人教版高中化学选择性必修二第2章第2节第1课时分子结构的测定多样的分子空间结构价层电子对互斥模型课件

c.b表示与中心原子结合的原子 最多能接受的电子数 ,
氢为 1 ,其他原子= 8-该原子的价电子数 。
(3)几种分子或离子的中心原子上的孤电子对数。
分子或
中心原子 a
离子
x
b
SO2
N+
S
N
6
5-1=4
2
4
2
1
C
C
4+2=6
3
2
中心原子
上的孤电
子对数
1
0
0
3.VSEPR模型与分子或离子的空间结构。
量远离”的原则快捷地判断它们分子的空间结构。
①根据图示,结合价层电子对互斥模型分析乙醇分子中C—
O—H的空间结构。
②根据图示,结合价层电子对互斥模型分析乙酸分子中
的空间结构。
提示:①在乙醇分子中,羟基上的氧原子有两个σ键电子对和
两个孤电子对,价层电子对共有四个空间取向,氧原子的价层
电子对相互排斥而远离,呈四面体形,因此C—O—H呈V形。
对)间由于相互排斥作用,尽可能趋向彼此远离。电子对之间
的夹角越大,相互之间的斥力越小。如图所示。
(1)仔细观察上图,依次描述图中分子的价层电子对互斥模
型与分子的空间结构。
提示:从左到右,分子的价层电子对互斥模型分别为直线形、
平面三角形、四面体形、三角双锥形、八面体形;分子的空
间结构分别为直线形、V形、四面体形、三角锥形、四角锥
D.键角为90°~109°28'之间的分子,空间结构可能是V形
答案:B
解析:键角为180°的分子,空间结构是直线形,例如CO2是直
线形分子,A项正确。苯的键角为120°,但其空间结构是平面
正六边形,B项错误。白磷的键角为60°,空间结构为正四面体
形,C项正确。水的键角为105°,空间结构为V形,D项正确。
子的 相对分子质量 。
(2)认识质谱图。
微解读质谱图中,根据分子离子的质荷比可以确定分子的
相对分子质量,根据碎片离子的质荷比可以获得分子结构的
部分信息。
微训练1
1.有机化合物C3H6O2的红外光谱如图所示,则该有机化合物
可能含有(
)。
A.醚键、酯基
B.醚键、醛基
C.羟基、酮羰基 D.酯基
答案:D
答案:C
解析:SO2的空间结构为V形,A项错误;C2H4为平面形分子,B
项错误;P4分子中的键角为60°,D项错误。
2.A、B为短周期元素,可形成AB3型分子。写出一种符合所
给条件的常见物质的分子式:
(1)A、B同周期,若AB3分子为平面三角形,则AB3可能
是
;若AB3分子为三角锥形,则AB3可能是
的化学式
空间结构
四原子
分子
CH2O
平面三角形
120°
NH3
三角锥形
107°
五原子
CH4
分子
正四面体形
结构式
键角
109°28'
2.一些分子的空间结构模型。
分子空间结构与其稳定性有关。如S8的空间结构为 皇冠
式时稳定; 椅 式C6H12比 船 式C6H12稳定。
微判断(1)所有的三原子分子都是直线形结构。( × )
σ键电子对数+孤电子对数=价层电子对数→VSEPR模型
分子或离子的空间结构。
分子或 中心原子上的 分子或离子的 VSEPR
离子 孤电子对数
价层电子对数 模型名称
CO2
0
2
直线形
SO2
1
3
平面三角形
-
C
CH4
分子或离子的
空间结构名称
直线形
V形
0
3
平面三角形
平面三角形
0
4
正四面体形
正四面体形
由于孤电子对有较大斥力,含孤电子对的分子的实测键角几
(2)所有的四原子分子都是平面三角形结构。( × )
(3)五原子分子的空间结构都是正四面体。( × )
(4)正四面体形的键角均为109°28'。( × )
+
N
(5)SiCl4、SiH4、 、CH3Cl均为正四面体结构。(×
(6)SF6分子的空间结构为正八面体形。( √ )
)
三、价层电子对互斥模型
答案:D
2.H2O的中心原子是
,有
个孤电子对,有
个σ键电子对,中心原子的价层电子对数等于
,它们相
互排斥形成
形VSEPR模型。略去VSEPR模型中
的中心原子上的孤电子对,因而H2O分子呈
形。
答案: O 2 2 4 四面体 V
一 常见分子(或离子)的空间结构
问题探究
距今约40亿年前,地球遭受小行星、彗星等天体持续不断的
有 3 个σ键电子对。
②中心原子上的孤电子对的计算。

中心原子上的孤电子对数= (a-xb)

a.a表示中心原子的 价电子数 。
对于主族元素:a= 原子的最外层电子数 。
对于阳离子:a= 中心原子的价电子数 - 离子的电荷数 。
对于阴离子:
a= 中心原子的价电子数 + 离子的电荷数(绝对值) 。
b.x表示 与中心原子结合的原子数 。
识的化学学科核心素养。
知识概览
一、分子结构的测定
1.早年的科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出
规律后推测分子结构。如今,科学家应用 红外光谱 、
晶体X射线衍射 等现代仪器和方法测定分子结构时,分子会吸收跟它的某些化学键的 振动
频率 相同的红外线,再记录到谱图上呈现吸收峰,通过和已
C)。
选项
A
B
C
D
分子或离子的化学式
H2F+
PCl3
N
B
VSEPR 模型名称
直线形
平面三
四面体形
平面正方形
角形
分子或离子的空间结
构名称
直线形
四面体形 V 形
平面正方形
解析:H2F
+中
--×
F 上的价层电子对数=2+ =4,其中有
2 个孤电子
对,VSEPR 模型名称为四面体形,离子空间结构为 V 形, A 项错误。
形分子;C2H2为直线形分子。
3.依据元素周期表中位置关系推测空间结构相似的分子,如
CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等;CH4和
CCl4都是五原子正四面体结构,CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是
四面体结构但不是正四面体结构,而白磷是四原子正四面体
结构,它与CH4等五原子正四面体结构中原子的空间分布、
有谱图库对比,或通过量子化学计算,得知 化学键 或官能
团的信息。
3.用质谱法测定分子的相对分子质量。
(1)基本原理:在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的
分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相
对质量,它们在高压电场加速后,通过狭缝进入磁场得以分离,
在记录仪上呈现一系列峰,对这些峰进行分析可得知样品分
②在乙酸分子中,
的中心原子碳原子的价层电子对均为 σ
键电子对,没有孤电子对,共有三个空间取向,相互排斥而远离,使
呈平面三角形。
归纳总结
1.价层电子对互斥模型要点。
(1)对于ABn型分子,分子的空间结构主要取决于中心原子A的
价层电子对的相互排斥。价层电子对数=σ键电子对数+中心
原子的孤电子对数。
(2)中心原子上的价层电子对数和分子的VSEPR模型的关
PCl3 中 P
-×
=4,其中有
上的价层电子对数=3+

1 个孤电子
对,VSEPR 模型名称为四面体形,分子空间结构为三角锥形, B 项错
误。
N 中
N
+-×
的价层电子对数=2+ =3,其中有
1 个孤电子
对,VSEPR 模型名称为平面三角形,离子空间结构为 V 形, C 项正确。
第三周期元素,AB3可以是PCl3,而BF3为平面三角形,PCl3为三
角锥形。(2)A、B同主族,则AB3是SO3,平面三角形分子。
(3)BCl3分子的价电子数为24,分子空间结构为平面三角形。
二 利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
问题探究
分子中中心原子上的价层电子对(包括成键电子对和孤电子
1.价层电子对互斥模型。
分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥
的结果。
2.中心原子上价层电子对的计算。
(1)价层电子对包括:分子中的中心原子与结合原子间的
σ键电子对 和 中心原子上的孤电子对 。
(2)计算。
①σ键电子对的计算。
可由化学式确定,即中心原子形成几个σ键,就有几个σ键电
子对。如H2O分子中,O有 2 个σ键电子对;NH3分子中,N
B中
B
+-×
的价层电子对数=4+ =4,无孤电子对,VSEPR
。
(2)A、B同主族,则AB3是
,分子空间
结构为
。
(3)A、B既不同周期,也不同主族,且AB3分子的价电子数为
24,则AB3是
,分子空间结构为
。
答案:(1)BF3 PCl3
(2)SO3 平面三角形
(3)BCl3 平面三角形(或其他合理答案)
解析:(1)若A、B为第二周期元素,AB3可以是BF3;若A、B为
大规模撞击,地球的地壳发生了剧烈的变化,许多气体从火山
口释放出来,构成了原始大气。根据科学家们的推断,原始大
气的主要成分有氨气、氢气、甲烷、水蒸气、硫化氢、二氧
化碳等气体,没有氧气。
(1)硫化氢分子的结构式为H—S—H,键角约为92°,试描述
H2S分子的空间结构。
提示:V形。
(2)水分子的结构与硫化氢分子相似,试比较两者键角的大
CO2、BeCl2、
180°
直线形
AB2
HCN
<180°
V形
H2O、SO2
120°
平面三角形 CH2O、BF3、SO3
AB3
<120°
三角锥形 NH3、H3O+
AB4
109°28' 正四面体形 CH4、CCl4
2.典型有机化合物分子的空间结构:C2H4、苯(C6H6)、
CH2=CH—CH=CH2(1,3-丁二烯)、CH2O(甲醛)等都是平面
2.利用质谱仪测定某物质的相对分子质量所得质谱图如下,由
此确定该物质的相对分子质量为(
)。
A.15
C.40
答案:D
B.29
D.44
二、多样的分子空间结构
1.常见分子的空间结构。
分子
类型
典型分子
的化学式
CO2
三原子
分子 H2O
空间结构
直线形
V形
结构式
键角
O=C=O
180°
105°
分子
类型
典型分子
系。
中心原子上的
2
3
4
5
6
价层电子对数
VSEPR模型 直线 平面三角 正四面体 三角双锥 正八面体
名称
形
形
形
形
形
2.利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构的
基本思路。
3.(1)若ABn型分子中,A与B之间通过两对或三对电子结合而
成(即形成双键或三键),则价层电子对互斥模型只计为一个σ
键电子对看待。
第1课时 分子结构的测定
多样的分子空间结构
价层电子对互斥模型
目标素养
1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关
理论和模型进行解释和预测。形成证据推理与模型认知的化
学学科核心素养。
2.知道分子的结构可以通过红外光谱、晶体X射线衍射等技
术进行测定。形成宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意
形。
(2)价层电子对互斥模型与分子的空间结构是否一致?在什
么情况下两者一致?
提示:不一定一致。分子的空间结构实质是中心原子成键电
子对的空间结构。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电
子对,当中心原子上无孤电子对时,两者一致;当中心原子上有
孤电子对时,两者不一致。图中从左数第2、4、5三种不一致。
(3)对于乙醇和乙酸,同样可以用“价层电子对相互排斥而尽
乎都 小于 VSEPR模型的预测值。价层电子对互斥模型
不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
微思考AB4型微粒的空间构型可能有哪些?
提示:可能有正四面体形、平面正方形、四角锥形等。
微训练2
1.下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为V形的是
(
)。
A.NO2
B. S
C.H3O+
D.H2O
(2)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律:孤电子
对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子
对。随着孤电子对数目的增多,成键电子对与成键电子对之
间的斥力减小,键角也减小。如CH4、NH3和H2O分子中的键
角依次减小。
典例剖析
【例2】 下列关于表中所列四种粒子的各项描述完全正确的
一项是(
1.下列说法正确的是(
)。
A.CO2的空间结构为直线形,可推测SO2的空间结构也为直
线形
B.C2H2为直线形分子,可推测C2H4也为直线形分子
C.N+为正四面体结构,可推测 P+也为正四面体结构
D.CH4和P4的空间结构都为四面体形,CH4中键角为
109°28',P4中键角也为109°28'
键角是不同的(P4分子中的键角为60°)。
4.分子(或离子)的空间结构不同的原因:共价键的方向性与
饱和性,由此导致共价键的键长、键角不同。
典例剖析
【例1】 下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是
(
)。
A.键角为180°的分子,空间结构是直线形
B.键角为120°的分子,空间结构是平面三角形
C.键角为60°的分子,空间结构可能是正四面体形
小。
提示:H—O—H的键角大于H—S—H的键角。
(3)N(NO2)3分子结构与氨分子相似,分子中N—N—N的键角
都是108.1°。试推测该分子中四个氮原子围成的空间结构。
提示:四个氮原子围成的空间结构是三角锥形。
归纳总结
1.分子(或离子)的空间结构与键角关系的一般规律。
分子(或离子)类型 键角
空间结构 实例