2.2.1+分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定+價(jià)層電子對(duì)互斥模型+++課件+++年高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定價(jià)層電子對(duì)互斥模型第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.了解分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法，認(rèn)識(shí)共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。2.理解價(jià)層電子對(duì)互斥理論的含義，能夠根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。

大多數(shù)分子是由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的，于是分子就有了原子的幾何學(xué)關(guān)系和形狀，這就是分子的空間結(jié)構(gòu)。一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定

早年科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測(cè)，現(xiàn)代科學(xué)家應(yīng)用了許多測(cè)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X射線衍射儀(將在下一章介紹)質(zhì)譜儀分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。分子的空間結(jié)構(gòu)是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型。紅外光譜法分子振動(dòng)需要能量，所以當(dāng)一束紅外線透過(guò)分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰紅外光譜法原理：應(yīng)用：判斷分子中可能含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)例如：某未知物分子式為C2H6O，通過(guò)紅外光譜儀測(cè)得紅外光譜圖如下，發(fā)現(xiàn)有O-H、C-H和C-O的振動(dòng)吸收，請(qǐng)推測(cè)其結(jié)構(gòu)。乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3紅外光譜法質(zhì)譜法在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘妶?chǎng)加速后，通過(guò)狹縫進(jìn)入磁場(chǎng)得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰原理：不同質(zhì)荷比對(duì)應(yīng)不同的偏轉(zhuǎn)半徑應(yīng)用：測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量質(zhì)譜法例如：已知甲苯分子的質(zhì)譜圖如下，請(qǐng)推測(cè)其相對(duì)分子質(zhì)量。相對(duì)豐度與粒子濃度成正比最大質(zhì)荷比=相對(duì)分子質(zhì)量922.其有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如圖所示(假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度與該離子的多少有關(guān))，該有機(jī)物可能是（

）

A.甲醇(CH3OH)

B.甲烷

C.丙烷

D.乙烯1.可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)物分子中含有哪些官能團(tuán)的分析方法是()A.核磁共振氫譜 B.質(zhì)譜C.紅外光譜 D.紫外光譜C

B

質(zhì)疑：如果沒(méi)有測(cè)定儀器，有沒(méi)有預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)的方法？二、價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPR)模型

分子中的中心原子的價(jià)層電子對(duì)——σ鍵電子對(duì)和孤電子對(duì)由于相互排斥作用，處于不同的空間取向且盡可能趨向于彼此遠(yuǎn)離均勻分布(使彼此之間斥力最小，分子或離子的體系能量最低，最穩(wěn)定)。

兩個(gè)原子間的成鍵電子對(duì)不論是單鍵還是多重鍵，都看作一個(gè)空間取向(即只計(jì)σ鍵電子對(duì)，不計(jì)π鍵電子對(duì))；一對(duì)孤電子對(duì)可看作一個(gè)空間取向。

因此，我們可以先分析分子中的中心原子的價(jià)層電子對(duì)存在幾個(gè)空間取向，再讓這幾個(gè)空間取向盡量彼此遠(yuǎn)離，就可以推測(cè)出分子的空間結(jié)構(gòu)。基本內(nèi)容價(jià)層電子對(duì)互相排斥盡可能遠(yuǎn)離能量最低最穩(wěn)定任務(wù)一：請(qǐng)制作氣球模型，以“氣球空間互斥”類比“價(jià)層電子對(duì)互斥”，認(rèn)識(shí)價(jià)層電子對(duì)互斥模型。模型認(rèn)知價(jià)電子對(duì)數(shù)2對(duì)3對(duì)4對(duì)若把中心原子A視為球心，各價(jià)層電子對(duì)視為以A為球心的一個(gè)球面上的各點(diǎn)，球面上各點(diǎn)相距最遠(yuǎn)的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單理解為價(jià)層電子對(duì)最穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。價(jià)層電子對(duì)數(shù)電子對(duì)互斥氣球空間互斥VSEPR理想模型空間結(jié)構(gòu)234AAAAAA直線形平面三角形正四面體形若把中心原子A視為球心，各價(jià)層電子對(duì)視為以A為球心的一個(gè)球面上的各點(diǎn)，球面上各點(diǎn)相距最遠(yuǎn)的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單理解為價(jià)層電子對(duì)最穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。價(jià)層電子對(duì)數(shù)電子對(duì)互斥氣球空間互斥56AAAA正八面體形三角雙錐形VSEPR理想模型空間結(jié)構(gòu)CO2和H2O都是三原子分子，為什么CO2呈直線形而H2O呈V形？CH2O和NH3都是四原子分子，為什么CH2O呈平面三角形而NH3呈三角錐形？CO2

直線形H2O

V形CH2O平面三角形NH3三角錐形任務(wù)二：寫出下列分子的電子式，再對(duì)照分子空間結(jié)構(gòu)模型和VSEPR模型，運(yùn)用分類、對(duì)比的方法，分析空間結(jié)構(gòu)不同的原因。CO2H2OCH2ONH3CH4化學(xué)式電子式

分子的空間結(jié)構(gòu)模型VSEPR理想模型

成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)結(jié)論：VSEPR模型略去孤電子對(duì)即是分子的空間結(jié)構(gòu)模型。直線形正四面體形直線形V形平面三角形三角錐形正四面體形平面三角形正四面體形正四面體形模型應(yīng)用預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷VSEPR理想模型略去孤電子對(duì)得到分子空間結(jié)構(gòu)中心原子無(wú)孤電子對(duì)的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空間結(jié)構(gòu)。若有：先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對(duì)，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)多重鍵只計(jì)其中的σ鍵電子對(duì)，不計(jì)π鍵電子對(duì)σ鍵電子對(duì)數(shù)＝結(jié)合原子數(shù)CO2如何計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)方法一：根據(jù)電子式直接確定CH4×(4-4×1)＝0NH3×(5-3×1)＝1H2O×(6-2×1)＝2方法二：公式計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝

(a-xb)21212121a為中心原子的價(jià)電子數(shù)（對(duì)于主族元素等于原子的最外層電子數(shù)）；x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)（氫為1，其他原子為“8減去該原子的價(jià)電子數(shù)”，氧和氧族元素中的S、Se等均為2，鹵族元素均為1；等等）分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)CO2SO2NH4+CO32-任務(wù)三：計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝

(a-xb)21陽(yáng)離子：a＝中心原子的價(jià)電子數(shù)-離子的電荷數(shù)陰離子：a＝中心原子的價(jià)電子數(shù)＋離子的電荷數(shù)(絕對(duì)值)x和b的計(jì)算方法不變分子或離子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型VSEPR理想模型名稱分子或離子的空間結(jié)構(gòu)分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱CO20SO21NH0CO02-3+40+2＝21+2＝30+4＝40+3＝3直線形平面三角形正四面體形平面三角形直線形V形正四面體形平面三角形模型應(yīng)用預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)任務(wù)四：應(yīng)用VSEPR模型預(yù)測(cè)下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)分子或離子中心原子中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)BeCl2BF3SO32-HCNO3Be(2-2×1)÷2＝00+2＝2直線形直線形B(3-3×1)÷2＝00+3＝3平面三角形平面三角形S(6+2-3×2)÷2＝11+3＝4正四面體形三角錐形C(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直線形直線形O(6-2×2)÷2＝11+2＝3平面三角形V形

儀器測(cè)定分子結(jié)構(gòu)

紅外

質(zhì)譜