分子的立体结构
化学 分子的立体结构
杂化轨道与形成它的原子轨道形状不同，但成键能力强。
杂化轨道与形成它的原子轨道的总数一样。
由1个s轨道和3个p轨道杂化成的轨道称为sp3杂化轨道。 共4个轨道。 由1个s轨道和2个p轨道杂化成的轨道称为sp2杂化轨道。 共3个轨道。 由1个s轨道和1个p轨道杂化成的轨道称为sp杂化轨道。 共2 个轨道。
杂化类型与价层电子对数相关。
σ键 孤 价层 VSEPR 立体构型 杂化 电子对 电子对 电子对 模型名称 名称 轨道类型
BO2-
2
0
NO2- 2
1
ClO2- 2
2
NO3- 3
0
SO32-
3
1
NH4+ 4
0
2
直线形 直线形 sp杂化
3 平面三角形 V形 sp2杂化
4 正四面体形 V形 sp3杂化
3 平面三角形平面三角形 sp2杂化
Cu(OH)2＋4NH3·H2O＝Cu(NH3)42+＋2OH-＋4H2O
析出的深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+
Cu(NH3)42+的构造如下：
↓NH3
2+
H3N→C↑u←NH3
NH3
实验2-3
向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾〔KSCN〕 溶液，观察并记录现象。
σ键电子对＝中心原子所连原子数
孤电子对＝
1 2
(a－xb)
a为中心原子的价电子数；
x为中心原子结合的原子数；
分子立体构型、结构与种类
CH3OH
资料卡片： 形形色色的分子 C60
C20
C40 分子的立体构型、结构和种类
C70
分子的立体构型、结构和种类
分子的立体构型、结构和种类
思考:
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
分子的立体构型、结构和种类
直线形 V形
二、价层电子对互斥理论（VSEPR）－ 预测分子的立体结构
价层电子对数
2
3
4
VSEPR模型
直线形 平面三角形
四面体形
5
三角双锥形
6
正八面体形
分子的立体构型、结构和种类
n
2
3
4
价
电
直线 平面三 正四面体
子 对
180 角形 109°28′
0
1200
空
间
M
构
M
M
型
分子的立体构型、结构和种类
（1）如果中心原子无孤电子对，则分子立体
构型与VSEPR模型相同
ABn（n为B原子数） 分子立体构 价层电子对数 型（VSEPR同）
三氟化硼、碳酸根离子、硫酸根离子、硝酸根 离子、甲烷、铵根离子、五氯化磷、六氟化硫
分子的立体构型、结构和种类
4.价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 基本要点
分子（或离子）的中心原子周围的价 电子对的几何构型，主要取决于价电 子对数，价电子对尽量远离，使它们 之间斥力最小。
分子的立体构型、结构和种类
2p
sp
两个sp杂化轨道
分子的立体构型、结构和种类
sp杂化轨道的形成过程
z
z
180°
z
z
y
y
分子的立体构型(VSEPR)
第二节 分子的立体结构
共价键
复习回顾
σ键 成键方式 “头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
键参数
键能
衡量化学键稳定性
键长 键角 描述分子的立体结构的重要因素
一、形形色色的分子
思考:在O2、HCl这样 的双原子分子中存在
分子的立体结构问题
吗？何谓“分子的立
三原子分子
分子 的立 四原子分子 体结
构
直线 形，如CO2 V 形，如H20
平面三角 形，如HCHO、BF3
三角锥 形，如NH3
五原子分子——— 最常见的是正四面体形，如CH4
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
直线形 V形
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
体结构”？
O2
HCl
H2O
CO2
所谓“分子的立体结 构”指多原子构成的 共价分子中的原子的 空间关系问题。
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
C60
C20
C40
C70
分子的立体结构是怎样测定的？
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
型
分子的立体结 构模型
分子 的空
间构 型
CO2
20
2
直线形
直线形
SO2
21
3
SO3
30
3
PCl3
31
4
H2S
22
4
(完整版)分子立体结构
学生阅读P37-39页，分组讨论完成学案， 然后总结中心原子孤电子对数、价层电子对 数的计算方法。
3、如何确定价层电子对数
以ABn型分子为例
中心原子：A 价层电子对= σ键电子对+中心原子的孤电子对 σ键电子对=n 中心原子的孤电子对=(a-xb ±离子电荷数)/2
阳离子应减去电荷数，阴离子应加上电荷数 a:中心原子价电子数 X：中心原子结合的原子数（即ABn中的 n) b=8-该原子的价电子数（氢为1）（注意是B原子的）
2、分子的立体结构—— 成键电子对间的空间构型
（1）中心原子价电子全部用于成键时：
电子对的空间构型和分子的立体结构相同 例1：BeCl2
电子对的空间构型为直线型 分子的立体结构为直线型
2、分子的立体结构—— 平面三角形
分子的立体结构为平面三角形
2
2、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子 式、结构式及分子的空间结构：
分子
电子式 结构式
:: -O:: = :: -
:: : :
CO2
:O::C::O: O=C=O
H2O
H :O :H
H-O-H
NH3
H:N :H H
H-N-H H
CH2O
H:C :H O
H-C-H
CHH4 H:C :H
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？
直线形
V形
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分 子的的空间结构也不同，什么原因？
平面 三角形
三角锥形
探究与讨论：
1、写出H、C、N、O等原子的电子式：
原子
H
C
N
电子式
H·
化学选修3第二章第二节分子的立体构型
3个sp2杂化轨 4个sp3杂化轨 道 道
1200 1090 28’
1800
空 间 构 型
实 例
直 线形
平面三角形
四面体形 CH4 , H2O
BeCl2 CO2 C2H2 BF3 , C2H4
杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子，剩 余的p轨道可以形成π键
1、氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是 因为（ C ） A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2杂化， 而CH4是sp3杂化 B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形 成4个杂化轨道 C．NH3分子中有未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥 作用较强 D．氨气分子中氮原子电负性强于甲烷分子中的碳原子 2、用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个 结论都正确的是（ D ）
sp2杂化轨道的形成过程
120° z z z z
y x x
y x
y x
y
sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得到三个sp2杂化轨道。 三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º 例如：C2H4
C2H4(sp2杂化）
sp杂化轨道的形成过程
z
z
180°
z
z
y x x
y x
y x
y
sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得到两个sp杂化轨道。 两个杂化轨道在空间分布呈直线型，互成180º 例如：C2H2
4、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是（ D ） A、H2O B、H3O+ C、NH3 D、NH4+
5、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为 109°28′ 的是（ B ） ①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤
人教版化学选3第二章 第二节 分子的立体结构
对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，n 值为中心原子结合的原子数。
-
平面 正 三角形 四面体
3)填写孤对电子与分子的空间构型关系，中心原子 结合的原子数(n值）与分子的空间构型关系。
中心无孤对电子
代表物
中心原子含孤对电 子对数
0 0 0 2 1
:O::C::O:
H .. .. H C O .. H H : C :H H .. . . ..
V
分子
表 的立 格 一 四原子分子
平面三角 形，如HCHO、BF3
体结
三角锥
形，如NH3
构
五原子分子——— 最常见的是正四面体 形，如CH
4
★☆★通过填表，你能发现什么问题？
探究：同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间
结构却不同，同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子 的空间结构也不同，什么原因？
: : : : : :
H 2O
NH3
中心存在孤对电子 3 107°
2
105°
V形
三角锥形
二、价层电子对互斥模型
（VSEPR模型）
1、内容：中心原子价电子层电子对（包括＿＿ 成键（ σ键） ＿ 电子对和 未成键 的孤对电子对） 的互相 排斥 作用，使分子的几何构型总是采 取电子对相互 排斥最小 的那种构型，即分子 尽可能采取对称的空间构型。
无孤对电子 CH2O CH4 H2O NH3
AB3 平面三角形 AB4 AB2 AB3 正四面体 V形 三角锥形
有孤对电子
应用反馈:
化学式 HCN 中心原子 孤对电子数 中心原子结 合的原子数 空间构型 直线形
三角锥形
SO32NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+
分子的立体构型
［知识要点］一、常见多原子分子的立体结构：（原子数目相同的分子的立体结构不一定相同）CH4 NH3 CH2O CO HbO原子数目化学式分子结构键角中心原子3CO直线形180°无孤对电子fO V形105°有孤对电子4CHO平面三角形120°无孤对电子NH三角锥形107°有孤对电子5CH正四面体形109° 28' 无孤对电子【小结】同为三原子分子或四原子分子，分子的空间构型不同。
所以多原子分子的立体结构不但与所连原子数目有关，还与其他因素（比如中心原子是否有孤对电子及孤对电子的数目）有关二、价层电子对互斥模型：（用中心原子是否有孤对电子及孤对电子的数目，预测分子的立体结构）价层电子对互斥模型认为分子的立体结构是由于分子中的价电子对（成键电子对和孤对电子对）相互排斥的结果。
中心原子价层电子对（包括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型这种模型把分子分为两类：1、中心原子上的价电子都用于形成共价键（中心原子无孤对电子）中心原子无孤对电子，分子中存在成键电子对与成键电子对间的相互排斥，且作用力相同，分子的空间构型以中心原子为中心呈对称分布。
如CO、CHO CH、HCN等分子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测：ABn立体结构范例n=2直线形COn=3平面三角形CHOn=4正四面体形CH42、中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。
中心原子上有孤对电子，分子中存在成键电子对与成键电子对间的相互排斥、成键电子对与孤对电子对间的相互排斥、孤对电子对与孤对电子对间的相互排斥。
孤对电子要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，使分子呈现不同的立体构型如H2O和NH,中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，中心原子周围的S键+孤对电子数=4,所以NH与H2O的VSEPF理想模型都是四面体形。
分子的立体结构
2、用价层电子对互斥理论推测下列分子的空 间构型： （1）BeCl2 (2)NH3 (3)H2O (4)PCl3 (1)直线形（2）三角锥形（3）V形（4）三角形
3、在BF3、BeF3分子中B、Be原子各用哪几个 原子轨道杂化？形成什么类型的杂化轨道？
B原子参与杂化的原子轨道是一个2s和两个2p, 形成三个sp2杂化轨道；Be原子参与杂化的原子 轨道是一个2s和一个2p，形成两个sp杂化轨道。
sp杂化
sp2杂化
sp杂化和sp2杂化
sp3杂化
5、几种常见分子的中心原子的杂化轨道 类型 sp杂化： BeCl2、CO2 sp2杂化： CH2O、SO2 sp3杂化： NH3、NH4-、H2O
6、杂化轨道只用于形成键或者用来容纳未参与 成键的孤对电子，未参与杂化的p轨道，可用于 形成键。
1、配位键：
在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键 是由水分子提供孤对电子对给予铜离子，铜离子接 受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予与 接受键”被称为配位键。
2、配位化合物： 金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为 配位体）以配位键结合形成的化合物。
向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水， 首先形成难溶物，继续添加氨水难溶物 溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入 极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深 蓝色晶体。
2、鲍林的“杂化轨道”理论的主要内容是：
当原子形成分子时，它的电子轨道因为受到 其它原子的影响会有所改变，可以把原来的 不同轨道混合起来，组成新的轨道，使其成 键能力增强，从而使所形成的分子更稳定。
3、杂化轨道的过程
杂化轨道认为在形成分子时，通常在激发、杂化和 轨道重叠等过程。如CH4分子的形成过程：碳原子 2s轨道中1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，这 个过程称为激发，但此时各个轨道的能量并不完全 相同，于是1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来， 形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道，然后 4个sp3杂化轨道上的电子间相互排斥，使四个杂化 轨道指向空间距离最远的正四面体的四个顶点，碳 原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道形 成4个相同的键，从而形成CH4分子。由于C－H键 完全相同，所以形成的CH4分子为正四面体形，键 角是109°28’。
化学分子结构与物质性质
分子结构与物质性质【德智助学】1.分子的立体结构2.分子的性质3.化学键（离子键、共价键），配位键，金属键4.8电子稳定结构【知识梳理】考试要点一、分子的立体结构1．价层电子对互斥模型（1）当A的价电子全部参与成键时，价层电子对间的相互排斥使得键角最大，据此可以直接推测分子的空间构型。
（2）当A上有孤电子对时，孤电子对要占据一定的空间，并参与电子对间的排斥，使得各电子对间的夹角最大，据此可推测出分子的VSEPR模型，去除孤电子对后即得分子的立体结构。
（3）中心原子的杂化及价层电子对互斥模型。
2．杂化轨道理论杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。
杂化前后轨道总数不变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在的平面垂直，可用来形成π键。
3．中心原子杂化轨道数、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系（1）杂化轨道数＝中心原子的孤对电子数＋中心原子键合原子数。
（2）杂化轨道的形状：2个sp杂化轨道呈直线形，3个sp2杂化轨道呈平面三角形，4个sp3杂化轨道呈正四面体型。
二、分子的性质1．分子的极性（1）分子极性是分子中化学键极性的向量和。
只含非极性键的分子一定是非极性分子（O3除外），只含极性键的分子不一定是极性分子，极性分子中必然含有极性键（O3除外）。
（2）分子中正、负电荷中心重合的是非极性分子，正、负电荷中心不重合的是极性分子。
在极性分子中，某一个部分呈正电性（δ+），另一部分呈负电性（δ－）。
（3）对于AB n型分子，根据VSEPR模型，若中心原子核外最外层没有孤对电子（即化合价的绝对值等于主族序数），该分子一般是非极性分子，否则是极性分子。
2．分子间作用力对物质性质的影响（1）范德华(Van der Waals)力：范德华力是普遍存在于分子间的作用力，其强度比化学键弱，对物质的熔点、沸点和硬度有影响，范德华力越大，熔、沸点越高，硬度越大。
一般来讲，具有相似空间构型的分子，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。
第二节 分子的立体构型
图2−8
CO2 和 H2O 的立体构型
三原子分子的立体构型有直线型和V型两种，
如图所示 CO2 呈直线型，而 H2O 呈 V 型，两个
H—O 键的键角为105 °。
图2−9
CH2O 和 NH3 的立体构型
大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种立 体结构。例如，甲醛（CH2O）分子呈平面三角形，键角 约120 °；氨分子呈三角锥形，键角107 °。
第 二 章 分子 结 构 与 性 质
第二节 分子的立体构型
授课人：蔡忠兰 洪湖市州陵高级中学
H2O
CH4
C2H4
CH3COCH3
CO(NH2)2
C8H8
CO
C6H6
CH3COOCH3
碳纳米管
氨基酸
CH3OH
CH3OCH3
CH2OHCH2OH
O2
CH3CH2OH
苯并噻吩
丙三醇
CH3COOH
表 2−4
分子或离子 SO2 NH4
几种分子或离子的中心原子上的孤电子对数
中心原子 S N C a 6 5−1=4 4+2=6 x 2 4 3 b 2 1 2 中心原子上的孤电子对数 1 0 0
2CO3
思考与交流：教材 P38
1、以 S 和 P为例，说明如何根据主族元素在周期表 中的位置确定它的价电子数。 2、以 N 和 Cl 为例，说明如何根据主族元素在周期 表中的位置确定它最多能接受的电子数。
CH3CH2Cl
吡啶
四氢呋喃
二恶烷
环氧乙烷
呋喃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O2的晶体结构
环己烷【椅式】
葡萄糖
甲烷水合物
C60模型
2.2分子的立体结构
迁 移与应 用
运用价层电子对互斥理论确定下列分子或离子的 VSEPR 模型和 立体构型
分子 σ 键电子 中心原 子的孤 VSEPR 模型 分子或 离子的 结 构
对数
电子对数
名称
空间构型
式
BeCl2 SCl2 BF3 PF3 NH4+ SO32-
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答案:
分子 BeCl2
σ 键电 子对数
答案:CO2 与 CS2,H2O 与 H2S,NH3 与 PH3,CH4 与 SiH4 的结构相似 。
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2.价层电子 对互斥 模型 (1)概述 价层电子 对互斥 理论认 为,分 子的立 体构型 是“价层 电子对” 相互排
斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对,包括 σ 键电 子对和中 心原子 上的孤 电子对 。
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预习导引
1 .杂化轨道 理论简 介 (1 )用杂 化轨道 理论解 释甲烷 分子的 形成 在形成 CH4 分子时,碳原子的一个 2s 轨道和三个 2p 轨道发生混杂, 形成四个能量相等的 sp3 杂化轨道。四个 sp3 杂化轨道分别与四个 H 原子的 1s 轨道重叠成键形成 CH4 分子,所以四个 C—H 键是等同的。 可表示为 :
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3.对于 ABm 型分子空间构型确定的一般步骤为: (1)确定中心原子(A)的价层电子对数。 (2)根据计算结果找出理想的 VSEPR 模型。 (3)略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间,剩下的便 是分子的立体构型。
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1 .下列分子 或离子 中,不 含孤电 子对的 是(
再如白磷(P4)分子为正四面体形,如图 2 所示。
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问题导学
高中化学分子立体结构知识点讲解
高中化学分子立体结构知识点讲解高中化学对于大多数同学来说都是一门难学的功课。
不仅化学方程式需要记忆，还要记忆各种化学物质的性质及化学反应现象，更别说计算了。
一、常见分子的空间构型1.双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、N2等。
2.三原子分子有直线形，如CO2、CS2等;还有“V”形，如H2O、H2S、SO2等。
3.四原子分子有平面三角形，如BF3、BCl3、CH2O等;有三角锥形，如NH3、PH3等;也有正四面体，如P4。
4.五原子分子有正四面体，如CH4、CCl4等，也有不规则四面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
二、价层电子对互斥模型1.理论模型分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。
2.价电子对之间的斥力(1)电子对之间的夹角越小，排斥力越大。
(2)由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云比较紧缩，而孤对电子只受到中心原子的吸引，电子云比较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对之间斥力大小如下：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子>成键电子-成键电子(3)由于三键、双键比单键包含的电子数多，所以其斥力大小次序为三键>双键>单键。
3.价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。
(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致;(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。
4.用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型具体步骤：(1)确定中心原子A价层电子对数目中心原子A的价电子数与配体X提供共用的电子数之和的一半，即中心原子A价层电子对数目。
计算时注意：氧族元素原子作为配位原子时，可认为不提供电子，但作中心原子时可认为它提供所有的6个价电子。
选修三第二节分子立体构型
均为正四面体
因孤电子对数不同故...
思考：为什么实际分子构型中键角不同？
V排SEP斥R模力型立：体结孤构 电子对-孤电子对>孤电子对-成
键电子对>成键电子优对化-成指键导电P子25对
本节内容小结：优化指导P27 作业：教材P39思考与交流
价层电子 VSEPR模型 实际的
分子或离子 对数
的立体结构 立体结
平面三角型
同为四原子分子，HCHO或BF3与
NH3 分子的空间结构也不同，什么原因？
价层电子对互斥理论可以用来解释 或预测分子的立体结构。
二、价层电子对互斥理论（教材P37） 1、分子的立体结构是“价层电子对”相互的排结斥果。
2、价层电子对指 分子中的中心原子上的电子对 ， 包括 (σ键电子对+中心原子上的孤。电子对)
孤电子对数为 0，价层电子对数为 4 。
2）VSEPR模型
3）实际的立体构型
教材P44~1 价层电子对数=σ键电子对数
（与中心原子结合的原子数）
分子或离 子
中心原子 上孤电子 对数
σ键电 价层电 VSEP 实际的 子对数 子对数 R模型 立体结
的立体 构 结构
SO2
1
CO2
0
CO32-
0
SO32NH3
21
NH4+
N 5-1=4 4
10
CO32-
C 4+2=6 3
2
0
CO2
C
42
20
SO42-
S 6+2=8 4
20
价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对
分子或离 子
BF3 NH3 SO32H3O+
分子的立体构型
第二节 分子的立体构型第1课时一、形形色色的分子大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中的原子的空间关系问题，这就是所谓“分子的立体结构”。
例如，三原子分子的立体结构有直线形和V 形两种。
如C02分子呈直线形，而H 20分子呈V 形，两个H —O 键的键角为105°。
三原子分子立体结构：有直线形C02 、CS 2等，V 形如H 2O 、S02等。
大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种立体结构。
例如，甲醛(CH 20)分子呈平面三角形，键角约120°；氨分子呈三角锥形，键角107°。
四原子分子立体结构：平面三角形：如甲醛(CH 20)分子等，三角锥形：如氨分子等。
五原子分子的可能立体结构更多，最常见的是正四面体形，如甲烷分子的立体结构是正四面体形，键角为109°28。
五原子分子立体结构：正四面体形如甲烷、P 4等。
[讲] 此形形色色的分子世界分子的空间结构我们看不见，那么科学家是怎样测定的呢？科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢?早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。
所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。
当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。
通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。
分子中原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。
所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。
当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。
通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，结合这些信息，可分析出分子的立体结构。
选修三第二节分子立体构型
3、 σ键电子对数依据
分子式 确定。
H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对 NH3中的中心原子为N，N有3对σ键电子对 CO2中的中心原子为C，C有2对σ键电子对
4、中心原子上的孤对电子数的确定方法：
中心原子的价电子数 1 中心原子上的孤电子对数＝ 2 (a-xb) 与中心原子结合的原子数 （即σ键电子对数）
形形色色的分子
C60
C20
C40
C70
那么分子结构又是怎么测定的呢 科学视野—（指导阅读P37） 测定分子结构的现代仪器之一 ——红外光谱仪
测分子体结构：红外光谱仪→呈现的吸收峰 →分析分子立体构型。
确定化学键及官能团的 种类及数目
直线型
V型
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的
空间结构不同，什么原因？
C：2s22p2
2s
2p
激发
2p
2s
sp3
sp 杂化
3
由1个s轨道和3个p轨道混杂并重新组合成4个能量与形状 完全相同的轨道。我们把这种轨道称之为 sp3杂化轨道
。
为了四个杂化轨道在空间尽可能远离，使轨道间的 排斥最小，4个杂化轨道的伸展方向成什么立体构型?
sp杂化轨道的形成过程
z z 180° z z
例如： Sp2 杂化 —— BF3分子的形成
F
B
F
F
B： 1s22s22p1没有3个成单电 子 2p
2s
激发
2s
sp2
2p
sp2杂化
形成3个P— Sp2 σ键
sp3杂化轨道的形成过程
z z z 109°28′ y x x s 轨道与3个p 轨道进行的杂化, 形成4个sp3 杂化轨道。 每个sp3杂化轨道的形状也为一头大，一头小， 含有 1/4 s 轨道和 3/4 p 轨道的成分 每两个轨道间的夹角为109.5°， 空间构型为正四面体型
化学选修三第二章第二节分子的立体构型
化学选修三第二章第二节分子的立体构型2选修三第二章第2节 分子的立体构型 第2节 分子的立体构型一、常见分子的空间构型1.双原子分子都是直线形，如：HCl 、NO 、O 2、N 2 等。
2.三原子分子有直线形，如CO 2、CS 2等；还有“V ”形，如H 2O 、H 2S 、SO 2等。
3.四原子分子有平面三角形，如BF 3、BCl 3、CH 2O 等； 有三角锥形，如NH 3、PH 3等； 也有正四面体，如P 4。
4.五原子分子有正四面体，如CH 4、CCl 4等，也有不规则四面体，如CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3。
另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。
二、价层电子对互斥理论（Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory ）简称VSEPR 适用AD m 型分子1、理论模型分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间构型。
2、用价层电子对互斥理论推断分子或离子的空间构型的一般步骤： (1)确定中心原子A 价层电子对数目 法1．经验总结中心原子的价层电子对数=21（中心离子价电子数+配对原子提供电子总数）对于AB m 型分子(A 为中心原子，B 为配位原子)，计算方法如下： n ＝中心原子的价电子数＋每个配位原子提供的价电子数×m 2注意：①氧族元素的氧做中心时：价电子数为 6, 如 H 2O ，H 2S ；做配体时:提供电子数为 0，如在 CO 2中。
②如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。
如PO -34中P 原子价层电子数5+（0×4）+3 = 8；NH +4 中N 原子的价层电子数5+（1×4）－1 = 8。
③结果为单电子时视作有一个电子对。
例：IF 5 价层电子对数为21[7+（5×1）] = 6对 正八面体（初步判断）N H +4 价层电子对数为21[5+（4×1）－1] = 4对 正四面体 PO -34 价层电子对数为21[5+（0×4）+3] = 4对 正四面体 NO 2 价层电子对数为21[5+0] = 2.5−→−3对 平面三角形 法2. 确定中心原子A 价层电子对数目-----普遍规则中心原子A 价层电子对数目=成键电子对数+孤对电子数 (VP = BP + LP )VP是价层电子对，BP是成键电子对（BOND ），LP是孤对电子对（LONE PAIR）VP = BP + LP =与中心原子成键的原子数+中心原子的孤对电子对数LP=配位原子数+LPLp =21(中心原子价电子数—配位原子未成对电子数之和)IF5Lp =21[7－(5×1)] = 1 构型由八面体−→−四方锥NH+4Lp =21[（5－1）－（4×1）] = 0 正四面体PO-34Lp =21[（5+3）－（4×2）] = 0 正四面体SO-24Lp =21[（6+2）－（4×2）] = 0 正四面体NO2Lp =21[5－（2×2）] =21−→− 1 构型由三角形−→−V形SO-23Lp =21[（6+2）－（3×2）] = 1 构型由四面体−→−三角锥法3：由Lewis结构式或结构式直接写出，双键、三键都是1对电子PClClClClCl PCl Cl ClPClClClCl+ClPClClClClCl-ClClClCl+ClPClClClClCl-VP: 5 4 4 6 4(2)价层电子对数目23456价层电子对构型直线形三角形四面体三角双锥八面体(3)价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。
分子的立体结构
银氨溶液的配制 AgOH↓ Ag++ NH3·H2O = AgOH↓+ NH4+ 白色沉淀 AgOH+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++ OH-+2H2O 二氨合银离子 Fe3+的检验 Fe3+ + SCN- = [Fe(SCN) ]2+ 血红色 黄色 (n=1Fe3+ + nSCN- = [Fe(SCN)n ]3-n (n=1-6) 冰晶石(六氟合铝酸钠) 冰晶石(六氟合铝酸钠)：Na3[AlF6] 黄血盐： 黄血盐：K4[Fe(CN)6] 赤盐： 赤盐：K３[Fe(CN)6]
金属阳离子/ 金属阳离子/过渡金属原 子/高价态非金属元素
中心原子/离子 中心原子/
注意： 注意：配位共价键和正常共价键只是在形成过程上 存在不同，一旦形成之后两者是完全等价的。 存在不同，一旦形成之后两者是完全等价的。
配位物：通常把金属离子（或原子）与某些分子或 配位物：通常把金属离子（或原子） 离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物， 离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物， 简称配合物。 简称配合物。 常见的配合物： 常见的配合物： [Cu(H2O)4]2+ 四水合铜离子 2+ H 2O ↓ H2O→Cu←OH2 ↑ H 2O 天蓝色
马桥中学
刘于侯
一、形形色色的分子 化学式 CO2 结构式 比例模型 球棍模型 立体构型 直线形
H2O
V形 形
CH2OLeabharlann 三角形化学式 NH3
结构式
比例模型
球棍模型
立体构型 三角锥形
CH4 正四面体 C2H4 平面四边 形 思考：根据以上分子的立体构型，推测CS 思考：根据以上分子的立体构型，推测CS2、H2S、PH3、 PCl3、 CCl4 、SiH4、 COCl2分子的立体构型。 分子的立体构型。
《分子立体结构》课件
3
动力学与热力学关系
动力学参数可以推算热力学参数，反之亦然。
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生物大分子研究
分子光谱技术可以用于研究生物大 分子的结构和功能，对于药物研发 和生命科学等领域的发展具有推动 作用。
05
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分子的电子结构与性质
分子轨道理论
分子轨道理论的基本概念
分子轨道理论是一种描述分子中电子行为的量子力学理论。它认为分子中的电子是在一系列的分子轨道上运动，这些 轨道是分子所有电子的能量状态。
在特定的方向上进行排列。因此，不同的取代基排列方式会导致分子具
有不同的立体结构。
对映异构
对映异构
由于手性碳原子的存在，使得分子具有手性，从而产生对映异构体。
总结词
对映异构是由于手性碳原子的存在，导致分子具有手性，从而产生对映异构体。
详细描述
在分子中，如果存在手性碳原子，则该分子具有手性。手性碳原子是指连接了四个不同基 团的碳原子。由于手性碳原子的存在，使得分子可以存在两种不同的立体结构，即对映异 构体。
共价键合特点
具有方向性和饱和性，能 够形成稳定的分子结构。
共价键合类型
包括单键、双键和三键等 类型，不同类型的共价键 合具有不同的性质和稳定 性。
分子几何构型
分子几何构型定义
分子中原子或基团的空间排列方式。
分子几何构型分类
包括直线型、平面三角形、四面体等类型，不同类型的分子几何构 型具有不同的性质和稳定性。
构象异构
要点一
构象异构
由于单键的旋转，使得分子中的原子 或基团在空间上产生不同的排列方式 ，从而产生不同的立体结构。
要点二
总结词
构象异构是由于单键的旋转，导致分 子中的原子或基团在空间上产生不同 的排列方式，从而产生不同的立体结 构。