(讲义)第2章 第2节 基础课时6 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-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(人教版2019)

第二节　分子的空间结构 基础课时6　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．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。 4．能根据有关理论判断简单分子或离子的空间结构。 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推测分子的结构。 2．如今，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。 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，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。 (2)红外光谱仪原理示意图 微点拨：用红外光谱仪测定化学键或官能团信息。用质谱法测定分子的相对分子质量，在质谱图中质荷比最大的数据代表所测物质的相对分子质量。 　如图所示是某分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为(　　) A．CH3COOCH2CH3 B．CH3CH2CH2COOH C．HCOOCH2CH2CH3 D．(CH3)2CHCH2COOH A　[CH3COOCH2CH3分子中存在不对称—CH3、C—O—C和C===O，且分子式为C4H8O2，A项符合题意；CH3CH2CH2COOH分子中含有1个—CH3，且不存在C—O—C，B项不符合题意；HCOOCH2CH2CH3分子中只含有1个—CH3，C项不符合题意；(CH3)2CHCH2COOH分子中存在对称—CH3，不存在C—O—C，且含碳原子数为5，D项不符合题意。] 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 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 四面体形 109°28′ 　科学家研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°。试推测四个氮原子围成的空间是正四面体吗？ 提示：不是。由于N—N—N键角都是108.1°。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形。 三、价层电子对互斥模型 1．价层电子对互斥模型认为，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．中心原子上价层电子对的计算 (1)价层电子对 (2)计算 ①σ键电子对的计算 由分子式确定，即与中心原子结合的原子数＝σ键电子对数。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。 ②中心原子上的孤电子对的计算 中心原子上的孤电子对数＝(a－xb) a．a表示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)。 b．x表示与中心原子结合的原子数。 c．b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)VSEPR模型与分子或离子的空间结构 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 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 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的。 (×) (2)根据价层电子对互斥模型，H3O＋的立体构型为平面正三角形。 (×) (3)SO2分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。 (×) 利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构 ABm型分子中心原子的价层电子对数n＝ 利用上式计算A原子的价层电子对数时，需注意： (1)氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子，作为配位原子B时不提供价电子。 (2)卤素原子作为中心原子A时提供7个价电子，作为配位原子B时提供1个价电子。 (3)若为分子，电荷数为0；若为阳离子，则减去电荷数，如NH，n＝＝4；若为阴离子，则加上电荷数，如SO，n＝＝4。 [问题1]　根据上面背景信息分析BCl3的价层电子对数、价层电