2.2.1分子的空间构型、价电子互斥理论 课件(共27张PPT) 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共27张PPT)
学习目标：
1.知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。
2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构。
3.在理解价层电子对互斥模型的基础上，对分子的空间构型进行解释和预测。
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的空间构型
第1课时 分子的空间构型、价电子互斥理论
肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？
问题与思考
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。如今，科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。
学习任务一：怎么测定分子结构
1.什么是红外光谱法
分子中的原子不是固定不动的，而是不断振动着的。当一束红外光线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰（如图）。
通过和已有谱库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这此信息，可分析出分中含有何种化学键或官能团的信息。
由以上光谱图可初步推测该分子中含有官能团羟基-OH。
用质谱法测定分子的相对分子质量
现代化学常利用质谱仪（如图2-7）测定分子的相对分子质量。它的基本原理（如图2-8）是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，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。
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2.什么是质谱法
例如，图2-9的纵坐标是相对丰度（与粒子
的浓度成正比），横坐标是粒子的相对质
量与其电荷数之比（ )，简称质荷比。
化学家通过分析得知， ＝92的峰是甲苯
分子的正离子（ C6H5CH3+)， ＝91的
峰是丢失一个氢原子的甲苯正离子
（C6H5CH2+), ＝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)。
m
z
m
z
m
z
m
z
质荷比最大的即是相对分子质量。
第二章 分子结构与性质
第二节分子的立体结构
第一课时 分子空间结构与价层电子对互斥理论
O2
HCl
H2O
CO2
1.双原子分子（直线型）
2.三原子分子立体结构（有直线形和V形）
直线形 180°
V形 105°
一、形形色色的分子
3.四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）
C2H2
CH2O
NH3
P4
一、形形色色的分子
平面三角形 120°
三角锥形 107°
正四面体 60°
直线型 180°
4.五原子分子立体结构
CH4
正四面体
一、形形色色的分子
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
4.其他
一、形形色色的分子
C60
C20
C40
C70
资料卡片
一、形形色色的分子
小结1：
测定分子结构方法
晶体X射线衍射法
红外光谱法
官能团
质谱法
相对分子质量
分子空间结构
三原子
直线形
V形
四原子
平面三角形
三角锥形
五原子
正四面形
价层电子对互斥理论
知识点二、价层电子对互斥理论
1、基本要点
ABn 型分子(或离子)的几何构型，主要取决于价电子对数（n），价电子对尽量远离，使它们之间斥力最小，能量最低，物质最稳定。
（又称VSEPR模型）
σ键电子对和孤电子对数
VSEPR模型：
价层电子对数目
2 3 4 5 6
问题导学
直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥体 正八面体
价层电子对互斥理论
知识点二、价层电子对互斥理论
2、价层电子对数的计算
= σ键个数 + 孤电子对数
价层电子对数
σ 键电子对数 = 与中心原子结合的原子数
中心原子上的孤电子对数 = （a-xb)
b：为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数
(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）
a：对于原子：为中心原子的最外层电子数
(对于阳离子：a=中心原子价电子数 - 离子电荷数、阴离子 ‘+’）
x：为与中心原子结合的原子数
问题导学
价层电子对互斥理论
知识点二、价层电子对互斥理论
2、价层电子对数的计算
分子离子 中心原子 a x b 孤电子对数
H2O O
SO2 S
NH4+ N
CO32- C
6
1
5-1=4
0
4+2=6
0
2
2
4
1
3
2
6
2
1
2
问题导学
中心原子上的孤电子对数 = （a-xb)
价层电子对互斥理论
知识点二、价层电子对互斥理论
3、 VSEPR模型应用——预测分子立体构型
σ键电子对数 孤电子对数 VSEPR模型及名称 分子的立体构型及名称
CO2
CO32-
SO2
2
3
2
0
0
1
C
O
O
直线形
直线形
平面三角形
平面三角形
V形
平面三角形
问题导学
中心原子无孤对电子的分子：VSEPR模型就是其分子立体结构
有：先得VSEPR模型，后略去孤对电子，剩下是分子立体结构
价层电子对互斥理论
知识点二、价层电子对互斥理论
3、 VSEPR模型应用——预测分子立体构型
ABn 型分子VSEPR模型和立体结构
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对排布 模型 立体结构 实 例
2
3
平面
三角形
2 0 AB2
直线形 CO2
3 0 AB3
2 1 AB2
平面三角形 BF3
V形
SO2
直线形
问题导学
价层电子对互斥理论
知识点二、价层电子对互斥理论
3、 VSEPR模型应用——预测分子立体构型
ABn 型分子VSEPR模型和立体结构
价层电子对数 VSEPR模型 成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对排布 模型 立体结构 实 例
4
正四面体
4 0 AB4
3 1 AB3
2 2 AB2
四面体 CH4
三角锥形 NH3
V形 H2O
问题导学
化学式 中心原子 孤对电子数 中心原子结合的原子数 空间构型
HCN
SO2
NH2－
BF3
H3O+
SiCl4
CHCl3
NH4+
0
1
2
0
1
0
0
0
2
2
2
3
3
4
4
4
直线形
V 形
V形
平面三角形
三角锥形
四面体
正四面体
正四面体
1、用VSEPR模型预测，下列分子的立体结构与水分子相似的是 （ ）
A、OF2 B、H2S C、BeCl2 D、CO2
2、下列分子的立体结构，其中不属于直线型分子的是 （ ）
A、 BeCl2 B、CO2 C、C2H2 D、P4
3、下列分子中，各原子均处于同一平面上的是 （ ）
A、NH3 B、CCl4 C、H2O D、CH2O
巩固练习
C D
D
A B
4、多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的一组是（ ）
A、NO2-和NH2- B、H3O+和ClO3-
C、NO3-和CO32- D、PO43-和SO42-
A C
5、下列分子中的VSEPR模型与分子结构模型相同的是（ ）
A、CO2 B、H2O
C、NH3 D、CH4
A D
6、用VSEPR模型理论推断，下列微粒为正四面体结构的是（ ）
A、SO2 B、O3
C、NO3- D、SO42-
D
课时小结
价层电子对互斥理论
化学式 立体构型
CO2 直线形
H2O V形
CH2O 平面三角形
NH3 三角锥形
SO2 V形
CH4 正四面体
CO32- 平面三角形
SO42- 正四面体
NH4+ 正四面体
1、价层电子对互斥理论
分子(或离子) 构型，主要取决于价层电子对数
= σ键个数 + 孤电子对数
价层电子对数
→价层电子对数
→VSEPR模型
→分子立体构型
小结2：
1.预测分子的空间结构方法：
σ键电子对数
孤电子对数
价层电子对数
VSEPR模型
空间结构
2.价层电子对间相互排斥作用大小一般规律：
②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。
③价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
①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。
学习评价
1.下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 ＿＿＿ 　　
A、H2O B、H3O+ C、NH3 D、NH4+
D
2.以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109°28′ 的是＿＿
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42-
A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤
C
3.下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其键角由小到大 的顺序为＿______________ 。　　
③ ② ① ④
4.预测下列粒子的空间结构：
SO42- _________、OF2___________、HCN___________、ClO3-__________。
正四面体
V形
直线形
三角锥形
再 见 ！