2021-2022学年人教版（2019）高中化学选择性必修二2.2.1 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型 课件（22张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年人教版（2019）高中化学选择性必修二2.2.1 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型 课件（22张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 11.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-01-06 22:42:16 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第1课时
分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型
第二节 分子的空间结构
第二章
教学目标
1. 了解分子结构测定的方法。
2. 认识三原子、四原子分子等的空间结构，了解共价分子结构的多样性和复杂性。
3. 学会价层电子对互斥模型，推测一些分子的空间结构。
分子结构的测定
01
红外光谱仪
晶体X射线衍射仪
分子结构的测定
01
测定原理
分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。当一束红外线透过分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，通过与已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。
光源
棱镜
红
黄
蓝
紫
光谱
橙
绿
靛
样品
检测仪
红外图谱
紫外
红外
分子结构的测定
01
根据红外光谱图可以初步判断分子中 共价键 或 官能团 的类型
分子结构的测定
01
质谱仪
在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量,它们在高压电场加速后,通过狭缝进入磁场得以分离,在记录仪上呈现一系列峰。
基本原理
分子结构的测定
01
30
40
50
60
70
80
90
100
91
92
相对丰度%
质荷比 ()
C
CH3+
= 92的峰是甲苯分子的正离子(C6H5C)
=91的峰是丢失一个氢原子的甲苯正离子(C6H5C)
=65的峰是分子碎片……因此,便可推测被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯(C6H5CH3)
65
多样的分子空间结构
02
分子的空间结构：两个以上原子构成的分子，原子的几何学关系和形状
化学式 结构式 键角 分子的空间结构 分子的空间结构模型
CO2
H2O
O=C=O
O
H
H
105°
直线形
180°
V形
多样的分子空间结构
02
四原子分子
化学式 结构式 键角 分子的空间结构 分子的空间结构模型
CH2O
NH3
O=C
107°
平面三角形
180°
三角锥形
H
H
N
H
H
H
多样的分子空间结构
02
五原子分子
化学式 结构式 键角 分子的空间结构 分子的空间结构模型
CH4
正四面体形
109°28′
H
H
C
H
H
CCl4
Cl
C
Cl
Cl
Cl
正四面体形
109°28′
多样的分子空间结构
02
一些分子的空间结构模型
价层电子对互斥理论
03
分子的空间构型与其稳定性有关
价层电子对互斥模型(VSEPR model)：
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。
“价层电子对”是指分子中的中心原子与其结合原子间 σ 键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的σ键电子对，不计π电子对。
价层电子对互斥理论
03
孤电子对数的计算
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
表示中心原子的价电子数
原子数
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
如何根据元素周期表确定b
主族元素族序数
8﹣价电子数
价层电子对互斥理论
03
孤电子对数的计算
对主族元素：a＝ ；
对于阳离子：a＝ － ；
对于阴离子：a＝ ＋ 。
价电子数
8﹣该原子的价电子数
最外层电子数
电荷数
价电子数
电荷数
表示中心原子的价电子数
b: H为1，
其他原子=
原子数
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
价层电子对互斥理论
03
根据价层电子对互斥模型对分子或离子的空间结构的推测
价层电子对互斥理论
03
根据价层电子对互斥模型对分子或离子的空间结构的推测
N
BF3
价层电子对数 =
σ 键数 +
=σ 键数 +
=3 +
2
—
1
(3-3)
=3
=σ 键数 +
=4 +
=4
2
—
1
(5-1-4×1)
平面三角形
正四面体形
孤电子对为0时。VSEPR模型与分子空间结构相同
2
—
1
(a-xb)
2
—
1
(a-xb)
2
—
1
(a-xb)
价层电子对互斥理论
03
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
由于三键、双键比单键包含的电子多，所以斥力大小顺序：三键＞双键＞单键
H2O、NH3 、的键角分别是105°、107° 、115° ，均小于VSEPR模型的预测值。为什么？
根据价层电子对互斥模型对分子或离子的空间结构的推测
不能预测过渡金属为中心原子的分子
H2O、NH3 、的孤电子对分别是2、1、1，由于孤电子对有较大斥力。
含孤电子对的分子的实测键角都小于VSEPR模型的预测值。
本节知识总结
1．分子结构的测定
2．价层电子对互斥理论
红外光谱仪测定共价键、官能团类型
晶体X射线衍射仪测定晶体结构
质谱仪测定分子相对分子质量
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
价层电子对数 = σ 键电子对数 + 孤电子对数
略去 VSEPR 模型中的中心原子上的孤电子对,便可得到分子的空间结构
当堂训练
04
1. 徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了光棍的快乐的二氧化氮分子、劳动面前人人平等的磷酸分子、有机族的第一代长老的甲烷分子、我在梦中被创造的苯分子、江湖剑客的甲醛分子。下列说法正确的是( )
A．NO2分子的空间结构为直线形
B．分子为正四面体形分子
C．甲烷与氯气反应生成的四种氯代物的空间结构都是正四面体形
D．HCHO价层电子对互斥模型是平面三角形，空间结构是三角锥形
B
HCHO分子的空间结构为平面三角形
NO2分子是V形
只有CCl4的空间结构是正四面体形
当堂训练
04
选项 A B C D
中心原子所在族 ⅣA ⅤA ⅣA ⅥA
分子通式 AB4 AB3 AB2 AB2
空间结构 正四面体形 平面三角形 直线形 V形
2. 下列对应关系不正确的是( )
当中心原子在ⅤA族时，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在ⅣA族时，AB2分子是直线形，当中心原子在ⅥA族时，AB2分子是V形。
B
第1课时
分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥模型
第二节 分子的空间结构
第二章
教学目标
1. 了解分子结构测定的方法。
2. 认识三原子、四原子分子等的空间结构，了解共价分子结构的多样性和复杂性。
3. 学会价层电子对互斥模型，推测一些分子的空间结构。
分子结构的测定
01
红外光谱仪
晶体X射线衍射仪
分子结构的测定
01
测定原理
分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。当一束红外线透过分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同化学键或官能团的吸收频率不同，在红外光谱图上处于不同的位置，通过与已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。
光源
棱镜
红
黄
蓝
紫
光谱
橙
绿
靛
样品
检测仪
红外图谱
紫外
红外
分子结构的测定
01
根据红外光谱图可以初步判断分子中 共价键 或 官能团 的类型
分子结构的测定
01
质谱仪
在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量,它们在高压电场加速后,通过狭缝进入磁场得以分离,在记录仪上呈现一系列峰。
基本原理
分子结构的测定
01
30
40
50
60
70
80
90
100
91
92
相对丰度%
质荷比 ()
C
CH3+
= 92的峰是甲苯分子的正离子(C6H5C)
=91的峰是丢失一个氢原子的甲苯正离子(C6H5C)
=65的峰是分子碎片……因此,便可推测被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯(C6H5CH3)
65
多样的分子空间结构
02
分子的空间结构：两个以上原子构成的分子，原子的几何学关系和形状
化学式 结构式 键角 分子的空间结构 分子的空间结构模型
CO2
H2O
O=C=O
O
H
H
105°
直线形
180°
V形
多样的分子空间结构
02
四原子分子
化学式 结构式 键角 分子的空间结构 分子的空间结构模型
CH2O
NH3
O=C
107°
平面三角形
180°
三角锥形
H
H
N
H
H
H
多样的分子空间结构
02
五原子分子
化学式 结构式 键角 分子的空间结构 分子的空间结构模型
CH4
正四面体形
109°28′
H
H
C
H
H
CCl4
Cl
C
Cl
Cl
Cl
正四面体形
109°28′
多样的分子空间结构
02
一些分子的空间结构模型
价层电子对互斥理论
03
分子的空间构型与其稳定性有关
价层电子对互斥模型(VSEPR model)：
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。
“价层电子对”是指分子中的中心原子与其结合原子间 σ 键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的σ键电子对，不计π电子对。
价层电子对互斥理论
03
孤电子对数的计算
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
表示中心原子的价电子数
原子数
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
如何根据元素周期表确定b
主族元素族序数
8﹣价电子数
价层电子对互斥理论
03
孤电子对数的计算
对主族元素：a＝ ；
对于阳离子：a＝ － ；
对于阴离子：a＝ ＋ 。
价电子数
8﹣该原子的价电子数
最外层电子数
电荷数
价电子数
电荷数
表示中心原子的价电子数
b: H为1，
其他原子=
原子数
与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
价层电子对互斥理论
03
根据价层电子对互斥模型对分子或离子的空间结构的推测
价层电子对互斥理论
03
根据价层电子对互斥模型对分子或离子的空间结构的推测
N
BF3
价层电子对数 =
σ 键数 +
=σ 键数 +
=3 +
2
—
1
(3-3)
=3
=σ 键数 +
=4 +
=4
2
—
1
(5-1-4×1)
平面三角形
正四面体形
孤电子对为0时。VSEPR模型与分子空间结构相同
2
—
1
(a-xb)
2
—
1
(a-xb)
2
—
1
(a-xb)
价层电子对互斥理论
03
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
由于三键、双键比单键包含的电子多，所以斥力大小顺序：三键＞双键＞单键
H2O、NH3 、的键角分别是105°、107° 、115° ，均小于VSEPR模型的预测值。为什么？
根据价层电子对互斥模型对分子或离子的空间结构的推测
不能预测过渡金属为中心原子的分子
H2O、NH3 、的孤电子对分别是2、1、1，由于孤电子对有较大斥力。
含孤电子对的分子的实测键角都小于VSEPR模型的预测值。
本节知识总结
1．分子结构的测定
2．价层电子对互斥理论
红外光谱仪测定共价键、官能团类型
晶体X射线衍射仪测定晶体结构
质谱仪测定分子相对分子质量
孤电子对数=
2
—
1
(a-xb)
价层电子对数 = σ 键电子对数 + 孤电子对数
略去 VSEPR 模型中的中心原子上的孤电子对,便可得到分子的空间结构
当堂训练
04
1. 徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了光棍的快乐的二氧化氮分子、劳动面前人人平等的磷酸分子、有机族的第一代长老的甲烷分子、我在梦中被创造的苯分子、江湖剑客的甲醛分子。下列说法正确的是( )
A．NO2分子的空间结构为直线形
B．分子为正四面体形分子
C．甲烷与氯气反应生成的四种氯代物的空间结构都是正四面体形
D．HCHO价层电子对互斥模型是平面三角形，空间结构是三角锥形
B
HCHO分子的空间结构为平面三角形
NO2分子是V形
只有CCl4的空间结构是正四面体形
当堂训练
04
选项 A B C D
中心原子所在族 ⅣA ⅤA ⅣA ⅥA
分子通式 AB4 AB3 AB2 AB2
空间结构 正四面体形 平面三角形 直线形 V形
2. 下列对应关系不正确的是( )
当中心原子在ⅤA族时，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在ⅣA族时，AB2分子是直线形，当中心原子在ⅥA族时，AB2分子是V形。
B