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上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

早年的科學(xué)家主要靠對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)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(xué)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、晶體X射線衍射等紅外光譜儀肉眼不能看到分子，科學(xué)家是怎樣知道分子的結(jié)構(gòu)的呢？課題導(dǎo)入第二章

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)§分子結(jié)構(gòu)的測定和多樣性、價層電子對互斥模型

分子振動需要能量，所以當(dāng)一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動頻率相同的紅外線，記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。

通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學(xué)計算，可以得知分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。1、原理【學(xué)習(xí)任務(wù)一】分子結(jié)構(gòu)的測定—紅外光譜引導(dǎo)探究通過紅外光譜圖，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?；瘜W(xué)式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH32、紅外光譜圖縱坐標(biāo)表示相對豐度，橫坐標(biāo)表示粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)之比（m/z），簡稱荷質(zhì)比，化學(xué)家通過分析得知，被測物的相對分子質(zhì)量是92，該物質(zhì)是甲苯?！究茖W(xué)?技術(shù)?社會】用質(zhì)譜法測定分子的相對分子質(zhì)量1、原理2、質(zhì)譜圖化學(xué)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

CH2ONH3CH4O:::CO:::::H:OH:::H:CO:::::HH:NH:::HH:CH:::HH180°109°28′107°約120°105°直線形正四面體形三角錐形平面三角形V形【學(xué)習(xí)任務(wù)二】多樣的分子空間結(jié)構(gòu)引導(dǎo)探究正四面體，鍵角60°椅式比船式穩(wěn)定皇冠型正八面體形?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。排斥力趨向于盡可能將價電子對之間遠(yuǎn)離，夾角盡可能張大，這樣會使排斥力盡可能小?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】價層電子對互斥模型價層電子對互斥模型（VSEPRmodel）引導(dǎo)探究用氣球（大小相同）表示價層電子對，把兩個氣球綁在一起；再把三個氣球綁一起；最后綁四個氣球，觀察他們的空間構(gòu)型。直線型平面三角形正四面體180°120°109°28'【思考與討論】（1）為什么甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)而不是平面四邊形呢？甲烷分子形成4個σ鍵，有4個價層電子對，價層電子對之間相互排斥，使得彼此遠(yuǎn)離，且越遠(yuǎn)（鍵角越大）越穩(wěn)定。109°28′化學(xué)式電子式分子的空間結(jié)構(gòu)模型CH2ONH3成鍵電子對孤電子對孤電子對：未用于形成共價鍵的電子對結(jié)論：由于中心原子的孤電子對占有一定空間，對其他成鍵電子對存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。(2)HCHO和NH3都是四原子分子，而甲醛是平面三角形，而NH3呈三角錐形？

分子的空間結(jié)構(gòu)除了和中心原子與結(jié)合原子間的成鍵電子對有關(guān)，還和中心原子的孤電子對有關(guān)，兩者合稱為中心原子的“價層電子對”?！練w納小結(jié)】價層電子對互斥理論1、基本要點

ABn型分子(或離子)的幾何構(gòu)型，主要取決于價電子對數(shù)（n），價電子對盡量遠(yuǎn)離，使它們之間斥力最小，能量最低，物質(zhì)最穩(wěn)定。（又稱VSEPR模型）σ鍵電子對和孤電子對數(shù)VSEPR模型：價層電子對數(shù)目23456

直線形平面三角形正四面體三角雙錐體正八面體2、價層電子對數(shù)的計算=σ鍵個數(shù)+孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)（1）σ

鍵電子對數(shù)=與中心原子結(jié)合的原子數(shù)（2）中心原子上的孤電子對數(shù)=?（a-xb)b：為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)

(H為1，其他原子為“8-該原子的最外層電子數(shù)）a：對于原子：為中心原子的最外層電子數(shù)

對于陽離子：a=中心原子價電子數(shù)-

離子電荷數(shù)對于陰離子：a=中心原子價電子數(shù)+離子電荷數(shù)x：為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)2、價層電子對數(shù)的計算分子離子中心原子axb孤電子對數(shù)H2OOSO2S

NH4+NCO32-C

6

15-1=40

4+2=60224132

6

212中心原子上的孤電子對數(shù)

=?（a-xb)3、VSEPR模型應(yīng)用——預(yù)測分子立體構(gòu)型σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型及名稱分子的立體構(gòu)型及名稱CO2CO32-SO2232001COO直線形直線形平面三角形平面三角形V形平面三角形中心原子無孤對電子的分子：VSEPR模型就是其分子立體結(jié)構(gòu)有：先得VSEPR模型，后略去孤對電子，剩下是分子立體結(jié)構(gòu)3、VSEPR模型應(yīng)用——預(yù)測分子立體構(gòu)型ABn型分子VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)價層電子對數(shù)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對排布模型立體結(jié)構(gòu)

實例

23平面三角形20 AB2直線形

CO230 AB321 AB2平面三角形

BF3V形SO2直線形價層電子對數(shù)VSEPR模型成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)分子類型電子對排布模型立體結(jié)構(gòu)

實例

4正四面體4 0AB43 1AB32 2AB2四面體

CH4三角錐形NH3V形H2O

3、VSEPR模型應(yīng)用——預(yù)測分子立體構(gòu)型ABn型分子VSEPR模型和立體結(jié)構(gòu)A的價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)A的價層電子對排布方式分子空間構(gòu)型分子類型

實例5

5

0

三角雙錐4 1變形四面體3 2ClF32 3直線形SF4PCl5T形AB5AB4AB3AB2A的價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)A的價層電子對排布方式分子空間構(gòu)型分子類型

實例6

6

0正八面體5

1四方錐形IF54

2平面正方形AB6AB5AB4SF6

實驗測得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°,為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？問題與思考相較成鍵電子對，孤電子對有較大的排斥力，含孤對電子的分子實測鍵角都小于VSEPR模型的預(yù)測值。一對孤電子對對成鍵電子對排斥兩對孤電子對對成鍵電子對排斥成鍵電子對相互排斥109°28′一對孤電子對對成鍵電子對排斥:NOO115°107°105°CH4H2ONH3NO2-1.預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)方法：σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)

VSEPR模型空間結(jié)構(gòu)2.價層電子對間相互排斥作用大小一般規(guī)律：②隨著孤電子對數(shù)目的增多，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力增大，鍵角減小。③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①孤電子對-孤電子對＞孤電子對-成鍵電子對＞成鍵電子對-成鍵電子對。目標(biāo)升華化學(xué)式

中心原子孤對電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構(gòu)型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體當(dāng)堂診學(xué)1.下列分子或離子中，不含有孤對電子的是＿＿＿

A、H2O

B、H3O+

C、NH3

D、NH4+D2.以下分子或離子的結(jié)構(gòu)為正四面體，且鍵角為109°28′的是＿＿①CH4

②NH4+③CH3Cl④P4

⑤SO42-A、①②③B、①②④C、①②⑤D、①④⑤C3.下列分子①B