【人教版化学】《分子的空间结构》优质课件1

正误判断
1.分子结构的测定 许多现代仪器和方法可测定分子结构,如红外光谱、晶体X射线衍 射等。红外光谱可以测定分子中含有哪些化学键或官能团。 2.多样的分子空间结构 (1)三原子分子的空间结构——直线形和V形。
电子式 结构式
CO2 H2O
··O······C····O···· O C O
··
H··O····H
实例
CO2、C2H2
sp2 1个s轨道和 2个p轨道 3 120° 平面三角形 BF3、CH2O
sp3 1个s轨道和 3个p轨道 4 109°28' 正四面体形 CH4、CCl4
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正误判断
课前篇素养初探
【微思考2】举例说明,中心原子采取sp3杂化的分子的空间结构是 否都是正四面体形。
() 5.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子,其空间结构都是正四 面体形。( ) 6.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。 () 答案:1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.×
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探究1
探究2
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利用价层电子对互斥理论判断分子的空间结构
H3O+
分子或离子 的空间结构
分子或离子的 空间结构名称
三角锥形
SO2
V形
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课前篇素养初探
【微思考1】根据价层电子对互斥理论得到的VSEPR模型,就是分 子的实际空间结构吗? 提示:不完全是。VSEPR模型是按分子中价层电子对数进行判断的, 但是有些分子中的部分价层电子对未形成化学键(孤电子对),而分 子的空间结构是忽略孤电子对后的形状。
问题探究
ABm型分子或离子的价层电子对数
n=A
原子的价电子数+B
原子提供的价电子总数±电荷数。利用上式计算
2
A
原子价
层电子对数时,需注意:
(1)氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子,作为配位原 子B时不提供价电子。 (2)卤素原子作为中心原子A时提供7个价电子,作为配位原子B时提 供1个价电子。 (3)若为分子,电荷数为0;若为阳离子,则减去电荷数,如 NH4+,n=5+12×4-1=4;若为阴离子,则加上电荷数,如 SO42-,n=6+22=4。
正误判断
(2)VSEPR模型的两种类型。 ①中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子。
ABn
n=2
n=3
n=4
价层电子
对数
2
3
4
电子对 排布方式
空间结构 名称 键角 实例
直线形
180° CO2
平面三角形
120° BF3
正四面体形
109°28' CH4
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②中心原子上有孤电子对的分子:对于中心原子上有孤电子对(未
PF3
价层电 子对数 2 4 4 4
成键电 子对数 2 2 3 3
孤电 子对数 0 2 1 1
空间结构
直线形 V形 三角锥形 三角锥形
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利用杂化轨道理论解释分子的空间结构 问题探究 在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些能量相近的原子 轨道发生混杂,重新组合成一组新的轨道的过程,叫做轨道的杂化 (双原子分子中,不存在杂化过程)。例如sp杂化、sp2杂化的过程如 下:
B.C．O2 1 D.S．O3 2
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解析:
分子式
CH4 CO2 BF3 SO3
中心原子的 σ 键电子对数 4 2 3 3
中心原子的 孤电子对数 12(4-4×1)=0 12(4-2×2)=0 12(3-3×1)=0 1(6-3×2)=0
2
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中心原子的 价层电子对数 4 2 3 3
提示:不是。CH4、NH3、H2O分子中的中心原子都是sp3杂化,CH4 是正四面体形,NH3是三角锥形,H2O是角形(或V形)。
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1.价电子对之间的夹角越小,排斥力越小。 ( ) 2.NH3分子的VSEPR模型与分子空间结构不一致。( ) 3.五原子分子的空间结构都是正四面体形。( ) 4.杂化轨道与参与杂化的原子轨道的数目相同,但能量不同。
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深化拓展 1.利用VSEPR模型确定粒子空间结构的步骤 中心原子价层电子对数n=σ键电子对数+ (a-xb)。
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分子的空间结构——略去中心原子孤电子对后的空间结构。
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2.中心原子价层电子对数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ计算
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(1)a表示中心原子的价电子数。 对主族元素,a=最外层电子数; 对于阳离子,a=价电子数-离子电荷数; 对于阴离子,a=价电子数+|离子电荷数|。 (2)x表示与中心原子结合的原子数。 (3)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。
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变式训练1-2运用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间 结构。
(1)BeCl2
;
(2)SCl2
;
(3) SO32-
;
(4)PF3
。
答案:(1)直线形 (2)V形
(3)三角锥形
(4)三角锥形
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解析: 分子或 离子 BeCl2 SCl2
第二节 分子的空间结构
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1.认识物质的空间结构可以借助某些实验手段,通过这些手段 所获得的信息为建立物质结构模型或相关理论解释提供支撑。 素养 2.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 目标 理论和模型进行解释和预测。培养证据推理与模型认知的核 心素养。
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2.2 分子的空间结构 课件-【新教材】人教版（2019）高中 化学选 择性必 修2(共 46张PPT)ppt 课件部 编版课 件统编 版课件 优秀课 件
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用于形成共价键的电子对)的分子,中心原子上的孤电子对也要占
据中心原子周围的空间,并互相排斥使分子呈现不同的空间结构。
化学式
含孤电子对的 VSEPR 模型
分子或离子 的空间结构
分子或离子的 空间结构名称
H2O
V形
NH3 HCN
三角锥形 直线形
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化学式
含孤电子对的 VSEPR 模型
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4.杂化轨道理论简介 (1)原子轨道杂化与杂化轨道。
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(2)杂化轨道类型及分子的空间结构。
杂化类型
sp
参与杂化的原 1个s轨道和
子轨道及数目 1个p轨道
杂化轨道的数目 2
杂化轨道间的夹角 180°
空间结构名称 直线形
别是怎样的?
提示:NF3的价层电子对数=
5+1×3 2
=4,价层电子对空间结构为四
面体形,分子空间结构为三角锥形。
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(3)通过(1)、(2)两例分析,价层电子对的空间结构与分子的空间结 构一定相同吗?二者之间有何关系? 提示:价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一致。分子 的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对(未用 于形成共价键的电子对)。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。
键角
分子的空间结构模型 空间充 球棍 填模型 模型
空间 结构
180°
直线形
105°
V形
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(2)四原子分子的空间结构——平面三角形和三角锥形。
电子式 结构式
CH2O NH3
····O····
H··C ··H
·H·
H··N···· H
分子的空间
键角
结构模型 空间充 球棍
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(1)根据上述信息分析BCl3的价层电子对数、价层电子对空间结构
及分子空间结构。
提示:BCl3的价层电子对数=
3
+
1 2
×
3
=3,价层电子对空间结构为平面
三角形,分子空间结构为平面三角形。
(2)NF3的价层电子对数、价层电子对空间结构、分子空间结构分
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3.价层电子对互斥模型 (1)价层电子对互斥理论。 价层电子对互斥模型认为,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。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,多重键只计其中σ键的电子对,不计π键 电子对。
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规律总结 确定分子空间结构的步骤:σ 键电子对数+孤电子对数=价
层电子对数 结构。
VSEPR 模型
分子空间
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变式训练1-1下列微粒的价层电子对数正确的是(加“·”的原子为中 心原子)( )
A.C．H4 4 C.B．F3 2 答案:A
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1.CO2分子中的键角为180°,是一种直线形分子;H2O是一种V形(或 称角形)分子。NH3的空间结构是三角锥形,CH4分子中C—H键之 间的键角是109°28',分子空间结构是正四面体形。
2.共价键的键参数与分子空间结构有关的是键长、键角。
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2.2 分子的空间结构 课件-【新教材】人教版（2019）高中 化学选 择性必 修2(共 46张PPT)ppt 课件部 编版课 件统编 版课件 优秀课 件
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(3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的空间结构。 提示:N原子的价电子排布式为2s22p3,在形成NH3分子的过程中,N原 子的1个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中3个
分子式
H2Se
中心原子含有的孤电子对数 2
BBr3 0
CHCl3 SiF4
0
0
中心原子的σ键电子对数 2
3
4
4
中心原子的价 层电子对数
4
3
4
4
H2Se略去两对孤电子对,分子空间结构为V形,BBr3为平面三角 形,CHCl3分子中由于氢原子和氯原子不同,空间结构不是正四面体 形,SiF4为正四面体形。
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素能应用
典例1用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构:
(1)H2Se
;(2)BBr3
;(3)CHCl3
;(4)SiF4
。
答案:(1)V形
(2)平面三角形
(3)四面体形
(4)正四面体形
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解析:根据原子的最外层电子排布,可以判断出各分子中心原子含 有的孤电子对数。
杂化轨道中各有1个未成对电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,
另1个杂化轨道中是成对电子,未与H原子形成共价键,4个sp3杂化轨
道在空间构成正四面体形;NH3分子中,由于N原子上的孤电子对的 排斥作用,使3个N—H键的键角变小,成为三角锥形的空间结构。
O原子的价电子排布式为2s22p4,在形成H2O分子的过程中,O原子的1 个2s轨道和3个2p轨道经杂化后形成4个sp3杂化轨道,其中2个杂化
填模型 模型
120°
107°
空间 结构
平面三角形
三角锥形
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(3)五原子分子的空间结构——正四面体形。
电子式 结构式 键角
分子的空间 结构模型 空间充 球棍 填模型 模型
H
··
CH4 H··C····H H
109°28'
空间 结构
正四面体形
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轨道中各有1个未成对电子,分别与H原子的1s轨道形成共价键,另2
个杂化轨道中是成对电子,未与H原子形成共价键;4个sp3杂化轨道
在空间构成正四面体形,但由于2对孤电子对的排斥作用,使2个O—
H键的键角变得更小,使H2O分子成为V形的空间结构。
2.2 分子的空间结构 课件-【新教材】人教版（2019）高中 化学选 择性必 修2(共 46张PPT)ppt 课件部 编版课 件统编 版课件 优秀课 件
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探究1
探究2
素养脉络
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问题思考: (1)观察上述杂化过程,分析原子轨道杂化后,数量和能量有什么变 化? 提示:杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。s轨 道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化轨道的能量相同。 (2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道? 提示:不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s轨道 与3p轨道不在同一能层,能量相差较大。