2.2 第1课时 分子空间结构 价层电子对互斥模型（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修2（人教版2019 河北山东湖南海南专用）

第二节|分子的空间结构 第1课时　分子空间结构　价层电子对互斥模型 (一)分子结构的测定(红外光谱) 原理 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，可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息 [微点拨] 现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。它的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，化学家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。 示意图 示例 某未知物的红外光谱图为 由上述红外光谱图判断有O—H、C—H和C—O的振动吸收，推测该未知物中含有羟基(—OH) (二)多样的分子空间结构 分子 类型 化学式 空间结构 结构式 键角 分子的空间结构模型 [微思考] 硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，H2S分子是哪种空间结构？ 提示：根据键角判断H2S分子的空间结构是V形。 空间填充模型 球棍 模型 三原子 分子 CO2 直线形 O===C===O 180° H2O V形 105° 四原子 分子 CH2O 平面 三角形 120° NH3 三角 锥形 107° 五原子分子 CH4 正四面体形 109_°28′ (三)价层电子对互斥模型 含义 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 [微点拨] ①判断中心原子的孤电子对时，数字“b”又称为原子的特征电子数，原子的特征电子数＝8－最外层电子数，如O、S的特征电子数为2，F、Cl的特征电子数为1。 ②通常情况下，价层电子对互斥模型只适用于中心原子为主族元素的分子，不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。 [微思考] BCl3、NF3的价层电子对数、VSEPR模型、分子空间结构是怎样的？ 提示：BCl3的价层电子对数为3，VSEPR模型名称为平面三角形，分子空间结构为平面三角形；NF3的价层电子对数为4，VSEPR模型名称为四面体形，分子空间结构为三角锥形。 相关概念 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 确定方法 价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子上的孤电子对数。其中，σ键电子对数＝B原子的个数(以ABx型分子为例，σ键电子对数＝x)，中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) ①a为中心原子的价电子数。 对于主族元素：a＝原子的最外层电子数。 对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数。 对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。 ②x为与中心原子结合的原子数。 ③b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＝8－该原子的价电子数) 思维过程 实例 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 CO2 0 2 直线形 直线形 SO2 1 3 平面三角形 V形 CO 0 3 平面 三角形 平面三角形 H2O 2 4 四面体形 V形 NH3 1 4 四面体形 三角 锥形 CH4 0 4 正四面体形 正四 面体形 [新知探究] 判断分子或离子的空间结构 [分析与推测能力] [情境质疑] 已知乙酸和乙醇的结构如图。下面用“价层电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子中的部分基团具有的空间结构。 　 1．根据图示，结合价层电子对互斥模型分析乙醇分子中C—O—H的空间结构。 提示：乙醇分子中，羟基上的氧原子有2个成键电子对和2个孤电子对(见图中乙醇结构中的①、②、③、④)，价层电子对数是4，共有4个空间取向，氧原子价层电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子(氧原子)上的孤电子对后可得C—O—H呈V形。 2．根据图示，结合价层电子对互斥模型分析乙酸分子中的空间结构。 提示：在乙酸分子中，中心原子是羰基上的碳原子，中心原子上的价层电子对均为成键电子对(见图中乙酸结构中的①、②、③)，C===O上的成键电子对仅有一个空间取向，因此中心碳原子(羰基碳)的价层电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，呈平面三角形。 3．根据图示，结合价层电子对互斥模型分析乙醇、乙酸分子中的空间结构。 提示：在乙醇、乙酸分子中，甲基上的碳()是中