空间结构模型COCO2 2H H2 2O OO O=C=C=O=O直线形直线形V V形形180180105105化学式化学式电子式电子式结构式结构式键角键角空间结构模型空间结构模型CHCH2 2O ONHNH3 3为什么同为四原子的下列分子，但空间结构却不尽相同？为什么同为四原子的下列分子，但空间结构却不尽相同？平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形约约120120107107三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论1 1、理论要点：、理论要点：分子的立体构型是分子的立体构型是“价层电子对价层电子对”相互排斥的结果相互排斥的结果由价层电子对的相互排斥、得到含有孤电子对的由价层电子对的相互排斥、得到含有孤电子对的VSEPRVSEPR模型模型，略去孤电子对便可得到略去孤电子对便可得到分子的立体构型分子的立体构型。价层电子对：价层电子对：中心原子上的价电子对中心原子上的价电子对价层电子对数价层电子对数(vp)=(vp)=键电子对键电子对(bp)+(bp)+孤电子对孤电子对(lp)(lp)键电子对数键电子对数 =中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数 （ABABn n型分子中：型分子中：键电子对数键电子对数=n=n，多重键也只计，多重键也只计键电子对键电子对）2 2、价层电子对数与、价层电子对数与VSEPRVSEPR模型模型的对应关系的对应关系 价层电价层电子对数子对数2 23 34 45 56 6VSEPRVSEPR模型模型直线形直线形平面三平面三角形角形四面体四面体三角双锥三角双锥八面体八面体3 3、VSEPRVSEPR理论判断分子构型的步骤理论判断分子构型的步骤：据分子式确定据分子式确定键电子对键电子对 （ABABn n型分子中：型分子中：键电子对数键电子对数=n n）计算中心原子上的孤电子对计算中心原子上的孤电子对 =a a：中心原子的价电子数：中心原子的价电子数 x x：与中心原子结合的原子数：与中心原子结合的原子数 b b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（H H 为为 1 1，其他原子为，其他原子为“8-8-该原子的最外层电子数该原子的最外层电子数”）计算中心的计算中心的价电子对数价电子对数=键电子对键电子对+孤电子对孤电子对据中心原子的价电子数与据中心原子的价电子数与孤电子对确定分子的立体构型孤电子对确定分子的立体构型分子分子 键电子对数键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数COCO2 2H H2 2O OCHCH2 2O ONHNH3 3CHCH4 4ABABn n2 20 02 22 23 30 03 31 14 40 0n n？分子分子a ax xb b孤电子对数孤电子对数BFBF3 3SOSO2 2SOSO3 3NHNH4 4+SOSO4 42-2-阳离子：价电子数再减去电荷数阳离子：价电子数再减去电荷数阴离子：价电子数再加上电荷数阴离子：价电子数再加上电荷数3 3 1 03 3 1 06 2 2 16 2 2 16 3 2 06 3 2 04 44 1 04 1 08 4 2 08 4 2 0分子实际空间结构和分子实际空间结构和 VSEPR VSEPR 模型完全一样吗模型完全一样吗?VSEPRVSEPR模型去掉孤电子对才是分子空间结构模型去掉孤电子对才是分子空间结构粒子粒子a ax xb b孤对电子数孤对电子数 键电子对键电子对 价层电子对价层电子对VSEPRVSEPR模型模型空间构型空间构型NHNH4 4+SOSO2 2COCO3 32-2-PClPCl5 5SFSF6 65 5、VSEPRVSEPR的应用的应用：CHCH4 4NHNH3 3BFBF3 3H H2 2O OCOCO2 2练习：判断下列物质的练习：判断下列物质的VSEPRVSEPR模型和空间构型模型和空间构型 HCN CH HCN CH2 2O O为什么氨分子的键角比水分子的大？为什么氨分子的键角比水分子的大？成键电子对受到两端原子核的吸引，而孤电子对只受到一端原子核的成键电子对受到两端原子核的吸引，而孤电子对只受到一端原子核的吸引。相比之下，孤电子对体积较大，占据较大的空间；而成键电子吸引。相比之下，孤电子对体积较大，占据较大的空间；而成键电子对对(键电子对键电子对)占据较小的空间。所以占据较小的空间。所以孤电子对与成键电子对之间的孤电子对与成键电子对之间的斥力较大斥力较大。用上述模型预测下列分子或离子的空间结用上述模型预测下列分子或离子的空间结构构粒子粒子 键电子键电子对数对数孤电子对数孤电子对数价层电子对数价层电子对数VSEPRVSEPR模型模型空间结构空间结构BeClBeCl2 2 H H3 3O O+SOSO4 42-2-HCNHCN CClCCl4 4 2 20 02 2直线形直线形直线形直线形3 31 14 4正四面体形正四面体形 三角锥形三角锥形4 40 04 4正四面体形正四面体形正四面体形正四面体形2 20 02 2直线形直线形直线形直线形4 40 04 4正四面体形正四面体形正四面体形正四面体形键电子对数键电子对数孤电子对数孤电子对数空间结构空间结构2 2 V2 2 V形形3 0 3 0 平面三角形平面三角形3 1 3 1 三角锥形三角锥形2 1 V2 1 V形形4 0 4 0 正四面体形正四面体形2 2 V2 2 V形形2 2 V2 2 V形形1.1.下列物质中，分子的空间结构与氨分子相似的是下列物质中，分子的空间结构与氨分子相似的是A.COA.CO2 2B.HB.H2 2S S C.PClC.PCl3 3D.SiClD.SiCl4 42.2.根据根据VSEPRVSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是A.NOA.NO2 2-和和NHNH4 4+B.HB.H3 3O O和和ClOClO3 3-C.NOC.NO3 3-和和COCO3 32-2-D.POD.PO4 43-3-和和SOSO4 42-2-3.H3.H2 2O O2 2的结构式为的结构式为HOOHHOOH，下列有关，下列有关H H2 2O O2 2的说法正确的是的说法正确的是A.A.是直线形分子是直线形分子B.B.是三角锥形分子是三角锥形分子C.C.氧原子有氧原子有1 1对孤电子对对孤电子对D.D.氧原子的价层电子对数为氧原子的价层电子对数为4 4C CC CD D4.4.短周期主族元素短周期主族元素A A、B B可形成可形成ABAB3 3分子，下列有关叙述正确的是分子，下列有关叙述正确的是A.A.若若A A、B B为同一周期元素，则为同一周期元素，则ABAB3 3分子一定为平面正三角形分子一定为平面正三角形B.B.若若ABAB3 3分子中的价电子个数为分子中的价电子个数为2424个，则个，则ABAB3 3分子可能为平面正三角形分子可能为平面正三角形C.C.若若A A、B B为同一主族元素，则为同一主族元素，则ABAB3 3分子一定为三角锥形分子一定为三角锥形D.D.若若ABAB3 3分子为三角锥形，则分子为三角锥形，则ABAB3 3分子一定为分子一定为NHNH3 3B B5.5.第第AA族族元元素素的的原原子子R R与与A A原原子子结结合合形形成成RARA3 3气气态态分分子子，其其空空间间结结构构呈呈三三角角锥锥形形。RClRCl5 5在在气气态态和和液液态态时时，分分子子结结构构如如下下图图所所示示，下下列列关关于于RClRCl5 5分分子的说法中不正确的是子的说法中不正确的是A.A.每个原子都达到每个原子都达到8 8电子稳定结构电子稳定结构B.B.键角键角(ClRCl)(ClRCl)有有9090、120120、180180几种几种C.RClC.RCl5 5受热后会分解生成分子空间结构呈三角受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的锥形的RClRCl3 3D.D.分子中分子中5 5个个RClRCl键能不都相同键能不都相同A A小结小结一、分子结构的测定一、分子结构的测定二、分子的空间结构二、分子的空间结构三、价层电子对互斥理论三、价层电子对互斥理论