2020-2021学年人教版高二化学选修3第二章2-2(1)分子的立体构型 课件 （27张ppt）

分子结构与性质
第二章
第二节 分子的立体构型
2021-03-W
学习目标
分子的立体构型
01
1.认识共价分子结构的多样性和复杂性，了解常见分子的立体构型
2.了解价层电子对互斥理论，并能根据价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的构型
重难点
重点：价层电子对互斥理论及其应用
难点：价层电子对互斥理论及其应用
思考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？
迁移: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？
O2
HCl
直线型
思考与交流
思考2：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？
迁移：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？
结论：在多原子构成的分子中，即使是相同的原子数目，由于原子间排列的空间方向不一样，使得分子有不同的结构，这就是所谓的分子的立体构型。
直线型
V型
思考与交流
1.三原子分子的立体结构
一、形形色色的分子
H2O
CO2
直线形
180°
V形
104.5°
2.四原子分子的立体结构
一、形形色色的分子
C2H2
CH2O
NH3
P4
正四面体
60°
平面三角形
120°
三角锥形
107.3°
直线形
180°
3.五原子分子的立体结构
一、形形色色的分子
最常见的是正四面体
CH4
正四面体
船式C6H12
椅式C6H12
C60
P4O6 P4O10
P4
C10H16 S8 SF6 B12
那么分子结构又是怎么测定的呢？
分子世界如此多姿多彩
4.分子结构的测定
一、形形色色的分子
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
思考3：同样都是三原子分子，为什么CO2和H2O分子的空间构型不同？同为四原子分子，为什么CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同？分子的立体构型与我们之前学的哪些知识有关？
A.共价键的特征
饱和性
决定分子组成
方向性
决定分子空间构型
B.共价键的参数
键能
键长
键角
决定分子空间构型
思考与交流
思考4：探究，完成下表：
分子
CO2
H2O
NH3
CH2O
CH4
电子式
结构式
分子的空间构型
O C O
::
::
:
:
:
:
:
:
:
H O H
:
:
:
:
H N H
:
H
:
:
:
H C H
:
H
H
O=C=O
H-O-H
H-N-H
-
H
H-C-H
=
O
H-C-H
-
-
H
H
直线形
V 形
三角
锥 形
平面
三角形
正
四面体
H
H
. .
C
. .
. .
O
. .
. .
. .
结论：分子的空间构型主要由中心原子的价层电子对在中心原子周围的方向决定的
思考与交流
价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。
σ键电子对：
孤电子对：
原子之间形成σ键的共用电子对
原子中未与其它原子共用的一对电子
O为中心原子，周围的四对电子为价层电子对；其中H与O共用的电子对为σ键电子对，未与其它原子共用的电子对为孤电子对。
H :O:
..
..
H
价层电子对排斥力大小：
孤对电子对－孤对电子对＞孤对电子对－σ键电子对＞σ键电子对－σ键电子对
二、价层电子对互斥理论
价层电子对互斥理论（VSEPR）认为，分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。
对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键σ键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。
排斥力最小
A
二、价层电子对互斥理论
1.价层电子对互斥理论(VSEPR)
二、价层电子对互斥理论
2.价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
价层电子对数目： 2 3 4
VSEPR模型：
直线
平面三角形
四面体
二、价层电子对互斥理论
2.价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布（即含孤对电子的VSEPR模型）
　 2 　 3 4 　 5 6
直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥体 正八面体
思考5：分子的VSEPR模型和真实立体构型有什么联系和区别？
:
:
:
H C H
:
H
H
:
:
:
H O H
:
直
线
形
平面
三角
形
四面
体形
:
:
:
H N H
:
H
价层电子对4对，则其VSEPR模型为四面体形
甲烷的空间构型为
正四面体形
正四面体形
价层电子对4对，则其VSEPR模型为四面体形
氨气的空间构型为
三角锥形
价层电子对4对，则其VSEPR模型为四面体形
水分子的空间构型为
V形
对ABm型分子（离子），若中心原子A的价层电子对都是共价键无孤对电子，则价层电子对的构型(VSEPR)就是分子（离子）的构型。 　　
中心原子的价层电子对（包括σ电子对和孤电子对）都要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥。推测分子的立体模型必须先找到VSEPR模型再略去VSEPR模型中的孤电子对
若中心原子A的价层电子对含有孤对电子，则分子或离子的立体构型价层电子对构型(VSEPR)略去中心原子孤电子对后的立体构型。

孤电子对 = ?????????????????????
?
a为中心原子的价电子数；
x为与中心原子结合的原子数；
b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数，即(8－该原子的价电子数)（H为2－1＝1）
σ键电子对＝中心原子所连原子数
思考6：空间构型的关键是找中心原子形成的σ键电子对和中心原子上的孤电子对，如果我们不会写电子式，如何找出价层电子对呢？
如：BF3
如：NF3
BF3 的σ电子对为3，孤电子对为????????(3-1Х3)=0
?
BF3 的σ电子对为3，孤电子对为????????(5-1Х3)=0
?
思考与交流
分子
中心原子
a
x
b
中心原子上
的孤电子对
σ键
电子对
价层
电子对
CH4
NH3
H2O
CO2
SO3
O
C
N
4
C
S
4
1
0
5
3
1
1
6
2
1
2
4
2
2
0
6
3
2
0
4
3
3
2
2
4
4
4
2
3
正四面体形
三角锥形
V形
直线形
平面三角形
课堂练习
1.
课堂练习
2.
离子
中心原子
a
x
b
中心原子上的孤电子对
σ键
电子对
价层
电子对
NH4+
CO32-
NO3-
SO32-
N
N
C
4
S
4
1
0
6
3
2
0
6
3
2
0
8
3
2
1
4
3
3
3
4
3
3
4
思考7：离子中，中心原子上的价电子数如何计算？
阳离子：原子的价电子数－离子的电荷数
阴离子：原子的价电子数＋离子的电荷数
平面三
角形
平面三
角形
三角锥形
正四面
体形
VSEPR模型与立体构型
价层
电子对
σ键
电子对
孤
电子对
VSEPR
模型名称
立体
构型名称
键角
2
3
4
2
0
3
0
0
2
1
4
3
2
1
2
直线形
正四面体形
直线形
平面三角形
平面三角形
平面三角形
V形
正四面体形
正四面体形
正四面体形
三角锥形
V形
180°
小于120°
120°
小于109°28′
109°28′
知识小结
常见微粒的立体构型
知识小结
3.硫化氢(H2S)分子中,两个H—S键夹角接近90°,说明H2S分子的立体构型为______;二氧化碳(CO2)分子中,两个C O键夹角是180°,说明CO2分子的立体构型为_________;甲烷(CH4)分子中,任意两个C—H键的夹角都是109°28',说明CH4分子的立体构型为_____________。
课堂练习
V形
直线形　
正四面体形
4.以下分子或离子为正四面体构型,且键角为109°28'的是(　　)


A.①②③ B.①②④
C.①②⑤ D.①④⑤
课堂练习
C
5.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是 (　　)
A.若n=2,则分子的立体构型为V形
B.若n=3,则分子的立体构型为三角锥形
C.若n=4,则分子的立体构型为正四面体形
D.以上说法都不正确
课堂练习
C
6.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体构型：
分子或离子的立体构型
结构式
分子或离子
课堂练习
直线型
正四面体形
三角锥形
平面三角形
7.多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有＿＿＿ 　　形和 　　 形，大多数四原子分子采取 　　 　　 形和_________形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 　 形。
8.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+
9.下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其键角由小到大
的顺序为＿_____＿＿ 　　
10.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
直线
V
平面三角
三角锥
③ ② ① ④
D
C
正四面体
课堂练习
感谢聆听
2021-03-W