《分子的立体结构》

H2O
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CO2
3
３、四原子分子立体结构（直线形、平面三 角形、三角锥形、正四面体）
（平面三角形，三角锥形）
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P整理课件
4
4
４、五原子分子立体结构 最常见的是正四面体
CH4
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5
5、其它：
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C H 整8理课件8
CH3OH6
第二章 分子结构与性质 第二节分子的立体结构
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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
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
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2
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线型）
O2
HCl
2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
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11
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
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12
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？
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直线形 V形
13
思考:
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？
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平面三角形
三角锥形
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二、价层电子对互斥模型
碳原子:
为了解决这一矛盾，鲍整林理课提件 出了杂化轨道理论25 ，
杂化轨道理论
• 杂化：原子内部能量相近的原子轨道， 在外界条件影响下重新组合的过程叫 原子轨道的杂化
• 杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成 的一组新轨道
• 杂化轨道类型：sp、sp2、sp3、sp3d2
• 杂化结果：重新分配能量和空间方向， 组成数目相等成键能力更强的原子轨 道
1、一类是中心原子上的价电子都用于形成共
价键，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原 子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子
数n来预测，概括如下：
ABn 立体结构
范例
n=2 直线形
CO2、 CS2
n=3 平面三角形 CH2O、BF3
n=4 正四面体形 CH4、 CCl4
n=5 三角双锥形
PCl5
三角双锥形
三角锥形 平面三角形 正四面体
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24
值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子 的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲 烷中四个 C---H的键长、键能相同及H—C —H的键角为109
28′。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C — H
单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个 相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子 的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。
应用反馈:
中心原子 中心原子结 孤对电子数 合的原子数
0
2
1
2
2
2
0
3
1
3
0
4
0
4
0
4
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空间构型
直线形 V形 V形
平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体 正四面体
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课堂练习
• 1.下列物质中，分子的立体结构与水分子
相似的是
（B ）
• A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
• 2.下列分子的立体结构，其中属于直线型
n=6 正八面体形
SCl6
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分子 电子式
: :
CO2
:O::C::O:
结构式
O=C=O
中心原子 有无孤对电子
空间结构
无 直线形
=
:O: :
CH2O
: H:C :H
O H-C-H
无 平面 三角形
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:: --
CH4
H H:C :H
H H H-C-H H
无 正
四面体
16
2、另一类是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。
• 杂化轨道用于容纳σ键和孤对电子
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学习价层电子互斥理论知道: NH3和H2O的模型和甲烷分子一样,也
是正四面体的,因此它们的中心原子也是sp3杂化的.不同的是NH3和 H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于σ键和孤对电子对，这样的 4个杂化轨道显然有差别
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。
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课堂练习
• 美国著名化学家鲍林（L.Pauling, 1901— 1994）教授具有独特的化学想象力：只要 给他物质的分子式，他就能通过“毛估” 法，大体上想象出这种物质的分子结构模 型。请你根据价层电子对互斥理论，“毛 估”出下列分子的空间构型。
• PCl5 • PCl3 • SO3 • SiCl4
分子的是
（BCபைடு நூலகம்）
• A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4
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课堂练习
• 3.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模
型，下列说法正确的（C ）
• A.若n=2，则分子的立体构型为V形 • B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形 • C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形 • D.以上说法都不正确
ABn n=2
n=3
立体结构 V形 三角锥形
范例
H2O NH3
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原因：
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。例如，H2O和 NH3的中心原子分别有2对和l对孤对电子，跟中 心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，
形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈 三角锥形。
资料卡片： 形形色色的分子 C60
C20
C整理课件
40
C70 7
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8
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9
• 分子世界如此形形色色，异彩纷呈， 美不胜收，常使人流连忘返。
• 那么分子结构又是怎么测定的呢
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10
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？ （指导阅读P39）
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。
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小结: 价层电子对互斥模型
中心原子 代表物 中心原子 结合的原子数
CO2
2
无孤对电子 CH2O
3
CH4
4
分子 类型
AB2 AB3 AB4
空间构型 直线形
平面三角形 正四面体
有孤对电子 H2O NH3
2 3
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AB2 AB3
V形 三角锥形
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化学式
HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+