第二章 第二节 第1课时 价层电子对互斥模型-【高考领航】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修2同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第二节　分子的空间结构 第1课时　价层电子对互斥模型 学业要求解读 活动探究建议 1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。 2．理解价层电子对互斥理论的意义。 3．能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。 1.从H、C、N、O原子结构拼插CO2、H2O、CH2O、CH4等分子结构模型，运用电子式、结构式等描述它们的结构，从而认识典型分子的空间结构。 2．对比CO2、H2O、CH2O、CH4球棍模型(空间充填模型)，分析成键电子对与空间结构关系，建立价层电子对互斥理论与分子空间结构之间关系。论证证据与模型建立及其发展的关系。 学习任务一　多样的分子空间结构 一、分子结构的测定 1．红外光谱仪 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。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。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 例如，通过红外光谱仪测得某未知物的红外光谱图如图所示，发现有O—H、C—H和C—O的振动吸收。因此，可以初步推测该未知物中含有羟基。 2．用质谱法测定分子的相对分子质量 基本原理是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，对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。例如，如图的纵坐标是相对丰度(与粒子的浓度成正比)，横坐标是粒子的相对质量与其电荷数之比(＝65的峰是分子碎片……因此，便可推测被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯(C6H5CH3)。 )，＝91的峰是丢失一个氢原子的甲苯正离子(C6H5CH)，＝92的峰是甲苯分子的正离子(C6H5CH)，简称质荷比。通过分析得知， 二、多样的分子空间结构 1．三原子分子的空间结构 有直线形和V形两种，如： 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结 构名称 CO2 O===C===O 180° 直线形 H2O 105° V形 2．四原子分子 大多数采取平面三角形和三角锥形两种空间结构，如： 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结 构名称 CH2O 约120° 平面 三角形 NH3 107° 三角 锥形 3．五原子分子：可能空间结构更多，最常见的是正四面体形，如： 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结 构名称 CH4 109°28′ 正四面 体形 CCl4 109°28′ 正四面 体形 [思考1]　(1)构成分子的原子数目相同时，分子的空间结构相同吗？ (2)结构相同的分子，键角一定相同吗？ 提示：(1)构成分子的原子数目相同时，分子的空间结构不一定相同，如CO2为直线形，H2O为V形；(2)结构相同的分子，键角不一定相同，如CH4、P4均为正四面体形，CH4键角为109°28′，而P4为60°。 常见分子的空间结构 常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等； 常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等； 常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3等； 常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等； 常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等； 常见的空间结构是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。记住常见分子的空间结构，可类推出同类别物质的空间结构。 　①四原子分子不一定都是平面三角形或三角锥形。如白磷(P4)分子，四个磷原子位于正四面体的四个顶点，键角为60°，且该正四面体的构型和键角与CH4的正四面体构型和键角均不同。②常见的AB4型分子或离子：CX4(X为卤素原子或氢原子)、SiCl4、SiH4、NH。AB4型分子(如CH4)中的1～3个B原子被其他原子取代后仍为四面体形，但不是正四面体形结构。③记住一些常见分子的空间结构及键角，则可推测组成相似的其他分子的空间结构。如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等。 [典例剖析] 　(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为________。 (2)二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键的夹角是180°，说明CO2分子的空间结构为________。 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是________(双选)。 a．两