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

第二節(jié)分子的空間結構

新人教版選擇性必修二第二章

分子的結構與性質分子的空間結構

第1課時1多樣的分子空間結構感受分子是有空間結構的3雜化軌道理論簡介解釋分子的空間結構分子的空間結構2價層電子對互斥模型預測分子的空間結構復習資料多樣的分子空間結構O2HCl1.雙原子分子直線形大多數(shù)分子是由兩個以上原子構成的，于是分子就有了原子的幾何學關系和形狀，這就是分子的空間結構。2.三原子分子直線形和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的是四面體形

紅外光譜、晶體X射線衍射等分子的空間結構是怎樣測定的?分子結構的測定分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。分子的空間結構是分子中的原子處于平衡位置時的模型。

分子振動需要能量，所以當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學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式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3【科學·技術·社會】質譜研究分子的空間結構的意義研究分子的空間結構的意義CHHHH········空間結構：正四面體形鍵角：109°28′為什么甲烷分子的空間結構是正四面體形而不是正方形？CHHHH········空間結構：正四面體形鍵角：109°28′為什么甲烷分子的空間結構是正四面體形而不是正方形？任務制作氣球模型“氣球空間互斥”類比“電子對互斥”電子對數(shù)電子對互斥氣球空間互斥空間結構234直線形平面三角形正四面體形“氣球空間互斥”類比“電子對互斥”2直線形3平面三角形4四面體形CO2直線形180°CH2O平面三角形約120°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構不同？任務寫出分子的電子式，再對照其球棍模型，運用分類、對比的方法，分析結構不同的原因。CO2H2OCH2ONH3CH4化學式電子式分子的空間結構模型化學式電子式分子的空間結構模型CO2H2OCH2ONH3CH4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構。

分子的空間結構除了和中心原子與結合原子間的成鍵電子對有關，還和中心原子的孤電子對有關，兩者合稱為中心原子的“價層電子對”。

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′？109°28′107°105°

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′？相較成鍵電子對，孤電子對有較大的排斥力109°28′107°105°CH4活動用氣球制作模型，體會孤電子對對分子的空間結構形狀和鍵角影響CH4NH3H2O活動用氣球制作模型，體會孤電子對對分子的空間結構形狀和鍵角影響作業(yè)例1.下列分子的空間結構為直線形的是(

)H2O B.NH3C.CH4

D.CO2D例2.下列關于紅外光譜法測定分子結構的說法中，不正確的是（）A.紅外線透過分子時,分子會吸收特定頻率的紅外線B.分子中原子是固定不動的C.紅外光譜法可初步判斷有機物分子中基團的種類D.所用儀器為紅外光譜儀B多樣的分子空間結構。分子的空間結構是可以測定的，如利用紅外光譜。小結

分子的空間結構

第2課時1多樣的分子空間結構感受分子是有空間結構的3雜化軌道理論簡介解釋分子的空間結構分子的空間結構2價層電子對互斥模型預測分子的空間結構電子對數(shù)電子對互斥氣球空間互斥空間結構234直線形平面三角形正四面體形

分子的空間結構除了和中心原子與結合原子間的電子對有關，還和中心原子的孤電子對有關。分子的空間結構是中心原子的“價層電子對”相互排斥

的結果。價層電子對是指分子中的中心原子與結合原子間的σ鍵

電子對和中心原子上的孤電子對。價層電子對互斥（VSEPR）模型Valence-shellElectron-pairRepulsion價層電子對互相排斥盡可能遠離能量最低最穩(wěn)定2個直線形3個平面三角形4個四面體形用來預測分子的空間結構價層電子對互斥（VSEPR）模型Valence-shellElectron-pairRepulsion109°28′CH4H2ONH3含孤電子對的VSEPR模型中心原子無孤電子對的分子CH4H2ONH3含孤電子對的VSEPR模型中心原子無孤電子對的分子中心原子有孤電子對的分子CH4H2ONH3含孤電子對的VSEPR模型分子的空間結構模型價層電子對數(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構VSEPR模型的應用：預測分子的空間結構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構。若有：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構計算價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)計算價層電子對數(shù)多重鍵只計其中的σ鍵電子對，不計π鍵電子對σ鍵電子對數(shù)＝結合原子數(shù)計算價層電子對數(shù)σ鍵電子對數(shù)中心原子結合的原子數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)計算價層電子對數(shù)方法一：根據(jù)電子式直接確定計算中心原子上的孤電子對數(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：公式計算中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a

xb)21212121計算中心原子上的孤電子對數(shù)a為中心原子的價電子數(shù)（對于主族元素等于原子的最外層電子數(shù)）；x為與中心原子結合的原子數(shù)；b為與中心原子結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：公式計算中心原子上的孤電子對數(shù)＝(axb)計算中心原子上的孤電子對數(shù)21分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對數(shù)CO2SO2CONH練習：+42-3計算中心原子上的孤電子對數(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數(shù)CO2SO2CONH練習：+42-3陽離子：a＝中心原子的價電子數(shù)-離子的電荷數(shù)陰離子：a＝中心原子的價電子數(shù)＋離子的電荷數(shù)(絕對值)x和b的計算方法不變計算中心原子上的孤電子對數(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數(shù)CO2SO2CONH練習：+42-3陽離子：a＝中心原子的價電子數(shù)-離子的電荷數(shù)陰離子：a＝中心原子的價電子數(shù)＋離子的電荷數(shù)(絕對值)x和b的計算方法不變C4+2＝632(6-3×2)÷2＝0N5-1＝441(4-4×1)÷2＝0計算中心原子上的孤電子對數(shù)＝(axb)212-3C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1分子或離子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型VSEPR理想模型名稱分子或離子的空間結構分子或離子的空間結構名稱CO20SO21CO0NH02-3+40+2＝21+2＝30+3＝30+4＝4直線形平面三角形平面三角形正四面體形直線形V形平面三角形正四面體形預測分子的空間結構的步驟1.計算中心原子的成鍵電子對數(shù)＝結合原子數(shù)2.計算中心原子上的孤電子對數(shù)3.價層電子對數(shù)＝σ鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)4.確定VSEPR理想模型5.略去孤電子對，確定分子的空間結構VSEPR模型的應用分子或離子中心原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結構HC≡NO3練習應用VSEPR模型預測分子的空間結構分子或離子中心原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結構HC≡NO3練習應用VSEPR模型預測分子的空間結構(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直線形直線形分子或離子中心原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結構HC≡NO3O(O)2平面三角形V形練習應用VSEPR模型預測分子的空間結構(6-2×2)÷2＝11+2＝3(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直線形直線形練習下列說法中正確的是(

)A.SO2中S原子無孤電子對B.NF3的VSEPR模型與其分子的空間結構一致C.O3和SO2空間結構相同D.BeCl2的空間結構為V形分子中心原子上的孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結構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數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結構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直線形直線形(2-2×1)÷2＝00+2＝2練習下列說法中正確的是(

)A.SO2中S原子無孤電子對B.NF3的VSEPR模型與其分子的空間結構一致C.O3和SO2空間結構相同D.BeCl2的空間結構為V形C確定孤電子對數(shù)確定價層電子對數(shù)VSEPR理想模型分子的空間結構1.電子式2.計算(a-xb)價層電子對數(shù)＝成鍵電子對數(shù)＋孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR理想模型2直線形3平面三角形4正四面體形略去孤電子對212s2p碳原子的價層電子排布：2s22p2解釋CH4的空間結構為正四面體形xyz2s2p碳原子的價層電子排布：2s22p2解釋CH4的空間結構為正四面體形預習：雜化軌道理論xyz2s2p碳原子的價層電子排布：2s22p2解釋CH4的空間結構為正四面體形

分子的空間結構

第3課時1多樣的分子空間結構感受分子是有空間結構的3雜化軌道理論簡介

解釋分子的空間結構分子的空間結構2價層電子對互斥模型預測分子的空間結構2p2s2s2psp34個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2s軌道與3個2p軌道形成4個相同的sp3雜化軌道，夾角109°28′甲烷分子中碳原子的4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個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中心原子外界條件能量相近的軌道雜化軌道理論要點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)目軌道成鍵時更有利于軌道間的重疊

滿足最小排斥，最大夾角分布

在學習價層電子對互斥模型時，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空間結構：三角錐形鍵角：107o氮原子的3個sp3雜化軌道與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N-Hσ鍵，其中1個sp3雜化軌道中占有孤電子對。sp3雜化2s2pNH3空間結構：三角錐形鍵角：107o氮原子的3個sp3雜化軌道與3個氫原子的1s原子軌道重疊形成3個N-Hσ鍵，其中1個sp3雜化軌道中占有孤電子對。sp3雜化2s2p

請模仿NH3的中心原子N的雜化和成鍵過程，嘗試用雜化軌道理論來解釋H2O的空間結構。105°H2O空間結構：V形鍵角為：105osp3雜化2s2p105°109°28′小結：中心原子的雜化類型與VSEPR模型的關系。雜化軌道用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對。雜化軌道數(shù)＝

價層電子對數(shù)＝

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

價層電子對數(shù)中心原子的雜化軌道類型VSEPR理想模型2sp直線形3sp2平面三角形4sp3四面體形雜化軌道數(shù)＝

價層電子對數(shù)中心原子的雜化類型與VSEPR模型計算價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)VSEPR模型預測空間結構確定中心原子的雜化軌道類型VSEPR模型—預測分子的空間結構雜化軌道理論—解釋分子的空間結構應用VSEPR模型和雜化軌道理論，確定BF3的空間結構，以及中心原子的雜化軌道類型，并分析雜化過程。分子中心原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)中心原子的雜化軌道類型分子的空間結構BF3應用VSEPR模型和雜化軌道理論，確定BF3的空間結構，以及中心原子的雜化軌道類型，并分析雜化過程。分子中心原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)中心原子的雜化軌道類型分子的空間結構BF3×(3-1×3)＝03sp2雜化平面三角形212s2p軌道2s2p2s2psp23個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數(shù)(a-xb)價層電子對數(shù)雜化軌道的類型分子的空間結構3CO2SO2HCN4CH2OH3O+5SO練習應用VSEPR模型和雜化軌道理論預測和解釋分子的空間結構212-4原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對數(shù)(a-xb)價層電子對數(shù)雜化軌道的類型分子的空間結構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練習應用VSEPR模型和雜化軌道理論預測和解釋分子的空間結構212-4原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對數(shù)(a-xb)價層電子對數(shù)雜化軌道的類型分子的空間結構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雜化練習應用VSEPR模型和雜化軌道理論預測和解釋分子的空間結構212-4原子總數(shù)分子中心原子的孤電子對數(shù)(a-xb)價層電子對數(shù)雜化軌道的類型分子的空間結構3CO2(4-2×2)÷2＝00+2＝2sp雜化直線形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應用VSEPR模型和雜化軌道理論預測和解釋分子的空間結構212-4再應用VSEPR模型和雜化軌道理論解釋多