【课件】分子结构的测定+价层电子对互斥理论高二化学人教版（2019）选择性必修2++.pptx

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1、H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+H H+第二章第二章第二章第二章分子结构与性质分子结构与性质分子结构与性质分子结构与性质第第二二节节 分子的空间结构分子的空间结构第第1 1课时课时分子结构的测定与空间结构分子结构的测定与空间结构H H+知识导航21本节重点本节重点本节难点本节难点分子结构的测定分子结构的测定分子的空间结构分子的空间结构43本节重点本节重点应用应用VSEPR预测简单分子或离子的空间结构中心原子上的孤电子对计算中心原子上的孤电子对计

2、算本节难点本节难点课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究同学们，分子式为C2H6O的物质有几种分子结构呢？乙醇二甲醚怎么利用现代仪器鉴定有机物中的羟基官能团呢？知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究早年的科学家主要靠对物质的_进行系统总结得出规律后进行推测。现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如 、等。红外光谱仪一、分子结构的测定化学性质红外光谱晶体X射线衍射知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。化学键

3、就像弹簧一样也不停的振动，不同的化学键振动频率、振动方式是不相同的。乙醛分子空间结构模型一、分子结构的测定知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究检测仪样品棱镜光源光谱红橙黄绿蓝靛紫紫外红外红外光谱原理示意图分子不断振动一束红外线吸收红外线(与化学键振动频率相同)红外图谱分析出化学键或官能团对比量子化学计算一、分子结构的测定红外图谱知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。质谱仪一、分子结构的测定知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学

4、侵权必究一、分子结构的测定质谱仪原理示意图分子分子离子碎片离子失去电子高压电场加速通过狭缝进入磁场分离记录仪质谱图知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究30405060100708011090659192相对丰度相对丰度/质荷比（质荷比（）mz甲苯分子的质谱图相对分子质量最大质荷比甲苯的相对分子质量为92同学们，通过质谱图你能测定出分子的相对分子质量吗？思考与讨论对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究例1、可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是()A、核磁共振氢谱 B、质谱 C、红外光谱 D、紫

5、外光谱C例2、能够快速、微量、精确测定有机物相对分子质量的物理方法是()A、红外光谱法 B、质谱法 C、核磁共振氢谱法 D、色谱法B知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究1、利用几何知识分析一下，空间分布的两个点是否一定在同一直线？两个原子构成的分子，将这2个原子看成两个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？O2HCl2、利用几何知识分析一下，空间分布的三个点是否一定在同一直线上？三个原子构成的分子，将这3个原子看成三个点，则它们在空间上可能构成几种形状？分别是什么？思考与讨论知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨

6、sir化学侵权必究大多数分子是由两个以上原子构成的，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，这就是分子的空间结构。二、多样的分子空间结构CO2H2O化学式电子式比例模型结构式球棍模型直线形（空间结构）直线形（空间结构）V形（空间结构）形（空间结构）180105OC OOHH知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究二、多样的分子空间结构CH2ONH3化学式电子式比例模型结构式球棍模型平面三角形（空间结构）平面三角形（空间结构）三角锥形（空间结构）三角锥形（空间结构）120107NHHHC OHH知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：

7、杨sir化学侵权必究CH4CCl4二、多样的分子空间结构化学式电子式比例模型结构式球棍模型1092810928正四面体形（空间结构）正四面体形（空间结构）正四面体形（空间结构）正四面体形（空间结构）CHHHHCClClClCl知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究1、常见分子的空间结构 类别代表分子代表分子结构式构式分子的空分子的空间结构构双原子分子N2直线形三原子分子AB2CO2直线形H2OV形四原子分子AB3CH2O、BF3平面三角形NH3三角锥形五原子分子AB4CH4、CCl4正四面体形知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众

8、号：杨sir化学侵权必究2、分子的空间结构与键角关系的一般规律 分子分子类型型键角角空空间结构构 实例例AB2180直线形CO2、BeCl2、CS2180V形H2O、H2SAB3120平面形BF3、BCl3、CH2O120三角锥形NH3、PH3AB410928正四面体形CH4、CCl4对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究例1、下列分子的空间结构模型正确的是()A、CO2的空间结构模型：B、H2O的空间结构模型：C、NH3的空间结构模型：D、CH4的空间结构模型：D对点训练小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究例2

9、、(1)硫化氢(H2S)分子中，两个HS的夹角接近90，说明H2S分子的空间结构为_。(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C=S的夹角是180，说明CS2分子的空间结构为_。V形直线形(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是_(填字母)。A、两个键之间的夹角为10928 B、CH为极性共价键C、4个CH的键能、键长都相等 D、二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)ad知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究多样的分子空间结构P4O6SF6P4P4O10C60S8椅式椅式C6H12船式船式C6H12本节小结小杨老师 155

10、21324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究测定红外光谱法化学键或官能团类型相对分子质量直线形分子的空间结构测定测定质谱法V形三角锥形正四面体形课前引入小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究2、三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？1、什么是分子的空间结构？思考与讨论直线形，键角180V形，键角105三角锥形，键角107平面三角形，键角120三、价层电子对互斥模型知识精讲小杨老师 15521324728版权归属于微信公众号：杨sir化学侵权必究有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥模型(VSEPRmod

11、el)，这种简单的理论可用来预测分子或离子的空间结构。三、价层电子对互斥模型 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。排斥力趋向于尽可能将价层电子对之间远离，夹角尽可能张大，这样会使排斥力尽可能小A排斥力趋向于尽可能将价电子排斥力趋向于尽可能将价电子对之间远离，夹角尽可能张大，对之间远离，夹角尽可能张大，这样会使排斥力尽可能小这样会使排斥力尽可能小？直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体形正四面体形模型探究模拟吹气球：模拟吹气球：用不同气球数目模拟价层电子对数在空间相互排斥的结构。用不同气球数目模拟价层电子对数在空间相互排斥的结构。109。282 2对对 价电子价电子

12、 直线直线形形3 3对对 价电子价电子平面三角形平面三角形4 4对对 价电子价电子 四面体形四面体形价层电子对互斥(VSEPR)模型1092810928用来预测分子的空间结构用来预测分子的空间结构如何计算价层电子对数如何计算价层电子对数？VSEPRVSEPR理想理想模型模型1.1.价层电子对互斥价层电子对互斥(VSEPR)(VSEPR)理论理论三、价层电子互斥模型三、价层电子互斥模型价层电子对 =中心原子上的键电子对+孤电子对。(1)中心原子中心原子成键数目最多成键数目最多的原子，如的原子，如CO2中的中的C，PCl3中的中的P(ABABn n型分子型分子)：(2)键电子对：键电子对：除中心原

13、子外，其余原子与中心原子均形成一个除中心原子外，其余原子与中心原子均形成一个键，故键，故 键电子对数键电子对数=结合的结合的原子数原子数该理论不适合中心原子为该理论不适合中心原子为过渡金属过渡金属的分子。的分子。注意：注意：多重键只计算多重键只计算键电子对，不计键电子对，不计键电子对键电子对。（非常。（非常重要！）重要！）CHCH2 2O O？HClOHClO？CH HO OClClO即，共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个即，共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个电子对电子对 化学式化学式BeCl2 SO2CO32-CH4NH4+NH3H2O键键电子对电子对 键电子对数可由分子式确定键

14、电子对数可由分子式确定。中心原子中心原子与几个原子成键，就有几个与几个原子成键，就有几个键电子对。键电子对。2234432u键键电子对电子对数数键电子对数键电子对数 结合原子数结合原子数键电子对的计算（导学案）由分子式确定，即中心原子形成几个键电子对的计算（导学案）由分子式确定，即中心原子形成几个键，就有几键，就有几对对键电子对。如键电子对。如H2O分子中，分子中，O有有 2 对对键电子对，键电子对，NH3分子中，分子中，N有有 3 对对键电子对。键电子对。计算计算价层电子对数价层电子对数键键电子对电子对数数中心原子上的中心原子上的孤电孤电子对数子对数计算价层电子对数计算价层电子对数【思考交流

15、思考交流】结合的结合的原子数原子数方法一：根据方法一：根据电子式电子式直接确定直接确定u计算中心原子上的计算中心原子上的孤电子对数孤电子对数012u孤电子对数孤电子对数u计算中心原子上的孤电子对数计算中心原子上的孤电子对数方法二：方法二：公式计算，公式计算，中心原子上的中心原子上的孤电子对数孤电子对数 (a-xba-xb)21a=中心原子的价电子数中心原子的价电子数=中心原子结合的原子个数中心原子结合的原子个数b=与中心原子结合的与中心原子结合的原子最多所原子最多所能接受的电子能接受的电子数数如：如：H为为1，其余原子，其余原子=8-最外层电子数。最外层电子数。（对于主族元素等于原子的最外层电

16、子数）对于阳离子：对于阳离子：a中心原子的价电子数中心原子的价电子数 离子的电荷数离子的电荷数 对于阴离子：对于阴离子：a中心原子的价电子数中心原子的价电子数 离子的电荷数离子的电荷数(绝对值）绝对值）（1）中心原子）中心原子为为S，故，故键键电子对电子对【例【例1】计算计算SO2分子中分子中键电子对和键电子对和孤电子对孤电子对数目。数目。（2）中心原子）中心原子孤电子对孤电子对=1/2(a-b)a=6S原子原子孤电子对孤电子对=1/2(a-b)=1/2 (6-22)(6-22)1 1(4-41)(4-41)0 0(5-31)(5-31)1 12121CHCH4 4 NHNH3 3 H H2

17、2O O(6-21)(6-21)2 221计算计算中心原子中心原子孤电子对孤电子对 b=8-6=2=2价层电子对数价层电子对数2+1=3结合原子数结合原子数=2=2分子或离子分子或离子中心原子中心原子a ax xb b中心原子上中心原子上的孤的孤电子对数电子对数COCO2 2COCO3 32-2-NHNH4 4+H H3 3O O+SOSO3 32-2-计算中心原子上的计算中心原子上的孤电子对数孤电子对数=1/2(a-b)C C4 42 22 2(4-22)2(4-22)20 0【课堂练习课堂练习】C CN N4+2=64+2=63 32 2(6-32)2(6-32)20 05-1=45-1=

18、44 41 1(4-41)2(4-41)20 0O O6-1=56-1=53 31 1(5-31)2(5-31)21 1S S3 32 2(8-32)2(8-32)21 16+2=86+2=8价电子数价电子数结合的原子个数结合的原子个数结合原子最多所能接受的电子数结合原子最多所能接受的电子数阳离子阳离子：a a中心原子的价电子数中心原子的价电子数-离子的电荷数离子的电荷数阴离子阴离子：a a中心原子的价电子数中心原子的价电子数离子的电荷数离子的电荷数(绝对值绝对值)分子或分子或离子离子孤电子孤电子对数对数价层电子价层电子对数对数VSEPRVSEPR理想理想模型模型VSEPRVSEPR理想理想模

19、型名称模型名称分子或离子分子或离子的空间结构的空间结构分子或离子的分子或离子的空间结构名称空间结构名称COCO2 20 0COCO3 32-2-0 0SOSO4 42-2-0 0NHNH4 4+0 0(1)1)1)1)中心原子上中心原子上无无孤对电子孤对电子0+20+22 20+40+44 40+30+33 30+40+44 4直线形直线形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直线形平面正三角形平面正三角形正四面体形正四面体形正四面体形正四面体形VSEPRVSEPR理想模型就是其分子的空间结构。（重要！）理想模型就是其分子的空间结构。（重要！）三、价层电子互斥模型三、价层

20、电子互斥模型3.3.利用利用VSEPRVSEPR理论预测粒子的空间结构理论预测粒子的空间结构中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。二、价层电子互斥模型二、价层电子互斥模型3.3.利用利用VSEPRVSEPR理论预测粒子的空间构型理论预测粒子的空间构型(2)2)2)2)中心原子上中心原子上有有孤对电子孤对电子在讨论粒子空间构型时应略去孤电子对，才是该粒子的实际空间构型。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是四面体，中心原子中心原子无孤电子对无孤电子对的分子的分子中心原子中心原子有孤电子对有孤电子对的分子的分子CH

21、CH4 4H H2 2O ONHNH3 3VSEPRVSEPR理想模型理想模型分子空间结构分子空间结构V形形四面体形四面体形三角锥三角锥形形4对电子对电子略去孤电子对略去孤电子对价价层电子对互斥构型层电子对互斥构型(VSEPR模型模型)是价层电子对的空间构型是价层电子对的空间构型，分子分子的空间构型的空间构型指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上两者是否一致取决于中心原子上有无有无孤电子对孤电子对：当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；如：；如：CHCH4 4当中心原子上有孤

22、电子对时，两者的构型不一致当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。如：。如：NHNH3 3和和H H2 2O Ou应用应用VSEPRVSEPR模型模型预测粒子空间结构预测粒子空间结构的步骤的步骤1.1.计算中心原子的成键电子对数计算中心原子的成键电子对数结合原子数结合原子数2.2.计算中心原子上的孤电子对数计算中心原子上的孤电子对数=1/2(a-b)3.3.价层电子对数价层电子对数键电子对数孤电子对数键电子对数孤电子对数4.4.确定确定VSEPRVSEPR理想模型理想模型5.5.略去孤电子对，确定粒子的空间结构略去孤电子对，确定粒子的空间结构知识精讲小杨老师 15521324728版权归属

23、于微信公众号：杨sir化学侵权必究不是。由于不是。由于NNNNNN键角都是键角都是108.1108.1。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形。三角锥形。COCO2 2分子中无孤电子对，分子为直线形；水分子的氧原子上有两对孤电子对，为分子中无孤电子对，分子为直线形；水分子的氧原子上有两对孤电子对，为V V形分子。形分子。价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致，分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致，分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有

24、无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，两者的不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，两者的空间结构一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的空间结构不一致。空间结构一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的空间结构不一致。实验测得实验测得NHNH3 3的键角为的键角为107107，H H2 2O O的的键角为键角为105,105,为什么为什么NHNH3 3和和H H2 2O O的的键角键角均小均小于于1092810928？【思考与讨论】1092810928排排斥斥力力较大大实验测得实验测得NHNH3 3的键角为的键角为107107，H H2 2O O的的键角

25、为键角为105,105,为什么为什么NHNH3 3和和H H2 2O O的的键角键角均小均小于于1092810928？【思考与讨论】1092810928相较成键电子对，相较成键电子对，孤电子对孤电子对有较大的排斥力有较大的排斥力H H2 2O O、NHNH3 3的的孤电子对分别为的的孤电子对分别为2 2、1 1，分子中电子对之间的斥力大小顺序：，分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对孤电子对-孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对-成键电子对成键电子对 成键电子成键电子-成键电子成键电子，故故H H2 2O O、NHNH3 3的键角分别是的键角分别是105105、107107。价层电子对之间相互排

26、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键电子对。孤电子对数目越多，键角减小。点拨注意：价层电子对互斥模型注意：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价电子对互斥模型键电子对中心原子上的孤对电子数目价层电子对数价层电子对互斥模型VSEPR理想模型略去孤电子对粒子的空间结构课堂小结中心原子中心原子无无孤电子对：孤电子对：VSEPRVSEPR理想模型就是其空间结构。理想模型就是其空间结构。若若有有：先判断：先判断VSEPRVSEPR理想模型，理想模型，后略去孤电子对后略去孤电子对，便可得到粒子的空间，便可得到粒子的空间结构结构7 7用价层电子对互斥理论完成下列问题用价层电子对互斥理论完成下列问题(点点“”“”的原子为中心原子的原子为中心原子)。22V形30平面三角形31三角锥形21V形40正四面体形心之所愿，无事不成