2.2.1 分子结构的测定 多样的分子空间结构价层电子对互斥模型（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019）

第二节　分子的空间结构 第1课时　分子结构的测定　多样的分子空间结构价层电子对互斥模型 [学习目标] 1.知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。(实验探究与创新意识)　2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构。(证据推理与模型认知) 分子结构的测定与多样的分子空间结构 1．分子结构的测定 (1)红外光谱 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，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 (2)质谱法——相对分子质量的测定 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。其中质荷比(粒子的相对质量与其电荷数的比值)最大值即为该物质的相对分子质量。 2.多样的分子空间结构 分子类型 化学式 电子式 结构式 键角 分子立 体构型 三原 子分子 CO2  O===C===O 180° 直线形 H2O  105° V形 四原 子分子 CH2O 约120° 平面三角形 NH3 107° 三角锥形 五原 子分子 CH4 109°28′ 正四面体形 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(VSEPR model)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。“价层电子对”是指分子中中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对。 2．价层电子对的确定方法 (1)a为中心原子的价电子数 ①对主族元素：a＝最外层电子数。 ②对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子电荷数。 ③对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋|离子电荷数|。 (2)x为与中心原子结合的原子数。 (3)b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子为8－该原子的价电子数。 3．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 实例 CO2 BF3 CH4 价层电子对数 2 3 4 成键电子对数 2 3 4 VSEPR模型名称 直线形 平面三角形 正四面体形 分子空间结构名称 直线形 平面三角形 正四面体形 键角 180° 120° 109°28′ (2)中心原子上有孤电子对的分子 化学式 σ键电 子对数 孤电子 对数 VSEPR 模型 分子或离 子的立体 构型 分子或离 子的立体 构型名称 H2O 2 2 V形 NH3 3 1 三角锥形 HCN 2 1 直线形 H3O＋ 3 1 三角锥形 SO2 2 1 V形 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)CH2Cl2分子只有一种，可说明CH4的空间结构为正四面体形。(√) (2)分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的。(×) (3)根据价层电子对互斥理论，H3O＋的立体构型为平面正三角形。(×) (4)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。(×) (1)分子组成相似的分子空间结构不一定相同，如SO2和CO2。 (2)价层电子对数相同的分子，空间结构不一定相同，如CH4、NH3和H2O价层电子对数相同，而空间结构不同。 VSEPR模型判断分子的空间构型 1．同为三原子分子，为什么CO2呈直线形而H2O呈V形？ 答案　CO2分子中无孤电子对，分子为直线形；水分子的氧原子上有两对孤电子对，为V形分子。 2．价层电子对的空间结构与分子的空间结构一定相同吗？二者之间有何规律存在？ 答案　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。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，两者的空间结构一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的空间结构不一致。 1．VSEPR理论的基本要点 (1)在ABn型分子中，中心原子A周围配置的原子或原子团的几何构型，主要取决于中心原子价电子层中电子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的互相排斥作用最小的结构。 (2)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一对电子对看待。 2．利用VSEPR模型确定粒子立体构型的步骤 (1)确定中心原子价层电子对数 ABn型分子的价层电