分子的空間結(jié)構(gòu) 課件【備課精研+高效課堂】 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)益陽市一中高二化學(xué)備課組

二O二二年下期第二節(jié)

分子的空間結(jié)構(gòu)(共2課時(shí)）

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？？第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)一、分子結(jié)構(gòu)的測定如今，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。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)。第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1、紅外光譜法原理：紅外線透過分子時(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，再記錄到譜圖上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學(xué)計(jì)算，可以得知分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)【實(shí)例分析】

某未知物分子式為C2H6O，通過紅外光譜（如圖）可以監(jiān)測到O—H、C—H、C—O鍵的振動(dòng)吸收，推測其結(jié)構(gòu)。第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)2、質(zhì)譜法測定相對分子質(zhì)量原理：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質(zhì)量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對分子質(zhì)量?！究茖W(xué)

技術(shù)

社會(huì)】第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)質(zhì)譜法測定分子結(jié)構(gòu)【實(shí)例分析】C6H5CH3+C6H5CH2+92916539C5H5+C3H3+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。第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)課堂練習(xí)1、某有機(jī)化合物分子的質(zhì)譜圖如下，則該分子的相對分子質(zhì)量為(

)A．27

B．31

C．45

D．46√2.某有機(jī)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(dòng)吸收，質(zhì)譜顯示該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量是60，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式是（

）A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2OH D.CH3COOH√二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)

大多數(shù)分子是由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的，由于原子間排列的空間順序不一樣，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)。第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)1、雙原子分子（直線形）O2HCl2、三原子(AB2型)分子的空間結(jié)構(gòu)——直線形和V形化學(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

O:::CO:::::H:OH:::O=C=O180°直線形V形105°第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)3、四原子(AB3型)分子的空間結(jié)構(gòu)——平面三角形和三角錐形

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CH2O

NH3

H:CO:::::HH:NH:::H120°107°平面三角形三角錐形第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)***四原子分子其他立體構(gòu)型（直線形、正四面體形）C2H2

直線形180°P460°正四面體形BF3平面正三角形

120°第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)4、五原子(AB4型)分子的空間結(jié)構(gòu)——正四面體形

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CH4

109°28'正四面體形H:CH:::HH5、其他多原子分子第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)第一課時(shí)

分子結(jié)構(gòu)的測定

多樣的分子空間結(jié)構(gòu)解析：PCl3、NH3都為三角錐形；CH2O的空間結(jié)構(gòu)雖為平面三角形，但不是正三角形。課堂練習(xí)1．下列描述說明分子的空間結(jié)構(gòu)分別是什么形狀？(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個(gè)H—S夾角都接近90°。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C=S夾角是180°。(3)甲硅烷(SiH4)分子中，任意兩個(gè)Si—H的夾角都是109°28′。提示：用鍵角可直接判斷分子的空間結(jié)構(gòu)。三原子分子鍵角為180°時(shí)為直線形，小于180°時(shí)為V形。S、O同主族，因此H2S和H2O分子的空間結(jié)構(gòu)相似，為V形；CS2和CO2分子的空間結(jié)構(gòu)相似，為直線形；由甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)可判斷SiH4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。2．下列分子的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形的是(

)A．PCl3 B．BCl3C．NH3 D．CH2O第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)益陽市一中高二化學(xué)備課組

二O二二年下期第二節(jié)

分子的空間結(jié)構(gòu)(共2課時(shí)）第二課時(shí)

價(jià)層電子對互斥模型

雜化軌道理論簡介

CO2直線形180°H2O

V形105°CH2O平面三角形約120°NH3三角錐形107°

三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，為什么它們的空間結(jié)構(gòu)不同？思考與討論價(jià)層電子對互斥模型(VSEPRmodels)價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)判斷VSEPR理想模型略去孤電子對得到分子空間結(jié)構(gòu)中心原子無孤電子對的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空間結(jié)構(gòu)。若有孤電子對：先判斷VSEPR理想模型，后略去孤電子對，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。三、價(jià)層電子對互斥理論（VSEPR模型）——預(yù)測分子結(jié)構(gòu)的簡單理論內(nèi)容：價(jià)層電子對互斥模型認(rèn)為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對”相互排斥的結(jié)果。計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)+中心原子孤電子對數(shù)1、σ鍵電子對數(shù)可從化學(xué)式來確定

σ鍵電子對數(shù)=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、根據(jù)電子式直接確定（a-xb）a:分子：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)

陽離子：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；

陰離子：

a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(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)

(H為1，其他原子為“8-該原子的價(jià)電子數(shù)）b、由公式計(jì)算

例：分析下表中分子或離子的孤電子對數(shù)分子或離子中心原子

a

x

b中心原子上的孤電子對數(shù)

SO2

NH4+

CO32-

CO2

SO42-SNCCS0145-1=412264+2=646+2=8324200220=?（a-xb)【課堂練習(xí)】

【課堂練習(xí)】計(jì)算價(jià)層電子對數(shù)=中心原子的σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)代表物電子式中心原子結(jié)合的原子數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子數(shù)價(jià)層電子對數(shù)H2ONH3CO2CH4:::HOH::::HNH:H:::HCH:HHOCO::::::::2342224314404202確定價(jià)層電子對互斥模型價(jià)層電子對數(shù)n=2n=3n=4n=5n=6VSEPR模型VSEPR模型名稱直線形平面三角形四面體形三角雙錐八面體形確定價(jià)層電子對互斥模型去掉VSEPR模型中的孤對電子，得到分子的真實(shí)構(gòu)型。確定價(jià)層電子對互斥模型去掉VSEPR模型中的孤對電子，得到分子的真實(shí)構(gòu)型?；瘜W(xué)式路易斯結(jié)構(gòu)式含孤電子對的VSEPR模型分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱H2ONH3V形三角錐形確定價(jià)層電子對互斥模型去掉VSEPR模型中的孤對電子，得到分子的真實(shí)構(gòu)型?；瘜W(xué)式路易斯結(jié)構(gòu)式含孤電子對的VSEPR模型分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱HCNH3O＋SO2直線形三角錐形V形..點(diǎn)撥價(jià)層電子對之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：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。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?！居懻摗縃2O、NH3的鍵角分別是105°、107°，比甲烷的鍵角109?28′小，請解釋原因。H2O、NH3的價(jià)層電子對均為4，H2O、NH3的的孤電子對分別為2、1，分子中電子對之間的斥力大小順序：孤電子對-孤電子對＞孤電子對-成鍵電子對＞成鍵電子-成鍵電子，故H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°。分子價(jià)層電子對數(shù)孤電子對數(shù)VSEPR模型分子或離子空間結(jié)構(gòu)BF330NH4+40SO32-41√課堂練習(xí)平面三角形正四面體形四面體形正四面體形三角錐形平面三角形

按照我們已經(jīng)學(xué)過的價(jià)鍵理論，甲烷的4個(gè)C—H單鍵都應(yīng)該是σ鍵，然而，碳原子的4個(gè)價(jià)層原子軌道是3個(gè)相互垂直的2p軌道和1個(gè)球形的2s軌道，用它們跟4個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊，不可能得到正四面體構(gòu)型的甲烷分子。如何解決這一矛盾，鮑林提出了雜化軌道理論。四、雜化軌道理論簡介【思考與討論】

寫出碳原子的核外電子排布圖，思考為什么碳原子與氫原子結(jié)合形成CH4，而不是CH2？sp3C：2s22p2

由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混雜并重新組合成4個(gè)能量與形狀完全相同的軌道。我們把這種軌道稱之為sp3雜化軌道。為了四個(gè)雜化軌道在空間盡可能遠(yuǎn)離，使軌道間的排斥最小，4個(gè)雜化軌道的伸展方向成什么立體構(gòu)型?正四面體

外界條件下，能量相近的原子軌道混雜起來，重新組合新軌道的過程叫做原子軌道的雜化，雜化后的新軌道就稱為雜化軌道。1、概念2、雜化軌道的特征

(1)雜化前后軌道數(shù)目不變、形狀發(fā)生變化(2)雜化后軌道成鍵能力增強(qiáng)、形成的化學(xué)鍵更穩(wěn)定(3)雜化后軌道能量、形狀都相同(4)雜化后的軌道之間盡可能遠(yuǎn)離、排斥力最小(5)雜化軌道只用于形成σ鍵和容納孤電子對3、雜化軌道類型雜化前后原子軌道在空間取最大夾角分布，能使相互間排斥力最小。xyzxyzzxyzxyz109°28′

sp3雜化：1個(gè)s軌道與3個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成4個(gè)sp3雜化軌道。

每個(gè)sp3雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/4s

軌道和3/4p軌道的成分每兩個(gè)軌道間的夾角為109.5°，空間構(gòu)型為正四面體形。(1)sp3雜化sp3C：2s22p2如：CH4分子的形成

每個(gè)sp2雜化軌道的形狀也為一頭大，一頭小，含有1/3s

軌道和2/3p

軌道的成分每兩個(gè)軌道間的夾角為120°，呈平面三角形。

sp2雜化：1個(gè)s軌道與2個(gè)p軌道進(jìn)行的雜化,形成3個(gè)sp2雜化軌道。xyzxyzzxyzxyzsp2sp2雜化（2）sp2雜化如BF3分子的形成：B：1s22s22p1沒有3個(gè)單電子FFFB120°sp雜化軌道的形狀為一頭大，一頭小，含有1/2s

軌道和1/2p

軌道的成分兩個(gè)軌道間的夾角為