【課件】第二章第二節(jié)《分子的空間結(jié)構(gòu)+》課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)

新人教版選擇性必修二第二章

分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)

第1課時(shí)1多樣的分子空間結(jié)構(gòu)感受分子是有空間結(jié)構(gòu)的3雜化軌道理論簡(jiǎn)介解釋分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)2價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料多樣的分子空間結(jié)構(gòu)O2HCl1.雙原子分子直線(xiàn)形大多數(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)。2.三原子分子直線(xiàn)形和V形3.四原子分子平面三角形和三角錐形等4.五原子分子最常見(jiàn)的是四面體形

紅外光譜、晶體X射線(xiàn)衍射等分子的空間結(jié)構(gòu)是怎樣測(cè)定的?分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定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。

分子振動(dòng)需要能量，所以當(dāng)一束紅外線(xiàn)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(xiàn)，記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過(guò)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(dòng)吸收，可初步推測(cè)該未知物中含有羥基?；瘜W(xué)式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3【科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)】質(zhì)譜研究分子的空間結(jié)構(gòu)的意義研究分子的空間結(jié)構(gòu)的意義CHHHH········空間結(jié)構(gòu)：正四面體形鍵角：109°28′為什么甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形而不是正方形？CHHHH········空間結(jié)構(gòu)：正四面體形鍵角：109°28′為什么甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形而不是正方形？任務(wù)制作氣球模型“氣球空間互斥”類(lèi)比“電子對(duì)互斥”電子對(duì)數(shù)電子對(duì)互斥氣球空間互斥空間結(jié)構(gòu)234直線(xiàn)形平面三角形正四面體形“氣球空間互斥”類(lèi)比“電子對(duì)互斥”2直線(xiàn)形3平面三角形4四面體形CO2直線(xiàn)形180°CH2O平面三角形約120°CO2直線(xiàn)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？任務(wù)寫(xiě)出分子的電子式，再對(duì)照其球棍模型，運(yùn)用分類(lèi)、對(duì)比的方法，分析結(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)模型化學(xué)式電子式分子的空間結(jié)構(gòu)模型CO2H2OCH2ONH3CH4成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)孤電子對(duì)：未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì)結(jié)論：由于中心原子的孤電子對(duì)占有一定空間，對(duì)其他成鍵電子對(duì)存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。

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(duì)有關(guān)，還和中心原子的孤電子對(duì)有關(guān)，兩者合稱(chēng)為中心原子的“價(jià)層電子對(duì)”。

實(shí)驗(yàn)測(cè)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′？109°28′107°105°

實(shí)驗(yàn)測(cè)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′？相較成鍵電子對(duì)，孤電子對(duì)有較大的排斥力109°28′107°105°CH4活動(dòng)用氣球制作模型，體會(huì)孤電子對(duì)對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)形狀和鍵角影響CH4NH3H2O活動(dòng)用氣球制作模型，體會(huì)孤電子對(duì)對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)形狀和鍵角影響作業(yè)例1.下列分子的空間結(jié)構(gòu)為直線(xiàn)形的是(

)H2O B.NH3C.CH4

D.CO2D例2.下列關(guān)于紅外光譜法測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的說(shuō)法中，不正確的是（）A.紅外線(xiàn)透過(guò)分子時(shí),分子會(huì)吸收特定頻率的紅外線(xiàn)B.分子中原子是固定不動(dòng)的C.紅外光譜法可初步判斷有機(jī)物分子中基團(tuán)的種類(lèi)D.所用儀器為紅外光譜儀B多樣的分子空間結(jié)構(gòu)。分子的空間結(jié)構(gòu)是可以測(cè)定的，如利用紅外光譜。小結(jié)

分子的空間結(jié)構(gòu)

第2課時(shí)1多樣的分子空間結(jié)構(gòu)感受分子是有空間結(jié)構(gòu)的3雜化軌道理論簡(jiǎn)介解釋分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)2價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)電子對(duì)數(shù)電子對(duì)互斥氣球空間互斥空間結(jié)構(gòu)234直線(xiàn)形平面三角形正四面體形

分子的空間結(jié)構(gòu)除了和中心原子與結(jié)合原子間的電子對(duì)有關(guān)，還和中心原子的孤電子對(duì)有關(guān)。分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子的“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥

的結(jié)果。價(jià)層電子對(duì)是指分子中的中心原子與結(jié)合原子間的σ鍵

電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。價(jià)層電子對(duì)互斥（VSEPR）模型Valence-shellElectron-pairRepulsion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2個(gè)直線(xiàn)形3個(gè)平面三角形4個(gè)四面體形用來(lái)預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)互斥（VSEPR）模型Valence-shellElectron-pairRepulsion109°28′CH4H2ONH3含孤電子對(duì)的VSEPR模型中心原子無(wú)孤電子對(duì)的分子CH4H2ONH3含孤電子對(duì)的VSEPR模型中心原子無(wú)孤電子對(duì)的分子中心原子有孤電子對(duì)的分子CH4H2ONH3含孤電子對(duì)的VSEPR模型分子的空間結(jié)構(gòu)模型價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(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)VSEPR模型的應(yīng)用：預(yù)測(cè)分子的空間結(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)σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算價(jià)層電子對(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)計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)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)計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)方法一：根據(jù)電子式直接確定計(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)21212121計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)a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方法一：根據(jù)電子式直接確定方法二：公式計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(axb)計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)21分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)CO2SO2CONH練習(xí)：+42-3計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(axb)21C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)CO2SO2CONH練習(xí)：+42-3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)算方法不變計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(axb)21C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)CO2SO2CONH練習(xí)：+42-3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C4+2＝632(6-3×2)÷2＝0N5-1＝441(4-4×1)÷2＝0計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝(axb)212-3C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1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(chēng)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(chēng)CO20SO21CO0NH02-3+40+2＝21+2＝30+3＝30+4＝4直線(xiàn)形平面三角形平面三角形正四面體形直線(xiàn)形V形平面三角形正四面體形預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)的步驟1.計(jì)算中心原子的成鍵電子對(duì)數(shù)＝結(jié)合原子數(shù)2.計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)3.價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)4.確定VSEPR理想模型5.略去孤電子對(duì)，確定分子的空間結(jié)構(gòu)VSEPR模型的應(yīng)用分子或離子中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結(jié)構(gòu)HC≡NO3練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)分子或離子中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結(jié)構(gòu)HC≡NO3練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直線(xiàn)形直線(xiàn)形分子或離子中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結(jié)構(gòu)HC≡NO3O(O)2平面三角形V形練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)(6-2×2)÷2＝11+2＝3(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直線(xiàn)形直線(xiàn)形練習(xí)下列說(shuō)法中正確的是(

)A.SO2中S原子無(wú)孤電子對(duì)B.NF3的VSEPR模型與其分子的空間結(jié)構(gòu)一致C.O3和SO2空間結(jié)構(gòu)相同D.BeCl2的空間結(jié)構(gòu)為V形分子中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結(jié)構(gòu)SO2O3NF3BeCl2平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3四面體形三角錐形(5-3×1)÷2＝11+3＝4分子中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結(jié)構(gòu)SO2O3NF3BeCl2平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3四面體形三角錐形(5-3×1)÷2＝11+3＝4直線(xiàn)形直線(xiàn)形(2-2×1)÷2＝00+2＝2練習(xí)下列說(shuō)法中正確的是(

)A.SO2中S原子無(wú)孤電子對(duì)B.NF3的VSEPR模型與其分子的空間結(jié)構(gòu)一致C.O3和SO2空間結(jié)構(gòu)相同D.BeCl2的空間結(jié)構(gòu)為V形C確定孤電子對(duì)數(shù)確定價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結(jié)構(gòu)1.電子式2.計(jì)算(a-xb)價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝成鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR理想模型2直線(xiàn)形3平面三角形4正四面體形略去孤電子對(duì)212s2p碳原子的價(jià)層電子排布：2s22p2解釋CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形xyz2s2p碳原子的價(jià)層電子排布：2s22p2解釋CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形預(yù)習(xí)：雜化軌道理論xyz2s2p碳原子的價(jià)層電子排布：2s22p2解釋CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形

分子的空間結(jié)構(gòu)

第3課時(shí)1多樣的分子空間結(jié)構(gòu)感受分子是有空間結(jié)構(gòu)的3雜化軌道理論簡(jiǎn)介

解釋分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)2價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)2p2s2s2psp34個(gè)sp3雜化軌道躍遷

sp3雜化基態(tài)激發(fā)態(tài)甲烷分子中C原子的1個(gè)2s軌道與3個(gè)2p軌道形成4個(gè)相同的sp3雜化軌道，夾角109°28′甲烷分子中碳原子的4個(gè)sp3雜化軌道分別與4個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成4個(gè)C-Hσ鍵，呈正四面體形。中心原子外界條件能量相近的軌道雜化軌道理論要點(diǎn)中心原子外界條件能量相近的軌道雜化軌道理論要點(diǎn)雜化前后的變與不變變：軌道的成分、能量、形狀、方向不變：原子軌道的數(shù)目中心原子外界條件能量相近的軌道雜化軌道理論要點(diǎn)雜化前后的變與不變變：軌道的成分、能量、形狀、方向不變：原子軌道的數(shù)目軌道成鍵時(shí)更有利于軌道間的重疊

滿(mǎn)足最小排斥，最大夾角分布

在學(xué)習(xí)價(jià)層電子對(duì)互斥模型時(shí)，知道NH3和H2O的VSEPR模型跟CH4一樣也是四面體形，因此它們的中心原子也是采取了sp3雜化。109°28′107°105°NH3空間結(jié)構(gòu)：三角錐形鍵角：107o氮原子的3個(gè)sp3雜化軌道與3個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊形成3個(gè)N-Hσ鍵，其中1個(gè)sp3雜化軌道中占有孤電子對(duì)。sp3雜化2s2pNH3空間結(jié)構(gòu)：三角錐形鍵角：107o氮原子的3個(gè)sp3雜化軌道與3個(gè)氫原子的1s原子軌道重疊形成3個(gè)N-Hσ鍵，其中1個(gè)sp3雜化軌道中占有孤電子對(duì)。sp3雜化2s2p

請(qǐng)模仿NH3的中心原子N的雜化和成鍵過(guò)程，嘗試用雜化軌道理論來(lái)解釋H2O的空間結(jié)構(gòu)。105°H2O空間結(jié)構(gòu)：V形鍵角為：105osp3雜化2s2p105°109°28′小結(jié)：中心原子的雜化類(lèi)型與VSEPR模型的關(guān)系。雜化軌道用于形成σ鍵或用來(lái)容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。雜化軌道數(shù)＝

價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝

中心原子孤電子對(duì)數(shù)+中心原子σ鍵電子對(duì)數(shù)形成π鍵的電子只能位于未雜化的原子軌道上。常見(jiàn)雜化類(lèi)型：sp、sp2、sp3

價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類(lèi)型VSEPR理想模型2sp直線(xiàn)形3sp2平面三角形4sp3四面體形雜化軌道數(shù)＝

價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化類(lèi)型與VSEPR模型計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)=σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型預(yù)測(cè)空間結(jié)構(gòu)確定中心原子的雜化軌道類(lèi)型VSEPR模型—預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)雜化軌道理論—解釋分子的空間結(jié)構(gòu)應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論，確定BF3的空間結(jié)構(gòu)，以及中心原子的雜化軌道類(lèi)型，并分析雜化過(guò)程。分子中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)BF3應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論，確定BF3的空間結(jié)構(gòu)，以及中心原子的雜化軌道類(lèi)型，并分析雜化過(guò)程。分子中心原子孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子的雜化軌道類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)BF3×(3-1×3)＝03sp2雜化平面三角形212s2p軌道2s2p2s2psp23個(gè)sp2雜化軌道躍遷

sp2雜化與F成鍵BF3sp2雜化原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)(a-xb)價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道的類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)3CO2SO2HCN4CH2OH3O+5SO練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論預(yù)測(cè)和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)212-4原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)(a-xb)價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道的類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)3CO2(4-2×2)÷2＝0SO2(6-2×2)÷2＝1HCN(4-1×1-1×3)÷2＝04CH2O(4-2×1-1×2)÷2＝0H3O+(6-1-3×1)÷2＝15SO(6+2-4×2)÷2＝0練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論預(yù)測(cè)和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)212-4原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)(a-xb)價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道的類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)3CO2(4-2×2)÷2＝00+2＝2sp雜化SO2(6-2×2)÷2＝11+2＝3sp2雜化HCN(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2sp雜化4CH2O(4-2×1-1×2)÷2＝00+3＝3sp2雜化H3O+(6-1-3×1)÷2＝11+3＝4sp3雜化5SO(6+2-4×2)÷2＝00+4＝4sp3雜化練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論預(yù)測(cè)和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)212-4原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對(duì)數(shù)(a-xb)價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化軌道的類(lèi)型分子的空間結(jié)構(gòu)3CO2(4-2×2)÷2＝00+2＝2sp雜化直線(xiàn)形SO2(6-2×2)÷2＝11+2＝3sp2雜化V形HCN(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2sp雜化直線(xiàn)形4CH2O(4-2×1-1×2)÷2＝00+3＝3sp2雜化平面三角形H3O+(6-1-3×1)÷2＝11+3＝4sp3雜化三角錐形5SO(6+2-4×2)÷2＝00+4＝4sp3雜化正四面體形練習(xí)應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論預(yù)測(cè)和解釋分子的空間結(jié)構(gòu)212-4再應(yīng)用VSEPR模型和雜化軌道理論解釋多