新授课
第二章 分子结构与性质
课时3 分子结构 价层电子对互斥模型
【学习目标】
1.认识分子结构的多样性和复杂性，并知道分子的结构是可以测定的。 2.理解价层电子对互斥理论的含义，能用价层电子对互斥模型判断和解释分子或离子的结构。
【学习活动】
学习任务
目标一：认识分子结构的多样性和复杂性，并知道分子的结构是可以测定的。 任务1：阅读教材p41-p42内容，回答下列问题。 1.红外光谱可以推断化学键或官能团的种类，能否确认化学键或官能团的个数？ 参考答案：红外光谱是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振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰，通过和已有图库比对或通过计算，综合分析出该分子中含有何种化学键或官能团的信息。但不能确认化学键或官能团的个数。 2.未知物质X的质谱图为 由图可看出，质荷比的最大值是该物质的相对分子质量，知该物质的相对分子质量是多少？ 参考答案：16。 任务2：阅读教材p43内容，回答下列问题。 1.写出下列三原子分子、四原子分子、五原子分子的电子式、结构式、键角及立体构型。 化学式电子式结构式键角分子空间 结构模型立体构 型名称CO2O==C==O180°直线形H2O105°V形CH2O约120°平面三角形NH3107°三角锥形 CH4109°28′正四面体形CCl4109°28′正四面体形
2.(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，H2S分子是哪种空间结构？二硫化碳(CS2)分子中，两个C===S键的夹角是180°，CS2分子是哪种空间结构？ 参考答案：根据键角判断分子的空间结构。V形 直线形。 (2)科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3如图所示。 已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，试推测四个氮原子围成的空间是空间正四面体吗？ 参考答案：不是。由于N—N—N键角都是108.1°，所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形。 (3)五原子分子都是正四面体结构吗 参考答案：不是，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，虽为四面体结构，但由于碳原子所连的四个原子不相同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构。
目标二：理解价层电子对互斥理论的含义，能用价层电子对互斥模型判断和解释分子或离子的结构。 任务1：阅读教材p44—p45第一段内容，回答下列问题。 1.VSEPR的“价层电子对”是指哪些电子？ 参考答案：VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 2.σ键电子对数如何确定 中心原子孤电子对数如何确定 参考答案：σ键电子对数由分子式确定。 中心原子上的孤电子对数=(a-xb)。 其中：a表示中心原子的价电子数； x表示与中心原子结合的原子数； b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。 3.如何确定C和N的中心原子的孤电子对数 参考答案：阳离子:a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数(绝对值)。N中中心原子为N，a=5-1，b=1，x=4，所以中心原子孤电子对数=(a-xb)=(4-4×1)=0。 阴离子:a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)。C中中心原子为C，a=4+2，b=2，x=3，所以中心原子孤电子对数=(a-xb)=(6-3×2)=0。 4.什么是成键电子对、孤电子对 其与中心原子的轨道数或价层电子对数有什么关系 价层电子对数与VSEPR模型或空间结构有什么关联？ 参考答案：分子或离子中，中心原子与其他原子以共价键结合的电子对为成键电子对，中心原子上不参与成键的电子对为孤电子对，两者之和等于中心原子的轨道数，也等于价层电子对数。 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 任务2： 1.乙醇和乙酸同样可以用“价电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。 Ⅰ.根据上述图示，结合价层电子对互斥理论，分析判断乙醇分子中C—O—H的空间构型是什么？ 提示：乙醇分子结构中，羟基上的氧原子有2个成键电子对和2对孤电子对(见图中乙醇结构的①、②、③、④)，价层电子对数是4，共有4个空间取向，中心氧原子上的价电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子(氧原子)上的孤电子对可得C—O—H呈V形。 Ⅱ.根据上述图示，结合价层电子对互斥模型分析判断乙酸分子结构中的空间构型是什么？ 提示：在乙酸分子中，中心原子是羰基()上的碳原子，中心碳原子(羰基碳)上有3个成键电子对(见图中乙酸结构中的①、②、③)，孤电子对数为0；上的成键电子对仅有一个空间取向，因此，中心碳原子的价电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，因此，呈平面三角形。 Ⅲ.根据上述图示，结合价层电子对互斥理论分析 乙醇、乙酸分子中的空间构型是什么？ 提示：在乙醇、乙酸分子结构中，甲基碳()是中心原子，中心碳原子上的价层电子对数是4，全部是成键电子对，孤电子对数是0，中心碳原子上的4对成键电子对共有4个空间取向，相互排斥而远离，故呈四面体结构。 2.VSEPR模型与分子的空间结构一定相同吗？二者之间有何规律存在？ 参考答案：VSEPR模型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(未用于形成共价键的电子对)。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。 3.常见物质的空间构型 价层电 子对数成键电 子对数孤电子 对数VSEPR 模型VSEPR 模型名称分子的空间 结构名称代表 物质220直线形直线形CO2321平面三角形V形SO2330平面正 三角形平面正 三角形BF3、SO3、N440正四面体形正四面 体形CH4、S、N431四面体形三角锥形NH3、PCl3422四面体形V形H2O、SCl2
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第二章 分子结构与性质
课时3 分子结构 价层电子对互斥模型
【学习目标】
1.认识分子结构的多样性和复杂性，并知道分子的结构是可以测定的。 2.理解价层电子对互斥理论的含义，能用价层电子对互斥模型判断和解释分子或离子的结构。
【学习活动】
学习任务
目标一：认识分子结构的多样性和复杂性，并知道分子的结构是可以测定的。 任务1：阅读教材p41-p42内容，回答下列问题。 1.红外光谱可以推断化学键或官能团的种类，能否确认化学键或官能团的个数？ 2.未知物质X的质谱图为 由图可看出，质荷比的最大值是该物质的相对分子质量，知该物质的相对分子质量是多少？ 任务2：阅读教材p43内容，回答下列问题。 1.写出下列三原子分子、四原子分子、五原子分子的电子式、结构式、键角及立体构型。 化学式电子式结构式键角分子空间 结构模型立体构 型名称CO2H2OCH2ONH3CH4CCl4
2.(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，H2S分子是哪种空间结构？二硫化碳(CS2)分子中，两个C===S键的夹角是180°，CS2分子是哪种空间结构？ (2)科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3如图所示。 已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，试推测四个氮原子围成的空间是空间正四面体吗？ (3)五原子分子都是正四面体结构吗
目标二：理解价层电子对互斥理论的含义，能用价层电子对互斥模型判断和解释分子或离子的结构。 任务1：阅读教材p44—p45第一段内容，回答下列问题。 1.VSEPR的“价层电子对”是指哪些电子？ 2.σ键电子对数如何确定 中心原子孤电子对数如何确定 3.如何确定C和N的中心原子的孤电子对数 4.什么是成键电子对、孤电子对 其与中心原子的轨道数或价层电子对数有什么关系 价层电子对数与VSEPR模型或空间结构有什么关联？ 任务2： 1.乙醇和乙酸同样可以用“价电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。 Ⅰ.根据上述图示，结合价层电子对互斥理论，分析判断乙醇分子中C—O—H的空间构型是什么？ Ⅱ.根据上述图示，结合价层电子对互斥模型分析判断乙酸分子结构中的空间构型是什么？ Ⅲ.根据上述图示，结合价层电子对互斥理论分析 乙醇、乙酸分子中的空间构型是什么？ 2.VSEPR模型与分子的空间结构一定相同吗？二者之间有何规律存在？ 3.常见物质的空间构型 价层电 子对数成键电 子对数孤电子 对数VSEPR 模型VSEPR 模型名称分子的空间 结构名称代表 物质20CO221SO230BF3、SO3、N40CH4、S、N31NH3、PCl322H2O、SCl2
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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