2.2.1价层电子对互斥理论 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章分子的结构与性质 2.2.1价层电子对互斥理论 第二节分子的空间结构 教学目标 1.认识物质的空间结构可以借助某些实验手段,通过这些手段所获得的信息为建立物质结构模型或解释相关理论提供支撑。 2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,培养证据推理与模型认知的核心素养。 3.了解分子结构的测定方法，认识共价分子结构的多样性和复杂性 4.理解价层电子对互斥模型理论的含义 5.能用价层电子对互斥模型判断或解释分子或离子的结构。 问题反馈 1.五原子分子都是正四面体结构吗？ 2.如何确定CO32-和NH4+的中心原子的孤对电子数？ 一、分子结构的测定 1.红外光谱：可以分析出分子中含有哪种化学键或官能团。 2.质谱：可以测定分子的相对分子质量。 分子结构的测定 红外光谱在测定分子结构中的应用 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。原子与原子结合依靠的是原子间的化学键，这些化学键就像弹簧，通过震动来化解原子间的伸缩振动，从而保持物质的状态。 可近似地看成谐振子的简谐振动 乙醛分子空间结构模型 分子的空间结构是分子中的原子处于平衡位置时的模型 分子结构的测定 红外光谱在测定分子结构中的应用 当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些 的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现 。通过和已有 比对，或通过 计算，可以得知各吸收峰是由哪种 、哪种 方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种 或 的信息。 化学键 吸收峰 谱图库 量子化学 化学键 振动 化学键 官能团 红外光谱仪原理示意图 某未知物的红外光谱 红外光谱在测定分子结构中的应用 分子结构的测定 通过红外光谱图，发现未知物中含有O-H、C-H和C-O的振动吸收，可初步推测该未知物中含有羟基 在质谱仪中使分子失去电子变成带 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。 正电荷 质谱法在测定分子相对分子质量中的应用 分子结构的测定 质谱仪原理示意图 形形色色的分子 O2 HCl H2O CO2 C2H2 CH2O NH3 P4 CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C8H8 CH3OH C60 C20 C40 C70 二、分子的空间结构 为什么CO2 和 H2O 同为三原子分子，但分子的空间结构却不同？ 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构模型 CO2 H2O O==C==O 直线形 V形 180◦ 105◦ 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构模型 CH2O NH3 为什么同为四原子的下列分子，但空间结构却不尽相同？ 平面三角形 三角锥形 约120◦ 107◦ 三、价层电子对互斥理论 1、理论要点： ①分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果 ②由价层电子对的相互排斥、得到含有孤电子对的VSEPR模型，略去孤电子对便可得到分子的立体构型。 ③价层电子对：中心原子上的价电子对 ④价层电子对数 (vp) = σ键电子对(bp) + 孤电子对 (lp) ⑤σ键电子对数 = 中心原子结合的原子数 （ABn型分子中：σ键电子对数= n，多重键也只计σ键电子对） 2、价层电子对数与VSEPR模型的对应关系 价层电 子对数 2 3 4 5 6 VSEPR 模型 直线形 平面三 角形 四面体 三角双锥 八面体 3、VSEPR理论判断分子构型的步骤： ①据分子式确定σ键电子对 （ABn型分子中：σ键电子对数= n） ②计算中心原子上的孤电子对 = a：中心原子的价电子数 x：与中心原子结合的原子数 b：与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 （H 为 1，其他原子为“8 - 该原子的最外层电子数”） ③计算中心的价电子对数=σ键电子对 + 孤电子对 ④据中心原子的价电子数与孤电子对确定分子的立体构型 分子 σ 键电子对数 中心原子上的孤电子对数 CO2 H2O CH2O NH3 CH4 ABn 2 0 2 2 3 0 3 1 4 0 n ？ 分子 a x b 孤电子对数 BF3 SO2 SO3 NH4+ SO42- 阳离子：价电子数再减去电荷数 阴离子：价电子数再加上电荷数 3 3 1 0 6 2