2.2 分子结构 题型讲解讲义 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

2.2 分子空间结构 1． 分子结构的测定 分子结构的确定有化学方法与物理方法 1. 化学方法：利用有机物官能团的特征反应以确定该化合物所含官能团，该方法比较麻烦、耗时和消耗 较多样品 2. 物理方法：样本量少、速度快、准确，甚至确定分子的三维空间结构 （1） 质谱法：利用质谱仪测定分子的相对分子质量，原理是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离子 （2） 红外光谱法 （3） 核磁共振氢谱 2． 多样的分子空间结构 概念：多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即所谓“分子的空间结构”。 分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 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 约120° NH3 三角锥形 107° 五原子分子 CH4 正四面体形 109°28′ 三．价层电子互斥模型 1.价层电子对互斥模型的基本内容 分子中的中心原子的价电子对（包括成键电子对和孤对电子对）由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离 （1） 当中心原子的价电子全部参与成键时，为使价电子斥力最小，尽可能采取对称结构 （2） 当中心原子的价电子部分参与成键时，未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同，从而影响分子的空间结构 （3） 电子对之间的夹角越大，相互之间的斥力越小 （4） 成键电子对之间的斥力由大到小的顺序：三键-三键>三键-双键>双键-双键>双键-单键>单键-单键 （5） 含孤电子对的斥力由大到小的顺序：孤电子对-孤电子对>孤电子对-单键>单键-单键 2.中心原子上的孤电子对数的计算：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 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、价层电子对互斥理论判断分子空间构型的具体方法 价层电子对数目 电子对排布方式 电子对的空间构型（VSEPR模型） 孤电子对数 分子的立体结构 常见实例 2 直线形 0 直线形 CO2 1 直线形 3 平面三角形 0 正三角形 BF3 1 V形 SO2 2 直线形 4 空间四面体 0 正四面体 CH4 1 三角锥 NH3 2 V形 H2O 3 直线形 ClO— 5 三角双锥 0 三角双锥 PCl5 1 变形四面体 SF4 2 T形 BrF3 3 直线形 XeF2 4 直线形 6 正八面体 0 正八面体 SF6 1 四角锥 IF5 2 正方形 XeF4 四、杂化轨道理论：杂化轨道理论是一种价键理论，是Pauling为了解释分子的立体结构提出的 1、杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，由于原子的相互影响，中心原子若干不同类型、能量相近的“原子轨道”会混合起来，重新组合成一组新的轨道，这种轨道重新组合的过程叫做“杂化”；所形成的新轨道就称为“杂化轨道” 2、杂化结果：重新分配能量和空间，组成成分和能量都相等且成键能力更强的原子轨道。 3、杂化轨道理论要点 (1)能量相近的原子轨道发生“杂化” (2) “杂化”时保持轨道总数不变 (3)杂化轨道总是用于构建分子的σ键，实现最大重叠 (4)杂化轨道呈“对称”分布，确保相互间斥力最小 4、杂化的过程：杂化轨道理论认为在形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程 5、常见杂化轨道的类型 (1)sp3杂化：sp3杂化轨道表示由1个s轨道与3个p轨道杂化而得，sp3杂化得到夹角为109°28′的正四面体形杂化轨道。如CH4 (2)sp2杂化：sp2杂化轨道表示由1个s轨道与2个p轨道杂化而得，sp2杂化得到三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。如BF3 (3)sp杂化：sp杂化轨道是由1个s轨道与1个p轨道杂化而得的，sp杂化得到轨道间的夹角为180°的直线形杂化轨道。如CO2 题型一 中心原子杂化形式 【例1】（2023秋·高二课时练习）中心原子采取sp杂化的分子是 A．NH3 B．BeCl2 C．PCl3 D．H2O 【变式】 1．（2023春·西藏拉萨·高二统考期末）下列中心原子采用杂化的