高中化學(xué)人教版選擇性分子的空間結(jié)構(gòu)

高二年級化學(xué)選擇性必修2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能列舉測定分子空間結(jié)構(gòu)的實驗方法，知道分子空間結(jié)構(gòu)的多樣性存在。2.能利用價層電子對互斥理論預(yù)測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3.能用雜化軌道理論解釋簡單共價分子的空間結(jié)構(gòu)。異彩紛呈的分子世界化學(xué)性質(zhì)推測一、分子結(jié)構(gòu)的測定現(xiàn)代儀器和方法紅外光譜晶體X射線衍射實驗紅外光譜法簡介吸收與某些化學(xué)鍵振動頻率相同的紅外線呈現(xiàn)吸收峰CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH形形色色的分子CH4二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)化學(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)CO2O=C=O180°直線形化學(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)H2OO

105°V形或角形三原子分子HH化學(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)CH2OO=C

約120°平面三角形化學(xué)式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)NH3N

107°三角錐形四原子分子HHHHH五原子分子形狀

原子數(shù)相同的分子結(jié)構(gòu)為何不同？三、價層電子對互斥模型（VSEPRmodel）

成鍵σ鍵電子對

未成鍵孤電子對＋1.內(nèi)容分子的空間結(jié)構(gòu)

中心原子“價層電子對”相互排斥分子σ鍵電子對數(shù)CO2CH2OCH4NH3H2O23432圖表導(dǎo)學(xué)ABn

n

結(jié)構(gòu)式中心原子上的孤電子對數(shù)分子σ鍵電子對數(shù)CO2CH2OCH4NH3H2O23432ABn

圖表導(dǎo)學(xué)n

結(jié)構(gòu)式電子式00012SO2？中心原子上的孤電子對數(shù)2.中心原子上的孤電子對的計算a：中心原子的價電子數(shù)（主族序數(shù)、最外層電子數(shù)）x：中心原子結(jié)合的原子數(shù)（ABn中的n值）b：與中心原子結(jié)合的原子最多接受的電子數(shù)

(H為1，其他原子為“8-該原子的最外層電子數(shù)”）中心原子上的孤電子對數(shù)=12(a-xb)a：中心原子的價電子數(shù)（主族序數(shù)、最外層電子數(shù)）x：中心原子結(jié)合的原子數(shù)（ABn中的n值）b：與中心原子結(jié)合的原子最多接受的電子數(shù)

(H為1，其他原子為“8-該原子的最外層電子數(shù)”）例：H2O中心原子O上孤電子對數(shù)=2

CH2O中心原子C上孤電子對數(shù)=0

2.中心原子上的孤電子對的計算中心原子上的孤電子對數(shù)=12(a-xb)運用公式計算下列分子或離子的中心原子上的孤電子對數(shù)分子axb孤電子對數(shù)BF3SO2SO3NH4+SO42-

陽離子：中心原子的價電子數(shù)

a

“-”

離子的電荷數(shù)

陰離子：中心原子的價電子數(shù)

“+”離子的電荷數(shù)3310622163205－1=46＋2=8410420反饋評價中心原子上的孤電子對數(shù)=12(a-xb)分子σ鍵電子對數(shù)CO220BF330SO221CH440NH331H2O22233444圖表導(dǎo)學(xué)價層電子對相互排斥

采用排斥力最小幾何構(gòu)型VSEPR模型中心原子上的價層電子對數(shù)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)氣球空間互斥模擬價層電子對互斥（VSEPR模型）234VSEPR模型角度3.VSEPR模型直線形

180°

平面三角形

120°正四面體形

109°28′分子實際空間結(jié)構(gòu)和VSEPR模型完全一致么?中心原子上的價層電子對數(shù)分子σ鍵電子對數(shù)VSEPR模型分子空間結(jié)構(gòu)CO2202直線BF3303平面三角形SO2213CH4404正四面體形NH3314H2O224直線形平面三角形V形正四面體形三角錐形V形圖表導(dǎo)學(xué)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型與空間結(jié)構(gòu)略去孤電子對H2O：105°

NH3：107°思考討論預(yù)測鍵角109°28′實測鍵角原因分析：孤電子對斥力較大，實測鍵角略小。方法模型分子的空間結(jié)構(gòu)

中心原子“價層電子對”相互排斥

成鍵σ鍵電子對

未成鍵孤電子對VSEPR模型預(yù)測ABnn＋

II中心原子上的價層電子對數(shù)反饋評價請用上述模型預(yù)測下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)粒子σ鍵電子對數(shù)VSEPR模型空間結(jié)構(gòu)SO2

H3O+

SO42-

HCN

CH4

2342411000(4-1-3)=0中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)反饋評價粒子σ鍵電子對數(shù)VSEPR模型空間結(jié)構(gòu)SO2

H3O+

SO42-

HCN

CH4

2342411000(4-1-3)=03平面三角形4正四面體形4正四面體形2直線形4

正四面體形正四面體形直線形正四面體形V形三角錐形請用上述模型預(yù)測下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu)中心原子上的孤電子對數(shù)中心原子上的價層電子對數(shù)↑↑↑↓2s

2pC分子式不是CH2？成鍵原理↑↑↑↑2s

2pC激發(fā)四個共價鍵完全相同么？與H原子軌道重疊鮑林雜化軌道理論甲烷：正四面體結(jié)構(gòu)xyzxyzxyzxyz

109°28′雜化軌道理論解釋甲烷空間結(jié)構(gòu)↑↑↑↓2s2pC原子基態(tài)↑↑↑↑2s2p激發(fā)雜化↑↑↑↑sp3雜化軌道↑↑↑↑sp3雜化軌道與H原子軌道重疊甲烷：正四面體結(jié)構(gòu)雜化軌道理論解釋甲烷空間結(jié)構(gòu)1.雜化過程四、雜化軌道理論簡介原子軌道雜化同一原子內(nèi)部能量相近的原子軌發(fā)生混雜重組成與原軌道數(shù)目____的新軌道的過程。雜化軌道形成特點：能量_____方向______。相等相同不同—解釋分子空間結(jié)構(gòu)已知H2O的中心原子為sp3雜化，試討論雜化過程，并由此解釋其空間結(jié)構(gòu)為V形。思考討論↑↓↑↑↑↓2s

2pO↑↓↑↑↑↓sp3雜化軌道雜化與H原子軌道重疊sp雜化sp2雜化2.雜化軌道的類型未雜化p軌道：形成π鍵雜化軌道：形成σ鍵或容納孤電子對雜化類型spsp2sp3參加雜化的原子軌道雜化軌道數(shù)軌道空間結(jié)構(gòu)夾角1個ns1個np1個ns2個np1個ns3個np234直線形平面三角形正四面體形180°120°109°28′2.雜化軌道的類型圖表導(dǎo)學(xué)3.雜化軌道的判斷中心原子上的價層電子對數(shù)→雜化軌道數(shù)目→雜化軌道類型粒子VSEPR模型空間結(jié)構(gòu)雜化軌道SO2

H3O+

SO42-

HCN

CH4

練習(xí)反饋3平面三角形4正四面體形4正四面體形2直線形4正四面體形V形三角錐形正四面體形直線形正四面體形sp3雜化sp3雜化sp雜化sp3

雜化sp2雜化中心原子上的價層電子對數(shù)VSEPR模型預(yù)測分子空間結(jié)構(gòu)課堂小結(jié)中心原子上的價層電子對數(shù)

成鍵σ鍵電子對未成鍵孤電子對=0時VSEPR模型

空間結(jié)構(gòu)>0時VSEPR模型

空間結(jié)構(gòu)略去中心原子上的孤電子對VSEPR模型預(yù)測分子空間結(jié)構(gòu)課堂小結(jié)中心原子上的價層電子對數(shù)

成鍵σ鍵電子對未成鍵孤電子對=0時VSEPR模型

空間結(jié)構(gòu)>0時VSEPR模型

空間結(jié)構(gòu)略去中心原子上的孤電子對雜化軌道理論解釋現(xiàn)代儀器檢測檢測反饋乙炔的結(jié)構(gòu)式如下，請判斷碳原子采取什么雜化方式？它的雜化軌道用于形成什么化學(xué)鍵？怎樣理解它存在三鍵？σ鍵電子數(shù)=2孤電子對數(shù)=0價層電子對=2

故為sp雜化H—C三C—H檢測反饋H—C三C—Hσ鍵電子數(shù)=2孤電子對數(shù)=0價層電子對=2

故為sp雜化σσσ乙炔的結(jié)構(gòu)式如下