分子的立体结构(第一课时)

O2
HCl
3
一、形形色色的分子
H2O
CO2
4
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
5
CH4
CH3CH2OH CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH6
C60
C20
C40
C70 7
8
9
分子的空间结构我们看不见，那么科学家 是怎样测定的呢？
测分子立体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。 10
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结 构却不同，什么原因？
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体构型
（第一课时）
1
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 键长 键角
衡量化学键稳定性
描述分子的立体 结构的重要因素
2
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。
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的 立体结构问题。
直线形 V形
11
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
12
• 二、价层电子对互斥理论(VSEPR) • 分子中的价层电子对(包括σ键电子对 和
中心原子上的孤电子对 )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。电子对之 间的夹角越大，排斥力 越小 。
25
价层 电子 对数
目
价层电 子对的 空间构
型
成键 孤电 电子 子对 对数 数
电子对 的排列
方式
分子 的空 间构
型
实例
40
四面 CH4、 体形 CCl4
四面体
4
形
31
三角 NH3、 锥形 PCl3
22
V形
H2O
26
• 利用上表判断分子几何构型时注意： • ①如果在价层电子对中出现孤电子对时，价层电子对
应用反馈:
中心原子 孤对电子数
中心原子结合的原 子数
空间构型
0
2
直线形
1
2
V形
2
2
V形
0
3
平面三角形
1
3
三角锥形
0
4
正四面体
0
4
四面体
0
4
正四面体
31
• 练习：用价层电子对互斥模型判断下列分子或离子的构型。
• (1)CS2________ ， (2)NH2 － ________ ， (3)CHCl3________ ， (4)BF3________，(5)PH3________。
中心原子 H2O
2
AB2
V形
有孤对电子 NH3
3
AB3 三角锥1形8
中心原子价电 子都用于形成 共价键,不含
孤对电子
中心原子有 孤对电子
直线型 BeCl2, HgCl2
平面三角型 BF3, BCl3
四面体 (CH4,CCl4,NH4+) 三角锥 (NH3，H3O+)
V型 H2O，H2S
19
20
• 用价层电子对互斥理论确定分子或离子空间构 型的方法
• (1)确定中心原子A价层电子对数目
价层电子对=δ的电子对数+中心原子 的孤对电子数
21
中心原子上的孤电子对数的确定方法：
中心原子上的孤电子对数=1/2（a-xb） a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合 的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接 受的电子数。
对于阳离子来说，a为中心原子的价电子数 减去离子的电荷数。
目 空间构型 对数 数
电子对 的排列 方式
分子的
空间构 型
实例
2
直线形 2
0
直线形 BeCl2、 CO2
24
价层 电子 对数 目
价层 电子 对的 空间 构型
成键 电子 对数
孤 电 子 对 数
电子对 的排列
方式
分子 的空 间构
型
实例
3
三角 形
3
0
21
三角 BF3、 形 SO3
V形
SnBr2、 PbCl2
27
• 用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体构型：
28
解析： ①HCN的分子结构中有C≡N，可将三键看作 一对电子，根据VSEPR理论，分子应为直线形结构， VSEPR模型为：
②NH4＋结构中具有4对成键电子，且都是完全等同的 N—H键，应向正四面体的四个顶点方向伸展才能使相互间 的斥力最小，VSEPR模型与CH4类似：
对于阴离子来说，a为中心原子的价电子数 加上离子的电荷数。
22
• (2)确定价层电子对的空间构型
• 由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽 可能地相互远离。于是价层电子对的空间构型与价层 电子对数目的关系如下表所示：
价层电子对数目 价层电子对构型
2
直线形
3
三角形
4
四面体形
5
三角双锥形
6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
八面体形
空间构型还与下列斥力顺序有关：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。因此价层电子对空间构型为三角形和四面体形时， 孤电子对的存在会改变成键电子对的分布空间。所以 SnBr2的键角应小于120°，NH3、H2O分子的键角应 小于109°28′。 • ②对于分子中有双键、三键等多重键时，使用价层电 子对理论判断其分子构型时，双键的两对电子和三键 的三对电子只能作为一对电子来处理，或者说在确定 中心原子的价层电子对总数时不包括π电子。
29
③H3O＋中含有孤电子对，结构与NH3相似，是三角锥
形结构，VSEPR模型为：
。
④BF3分子中B原子的价电子为3，完全成键，没有孤电
子对，应为平面三角形分子。VSEPR模型为：
。
• 答案： ①直线形 ②正四面体形 ③三角锥 形 ④平面三角形
30
化学式
HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+
13
• 2．价层电子对的确定方法
价层电子对=δ的电子对数+中心原子 的孤对电子数
14
• 价层电子对互斥理论判断分子空间构型 • (1)中心原子的价电子都参与成键的分子
价层电 电子对排布方
子对数
式
空间 构型
键角
范例
n＝2
2
直线形
180° CO2、BeCl2、CS2
n＝3
3
平面三角 120°
形
CH2O、BF3
• 这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的空间 构型。
23
• (3)分子空间构型的确定
• 价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层 电子对的总数减去成键电子对数，得孤电子对数。 根据成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应 的较稳定的分子几何构型，如下表所示：
价层电 价层电 成键 孤电 子对数 子对的 电子 子对
n＝4
4
正四面体 109°
形
28′
CH4、CCl4
15
• (2)中心原子上有孤电子对的分子 • (2)中心原子上有孤电子对的分子
16
17
即:
代表 中心原子 物 结合的原子数
CO2
2
中心原子 CH2O
3
无孤对电子 CH4
4
PCl5
5
SF6
6
分子 类型
空间构型
AB2 直线形
AB3 平面三角形
AB4 正四面体 AB5 三角双锥形 AB6 正八面体