【課件】分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性+價層電子對互斥模型++課件高二化學人教版（2019）選擇性必修2

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)2.2.1分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性

價層電子對互斥模型人教版高中化學選必二課程導(dǎo)入分子的世界形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構(gòu)又是怎么測定的呢?目錄價層電子對互斥模型0304分子結(jié)構(gòu)的測定01多樣的分子空間結(jié)構(gòu)02PART01·分子結(jié)構(gòu)的測定·SAFEUSEEDUCATION分子結(jié)構(gòu)的測定方法早年的科學家主要靠對物質(zhì)的化學性質(zhì)進行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后推測分子的結(jié)構(gòu)。如今，科學家應(yīng)用了許多測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，

如紅外光譜、質(zhì)譜儀、晶體X射線衍射等。紅外光譜儀質(zhì)譜儀X射線衍射儀紅外光譜檢測儀樣品棱鏡光源紅橙黃綠藍靛紫紫外紅外紅外圖譜分子吸收跟它某些化學鍵振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。——分析出化學鍵或官能團通過和已有譜圖庫對比，或通過量子化學計算，可以得知各吸收峰對應(yīng)的化學鍵。紅外光譜通過紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動吸收，可初步推測該未知物中含有羥基。化學式：C2H6O質(zhì)譜儀下一章還將介紹晶體X射線衍射。質(zhì)譜儀原理示意圖——測定分子的相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量＝最大質(zhì)荷比，甲苯的相對分子質(zhì)量為92。電子流轟擊樣品分子后變成不同相對質(zhì)量的分子離子和碎片離子。通過狹縫進入磁場后分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰。PART02·多樣的分子空間結(jié)構(gòu)·SAFEUSEEDUCATION多樣的分子空間結(jié)構(gòu)大多數(shù)分子是由兩個以上原子構(gòu)成的，分子就有了原子的幾何學關(guān)系和形狀，即分子的空間結(jié)構(gòu)。O2HCl雙原子分子的結(jié)構(gòu)為直線形。三原子分子的空間結(jié)構(gòu)化學式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)空間充填模型球棍模型CO2

H2O

O:::CO:::::H:OH:::O=C=O180°直線形V形105°——直線形和V形四原子分子的空間結(jié)構(gòu)化學式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)空間充填模型球棍模型CH2O

NH3

H:CO:::::HH:NH:::H120°107°平面三角形三角錐形——平面三角形和三角錐形

四原子分子的空間結(jié)構(gòu)四原子分子的其他立體構(gòu)型（直線形、正四面體形）C2H2

180°直線形P460°正四面體形五原子分子的空間結(jié)構(gòu)——正四面體形

化學式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)模型空間結(jié)構(gòu)空間充填模型球棍模型CH4

109°28'正四面體形H:CH:::HH其他多原子分子的空間結(jié)構(gòu)模型分子的空間結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性有關(guān)，如椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定。PART03·價層電子對互斥模型·SAFEUSEEDUCATION價層電子對互斥模型-思考與討論CO2和H2O都是三原子分子，NH3和CH2O都是四原子分子，為什么它們的空間結(jié)構(gòu)不同？三原子分子四原子分子CO2H2ONH3直線形V形三角錐形CH2O平面三角形價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)一種比較簡單的理論，可用來預(yù)測分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。價層電子對互斥模型認為：分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結(jié)果。對ABn型的分子或離子，中心原子A的價層電子對(包括成鍵的

和未成鍵的

)之間由于存在排斥力，將使分子的空間結(jié)構(gòu)總是采取電子對相互排斥最弱的結(jié)構(gòu)，以使彼此之間斥力最小，分子或離子的能量最低，最穩(wěn)定。孤電子對σ鍵電子對價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)價層電子對數(shù)與VSEPR模型的關(guān)系直線形平面三角形正四面體形價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)由化學式確定，即中心原子形成幾個σ鍵，就有幾對σ鍵電子對（σ鍵電子對數(shù)=中心原子結(jié)合的原子數(shù)）。分子或離子中心原子中心原子結(jié)合的原子數(shù)σ鍵電子對數(shù)H2OO2NH3N3SO3S3SO42-S42334——σ鍵電子對數(shù)的確定價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)——孤電子對數(shù)的確定(1)根據(jù)電子式確定0對1對2對SO3和SO42-的中心原子的孤電子對數(shù)是多少？價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)——孤電子對數(shù)的確定(2)公式計算①a表示中心原子的價電子數(shù)；對于主族元素：a＝

；對于陽離子：a＝

；對于陰離子：a＝

。②x表示與

結(jié)合的原子數(shù)。③b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子為

。最外層電子數(shù)價電子數(shù)－離子電荷數(shù)價電子數(shù)＋離子電荷數(shù)(絕對值)中心原子8－該原子的價電子數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)＝

(a－xb)價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)——孤電子對數(shù)的確定42430102價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)——預(yù)測分子或離子結(jié)構(gòu)由于價層電子對相互排斥，得到含有孤電子對的分子VSEPR模型略去VSEPR模型中的中心原子上的

，可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。孤電子對分子或離子σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型及其名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)及其名稱CO2SO212+1=3200+2=22直線形直線形平面三角形V形價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)分子或離子σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型及其名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)及其名稱CO32-

CH4BF303+0=33平面三角形平面三角形04+0=44正四面體形正四面體形3+0=330——預(yù)測分子或離子結(jié)構(gòu)平面三角形平面三角形價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)分子或離子σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型及其名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)及其名稱SO32-

NH4+I3-13+1=43平面三角形三角錐形04+0=44正四面體形正四面體形2+2=422V形正四面體形——預(yù)測分子或離子結(jié)構(gòu)價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)分子或離子σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型及其名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)及其名稱HCN

PCl5SF602+0=2205+0=56三角雙錐形三角雙錐形6+0=650正八面體形正八面體形——預(yù)測分子或離子結(jié)構(gòu)直線形直線形價層電子對互斥模型(VSEPRmodel)由于孤電子對有較大斥力，含孤電子對的分子的實測鍵角幾乎都小于VSEPR模型的預(yù)測值。價層電子對之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：孤電子對與孤電子對＞孤電子對與成鍵電子對＞成鍵電子對與成鍵電子對。隨著孤電子對數(shù)目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。價層電子對互斥模型不能用于預(yù)測以過渡金屬為中心原子的分子。課堂小結(jié)分子空間結(jié)構(gòu)的確定思路中心原子價層電子對數(shù)n??分子的空間結(jié)構(gòu)——略去孤電子對在價層電子對互斥模型中占有的空間課堂練習√1.某有機化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖只有C—H、O—H、C—O的振動吸收，該有機物的相對分子質(zhì)量是60，則該有機物的結(jié)構(gòu)簡式是A.CH3CH2OCH3B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2OHD.CH3COOH課堂練習√2.如圖是有機物A的質(zhì)譜圖，則A的相對分子質(zhì)量是A.29B.43C.57D.72課堂練習√3.下列物質(zhì)中，分子的空間結(jié)構(gòu)與氨分子相似的是A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4課堂練習√4.美國化學家鮑林教授具有獨特的化學想象力：只要給他物質(zhì)的分子式，他就能大體上想象出這種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。多核離子所帶電荷可以認為是中心原子得失電子所致，根據(jù)VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面上的一組是課堂練習5.試回答下列問題：(1)利用價層電子對互斥模型推斷下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)：SeO3____________；_________；