分子的立體構型

關于分子的立體構型一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、雙原子分子（直線型）2、三原子分子立體結(jié)構（有直線形和V形）第2頁,共24頁，2024年2月25日，星期天３、四原子分子立體結(jié)構（直線形、平面三角形、三角錐形、正四面體）（平面三角形，三角錐形）C2H2CH2OCOCl2NH3P4第3頁,共24頁，2024年2月25日，星期天４、五原子分子立體結(jié)構最常見的是正四面體CH4第4頁,共24頁，2024年2月25日，星期天C60C20C40C70資料卡片：形形色色的分子第5頁,共24頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共24頁，2024年2月25日，星期天分子世界如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收，常使人流連忘返。那么分子結(jié)構又是怎么測定的呢？第7頁,共24頁，2024年2月25日，星期天早年的科學家主要靠對物質(zhì)的宏觀性質(zhì)進行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進行推測，如今，科學家已經(jīng)創(chuàng)造了許許多多測定分子結(jié)構的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結(jié)構其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。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，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結(jié)構。科學視野—分子的立體結(jié)構是怎樣測定的？（指導閱讀P37）第8頁,共24頁，2024年2月25日，星期天測分子體結(jié)構：紅外光譜儀→吸收峰→分析。第9頁,共24頁，2024年2月25日，星期天

同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結(jié)構卻不同，什么原因？思考:直線形V形第10頁,共24頁，2024年2月25日，星期天

同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結(jié)構也不同，什么原因？思考:三角錐形平面三角形第11頁,共24頁，2024年2月25日，星期天1、要點：對ABn型的分子或離子，⑴分子或離子的空間構型取決于中心原子A周圍的價層電子對數(shù)（包括用于形成共價鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）。⑵價層電子對盡可能彼此遠離，使它們之間的斥力最小，分子體系能量最低。⑶價層電子對數(shù)通常采取斥力最小對稱分布：2對:直線型；3對：平面三角形；4對：四面體；5對：三角雙錐；6對：雙四棱錐。二、價層電子對互斥理論(VSEPR模型)——預測分子結(jié)構的簡單理論第12頁,共24頁，2024年2月25日，星期天2、分子構型預測舉例（1）基本概念：（以氨分子為例說明）

HNH3HNH中心原子配位原子配位數(shù)?

??××?×?孤電子對σ鍵電子對σ鍵電子對σ鍵電子對第13頁,共24頁，2024年2月25日，星期天

中心原子價層電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)+(配位原子數(shù)×配位原子提供的成鍵電子數(shù))】÷2

特例：氧、硫作配位原子時，看作不提供成鍵電子。中心原子價層電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)】÷2

中心原子上的孤電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)—(配位原子數(shù)×配位原子提供的成鍵電子數(shù))】÷2（2）中心原子周圍的價層電子對數(shù)的計算

方法①（通用，比較繁雜一點）

中心原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)

（可由電子式直接數(shù)出）

方法②（簡潔，有特例，要單獨處理）第14頁,共24頁，2024年2月25日，星期天（2）氨分子立體構型預測

①N原子上的孤電子對數(shù)=【5-(3×1)】÷2=1(對）

中心原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=3+1=4(對)

或由另一公式算出：【5+(3×1)】÷2=4（對）②4對電子相互遠離的最大對稱位置是四面體的四個頂角。

③氨分VSEPR模型（四面體）

⑤氨分子的立體構型(三角錐)

⑥4孤對電子只受到中心原子的吸引，電子云比較“肥大”，對鄰近電子對的斥力較大，使鍵角從109°28′變?yōu)?07°。?

?

④氨分子路易斯結(jié)構式為：??NHHH第15頁,共24頁，2024年2月25日，星期天課堂練習：預測水分子的立體構型

①O原子上的孤電子對數(shù)=【6-(2×1)】÷2=2(對）

中心原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=3+1=4(對)

或由另一公式算出：【6+(2×1)】÷2=4（對）

②4對電子相互遠離的最大對稱位置是四面體的四個頂角。

③水分VSEPR

模型(四面體)

⑤水分子的立體構型(V型）

④水分子路易斯結(jié)構式為：??OHH??????

⑥兩對孤對電子對鄰近電子對的斥力較大，使鍵角從109°28′變?yōu)?05°。第16頁,共24頁，2024年2月25日，星期天課堂練習：預測CO2分子的立體構型

①二氧化碳分子中孤電子對數(shù)=中心原子價電子數(shù)－配位原子數(shù)×配位原子成鍵電子數(shù)=4－2×2=0

CO2分子中的兩個雙鍵各含有一個σ鍵和一個π鍵，其中心原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=2+0=2（對）

②2對價層電子相互遠離的最大對稱位置是直線的兩端。或價層電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)+(配位原子數(shù)×配位原子提供的成鍵電子數(shù))】/2=【4+(2×0)】/2=2

③CO2分VSEPR

模型(直線型)：

⑤CO2分子的立體構型(直線型）

④CO2分子路易斯結(jié)構式為：O=C=O????????第17頁,共24頁，2024年2月25日，星期天課堂練習：預測SO2分子的立體構型

SO2分子中其中心原子價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=2+1=3（對）

②3對價層電子相互遠離的最大對稱位置是平面三角形。

③SO2分VSEPR

模型(平面三角)：

⑤SO2分子的立體構型(V型）①硫原子孤電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)－配位原子數(shù)×配位原子成鍵電子數(shù)】/2=【6－2×2】/2=1或價層電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)+(配位原子數(shù)×配位原子提供的成鍵電子數(shù))】/2=【6+(2×0)】/2=3??

④SO2分子路易斯結(jié)構式為：??SOO第18頁,共24頁，2024年2月25日，星期天3、確定分子的立體結(jié)構步驟小結(jié)：（1）先確定中心原子的價層電子對數(shù)①價層電子對數(shù)=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)②價層電子對數(shù)=【中心原子價電子數(shù)+(配位原子數(shù)×配位原子提供的成鍵電子數(shù))】/2

（注意S、O作配位原子）（2）確定含孤電子對的VSEPR模型的立體結(jié)構價層電子對數(shù)n與VSEPR模型的立體結(jié)構的關系

n=2n=3n=4n=5n=6

直線型平面三角形四面體三角雙錐體八面體（3）略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對，便得到了實際的立體結(jié)構中心原子上的孤電子對數(shù)＝(a-xb)/2第19頁,共24頁，2024年2月25日，星期天第20頁,共24頁，2024年2月25日，星期天應用反饋:化學式

中心原子孤對電子數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)空間構型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直線形V形V形平面三角形三角錐形四面體正四面體正四面體第21頁,共24頁，2024年2月25日，星期天課堂練習1.下列物質(zhì)中，分子的立體結(jié)構與水分子相似的是（）A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl42.下列分子的立體結(jié)構，其中屬于直線型分子的是（）A.H2OB.CO2C.C2H2D.P4BBC第22頁,共24頁，2024年2月25日，星期天3.若ABn型分