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第二章 分子结构与性质
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 核心素养
1.了解分子结构的测定方法。
2.认识共价分子结构的多样性和复杂性。
3.理解价层电子对互斥模型的含义,并能判断简单分子或离子的空间结构。 1.宏观辨识与微观探析:通过认识分子结构,辨识分子结构的多样性及复杂性。
2.证据推理与模型认知:结合价层电子对互斥模型与分子的立体构型,能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。
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
[对应学生用书第27页]
一、分子结构的测定
1.分子结构的最早测定方法:早年的科学家主要靠对物质的 化学性质 进行系统总结得出规律,再推测分子的结构。
2.现代的分子结构测定方法:科学家应用 红外光谱 、晶体X射线衍射等现代仪器和方法测定分子的结构。
化学性质
红外光谱
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
3.红外光谱工作原理
(1)原理: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,可分析出分子中含有何种 化学键 或官能团的信息。
振动频率
吸收峰
化学键
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
(2)红外光谱仪原理示意图
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
4.质谱法:相对分子质量的测定
用高能电子流轰击样品分子,使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量,它们在磁场的作用下到达检测器的时间因相对质量而先后有别,其结果被记录为质谱图。
如甲苯分子的质谱图:
读谱:相对分子质量=最大质荷比,甲苯的相对分子质量为 92 。
92
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
1.用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱图如下:
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
则乙偶姻分子中含有的化学键是 C—H、O—H、CO ,推测其含有的官能团是
。
C—H、O—H、CO
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
二、多样的分子空间结构
1.三原子分子的立体结构
有 直线 形和 V形 (又称角形)两种,如:
化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称
CO2 ︰︰C︰︰ OCO 180° 直线形
H2O H︰︰H 105° V形
直线
V形
180°
直线形
105°
V形
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
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 立体构型 立体构型名称
CH2O 约120° 平面
三角形
NH3 H︰︰H 107° 三角
锥形
平面三角
三角锥
120°
平面
三角形
107°
三角
锥形
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
3.五原子分子
五原子分子的形状更多,最常见的是 四面体 形,如:
化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称
CH4 H︰︰H 109°28' 正四面体形
四面体
109°28'
正四面体形
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
2.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有的三原子分子都是直线形结构。( )
(2)所有的四原子分子都是平面三角形结构。 ( )
(3)五原子分子的空间结构都是正四面体。( )
(4)P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28'。 ( )
答案 (1)×
(2)×
(3)×
(4)×
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
三、价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型
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。
2.价层电子对
VSEPR的“价层电子对”是指分子中的 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 。
空间结构
相互排斥
中心原子
电子对
孤电子对
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
3.价层电子对的确定方法
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
(1)a为中心原子的 价电子数 。
对于主族元素:a=