【课件】分子的立体结构与价层电子对模型课件高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第二章 晶体结构与性质第二节 分子的空间结构 第一课时 分子的结构与价层电子对模型人教版（2019）选择性必修二一分子结构的测定2/29人教版（2019）选择性必修二 早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后推测分子的结构。总结得出规律后推测分子的结构。如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如器和方法，如红外光谱红外光谱、晶体晶体X射线衍射射线衍射等等图2-4红外光谱仪一分子结构的测定3/29人教版（2019）选择性必修二图2-5红外光谱仪原理示意图1.红外光谱分子中的原子不是固定

2、不动的，而是不断地振动着的。当一束红分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。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外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的 相同的红相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种量子化学计算，可以得知分子中含有何种 或官能团的信息。或官能团的信息。振动频率振动频率化学键化学键一分子结构的测定4/29人教版（2019）选择性必修二图2-6未知物的红外光谱1.红外光谱用红外光谱仪测定用红外光谱仪测定化学键或官能团信息化学键或

3、官能团信息。如图所示，发现有如图所示，发现有O-H、C-H和和C-O的振动吸收。的振动吸收。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基。一分子结构的测定5/29人教版（2019）选择性必修二图2-6未知物的红外光谱科学技术社会 用用质谱法质谱法测定分子的测定分子的相对分子质量相对分子质量，在质谱图中质，在质谱图中质荷比最大的数据代表所测物质的相对分子质量。荷比最大的数据代表所测物质的相对分子质量。二多样的分子空间结构6/29人教版（2019）选择性必修二1.三原子分子化学式化学式电子式电子式结构式结构式 键角键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CO

4、2 H2O O:C O:H:O H:O=C=O180直线形直线形V形形105二多样的分子空间结构7/29人教版（2019）选择性必修二2.四原子分子电子式电子式 结构式结构式 键角键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CH2O NH3 H:C O:HH:N H:H120107平面三角平面三角形形三角锥三角锥形形二多样的分子空间结构8/29人教版（2019）选择性必修二3.五原子分子电子式电子式 结构式结构式键角键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型 球棍模型CH4 10928正四面体正四面体形形H:C H:HH二多样的分子空间结构9/29人教版（2019）选择性必修二资料卡片P

5、4P4O6P4O10C60椅式椅式C6H12船式船式C6H12S8SiF6图2-13一些分子的空间结构模型 分子空间结构与其稳定性有关。皇冠式分子空间结构与其稳定性有关。皇冠式S8更稳定。更稳定。椅式椅式C6H12比船式比船式C6H12稳定。稳定。思考与讨论人教版（2019）选择性必修二10/29 同为三原子分子，为什么同为三原子分子，为什么CO2 呈直线型而呈直线型而 H2O呈呈V形？形？同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O呈平面三角形而呈平面三角形而 NH3 呈三角锥形？呈三角锥形？思考与讨论人教版（2019）选择性必修二11/29为了探究其原因，发展了许多结构理论 有一种比较简单的理

6、论叫做价层电子对互斥(VSEPR model)(VSEPR model)模型，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。三价层电子对互斥模型12/29人教版（2019）选择性必修二 1、价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。VSEPR的价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的键电子对，不计键电子对。三价层电子对互斥模型13/29人教版（2019）选择性必修二2.价层电子对的计算价层电子对=键电子对+中心原子上的孤电子对 (1)(1)键电子对数可由化学式确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用

7、共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的键个数，即键电子对的数量。即键电子对数=中心原子结合的原子数。例如：H2O中O的键电子对数是2；NH3中的键电子对数是3。SO3有3个键电子对；SO42-有4个键电子对。三价层电子对互斥模型14/29人教版（2019）选择性必修二2.价层电子对的计算(2)(2)中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数=（a-xb）2 21 1其中：其中：a a为中心原子的为中心原子的价电子数价电子数,对主族元素，对主族元素，a=a=原子的最外层电子数；原子的最外层电子数；对于阳离子，对于阳离子，a=a=价电子数价电子数-离子的电荷数；离子的电荷数；对

8、于阴离子，对于阴离子，a=a=价电子数价电子数+|+|离子电荷数离子电荷数|。x x为与中心原子结合的为与中心原子结合的原子数原子数；b b为与中心原子结合的原子为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数最多能接受的电子数，H H为为1 1，其他原子，其他原子8 8该原子的该原子的价电子数。价电子数。如：如：氧和氧族元素中的氧和氧族元素中的S S、SeSe等均等均为为2 2、卤族元素均为、卤族元素均为1 1，N N为为3 3（化合价数）（化合价数）三价层电子对互斥模型15/29人教版（2019）选择性必修二2.价层电子对的计算(2)(2)中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数=（a-xb）

9、2 21 1a:对于原子：为中心原子的最外层电子数 x：为与中心原子结合的原子数b：为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数三价层电子对互斥模型16/29人教版（2019）选择性必修二2.价层电子对的计算(2)(2)中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数=（a-xb）2 21 1a:对于原子：为中心原子的最外层电子数 x：为与中心原子结合的原子数b：为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数三价层电子对互斥模型17/29人教版（2019）选择性必修二2.价层电子对的计算(2)(2)中心原子上的孤电子对数中心原子上的孤电子对数=（a-xb）2 21 1a:对于原子：为中心原子的最外层电子数

10、x：为与中心原子结合的原子数b：为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数分子或离子分子或离子中心原子中心原子axb中心原子上的孤中心原子上的孤电子子对数数SO2SNH4+NCO32-C65-1=44+2=6243212100三价层电子对互斥模型18/29人教版（2019）选择性必修二价层电子对=键电子对+中心原子上的孤电子对代表物代表物 电子式子式中心原子中心原子结合合的原子数的原子数键电子子对数数孤孤电子子对数数阶层电子子对数数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H:HHO C O:23422342210044422.价层电子对的计算三价层电子对互斥模型19/29人

11、教版（2019）选择性必修二3.确定价层电子对互斥模型（1 1）中心原子上的价电子全部用于形成共价键，无孤对电子。如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的空间结构可用中心原子周围的原子数n(价价层层电电子子对对数数)来预测，概括如下：ABnVSEPR模型空间结构范例n=2直线形直线形CO2、CS2n=3平面三角形平面三角形CH2O、BF3n=4正四面体形正四面体形CH4、CCl4n=5三角双锥形三角双锥形PCl5n=6正八面体形正八面体形SCl6三价层电子对互斥模型20/29人教版（2019）选择性必修二3.确定价层电子对互斥模型（2 2）中心原子上有孤电子对的分子的立体构型对于中心

12、原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便得到分子的空间结构。三价层电子对互斥模型21/29人教版（2019）选择性必修二3.确定价层电子对互斥模型分子分子中心原子中心原子上的孤上的孤电子子对数数中心原子中心原子上的价上的价层电子子对数数VSEPR模型模型VSEPR模模型型名称名称分子的空分子的空间结构构分子的空分子的空间结构名称构名称CO2SO20123直线形直线形平面三角形平面三角形直线形直线形V形形三价层电子对互斥模型22/29人教版（2019）选择

13、性必修二3.确定价层电子对互斥模型分子分子或离或离子子中心原子中心原子上的孤上的孤电子子对数数中心原子中心原子上的价上的价层电子子对数数VSEPR模型模型VSEPR模模型型名称名称分子或离分子或离子的空子的空间结构构分子的空分子的空间结构名称构名称CO32-CH40034正四面体形正四面体形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形平面三角形平面三角形三价层电子对互斥模型23/29人教版（2019）选择性必修二3.确定价层电子对互斥模型分子分子或离或离子子中心原子中心原子上的孤上的孤电子子对数数中心原子中心原子上的价上的价层电子子对数数VSEPR模型模型VSEPR模模型型名称名称分子或离分子或离

14、子的空子的空间结构构分子的空分子的空间结构名称构名称H2ONH32144正四面体形正四面体形三角锥形三角锥形V形形正四面体形正四面体形三价层电子对互斥模型24/29人教版（2019）选择性必修二常见分子或离子空间结构判断实例三价层电子对互斥模型25/29人教版（2019）选择性必修二常见分子或离子空间结构判断实例总结人教版（2019）选择性必修二26/29价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对成键电子对成孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对成键电子对成键电子对键电子对。随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间

15、的斥力增随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。大，键角减小。价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型不能用于预测不能用于预测以以过渡金属过渡金属为中心原子的分子为中心原子的分子总结人教版（2019）选择性必修二27/29练习人教版（2019）选择性必修二28/291.运用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。(1)BeCl2;(2)SCl2;(3);(4)PF3。直线形V形三角锥形三角锥形2.用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构:(1)H2Se;(2)BBr3;(3)CHCl3;(4)SiF4。V形平面三角形四面体形正四面体形Thank YouThank YouThank YouThank You