第二章 第二节　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-【优化探究】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套教参（人教版，单选）

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 [核心素养发展目标]　1.了解分子结构的测定方法。2.通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。3.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。 　分子结构的测定及其多样性　价层电子对互斥模型 授课提示：对应学生用书第36页 认真阅读教材，学会快速提取信息，提升化学学科阅读理解能力。 一、分子结构的测定 1．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后进行推测。现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。 2．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。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。 3．质谱法在测定分子相对分子质量中的应用 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。 二、多样的分子空间结构 1．三原子分子 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CO2 180° 直线形 H2O 105° V形(或角形) 2.四原子分子 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 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 4.其他多原子分子的空间结构 三、价层电子对互斥模型 1．价层电子对互斥模型(VSEPR model)： 主要适用范围：ABn型的分子或离子 基本观点：分子的空间结构是中心原子A周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 理论解释：中心原子A的价层电子对(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)之间存在排斥力，使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定。 2．价层电子对的计算方法 (1)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。 (2) σ键电子对数的计算方法 由化学式确定，即中心原子形成几个 σ键，就有几个 σ键电子对。如H2O分子中， O有 2个 σ键电子对。NH3分子中， N有 3个 σ键电子对。 (3)中心原子上的孤电子对数的计算方法 中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) ①a表示中心原子的价电子数： 对主族元素：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－离子所带电荷数； 对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子所带电荷数(绝对值)。 ②x表示与中心原子结合的原子数。 ③b表示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。 3．利用图示呈现价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)判断 价层电子对数目：2、3、4 VSEPR模型：直线形、平面三角形、正四面体形 4．VSEPR模型的应用——预测分子空间结构 (1)应用VSEPR模型预测分子空间结构的方法 ①由价层电子对的相互排斥，可得到含有孤电子对的分子的VSEPR模型； ②略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便可得到分子的空间结构。 (2)根据价层电子对互斥模型对几种分子或离子的空间结构的推测 ①中心原子不含孤电子对 分子或 离子 中心原子上的 价层电子对数 中心原子上的 孤电子对数 VSEPR模 型及名称 分子或离子的 空间结构及名称 CO2 2 0 直线形 直线形 CO 3 0 平面三角形 平面三角形 CH4 4 0 正四面体形 正四面体形 ②中心原子含孤电子对 分子 中心原子上的 价层电子对数 中心原子上的 孤电子对数 VSEPR模 型及名称 分子的空间 结构及名称 NH3 4 1 四面体形 三角锥形 H2O 4 2 四面体形 V形 SO2 3 1 平面三角形 V形 思