2.2.1《分子的空间结构 价层电子对互斥理论》 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

分子的空间结构 价层电子对互斥理论 C2H6 C2H4 C2H2 H2O CO2 NH3 肉眼不能看到分子，科学家是怎样知道分子的结构的呢？ 一、分子结构的测定 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。如今，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。 红外光谱谱仪 一、分子结构的测定 1. 红外光谱 分子中的原子不是固定不动的，而是处于不断振动着的。 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，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。 一、分子结构的测定 1. 红外光谱 傅里叶变换红外光谱仪 红外光谱仪原理示意图 一、分子结构的测定 1. 红外光谱 举个例子 根据红外光谱图可以看出分子含有O—H、C—H、和C—O的振动吸收。可确定该有机物为CH3CH2OH 。 C2H6可能为：CH3CH2OH或CH3OCH3 一、分子结构的测定 有机物红外光谱帮助我们确定分子中的化学键和官能团，还有什么现代化仪器帮我们确定的结构呢？ 质谱仪 一、分子结构的测定 2. 质谱法 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。 质谱仪原理示意图 甲苯分子的质谱图 一、分子结构的测定 2. 质谱法 有机分子离子或碎片离子的相对质量与电荷数的比值，即质荷比。 质谱图中质荷比的最大值等于样品分子的相对分子质量（与相对丰度无关）。 相对分子质量 = 最大质荷比 二、多样的分子空间结构 多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即 “分子的空间结构”。 两个原子构成的分子，原子在空间上可能构成什么形状？ O2 HCl 两个原子构成的分子，空间结构只能是直线形 二、多样的分子空间结构 三原子构成的分子，原子在空间上可能构成什么形状？ 空间结构 化学式 结构式 空间填充模型 球棍模型 键角 ________ CO2 ________ ____ ________ H2O ________ 105° 直线形 O==C==O 180° V形 二、多样的分子空间结构 四原子构成的分子，原子在空间上可能构成什么形状？ 立体结构 化学式 结构式 空间填充模型 球棍模型 键角 _________ _______ ____ ________ NH3 ________ 107° 平面三角形 CH2O 120° 三角锥形 最常见的为________形，如________、________等，键角为________。 化学式 结构式 空间填充模型 球棍模型 CH4 正四面体 CH4 CCl4 109°28′ 二、多样的分子空间结构 五原子构成的分子，原子在空间上可能构成什么形状？ 分子空间结构与其稳定性有关。例如，上图中S8像顶皇冠，如果把其中一个向上的硫原子倒转向下，尽管也可以存在，却不如皇冠式稳定；又如，椅式C6H12比船式C6H12稳定。 6.其他多原子分子 P4 P4O6 P4O10 C60 SF6 S8 船式C6H12 椅式C6H12 资料卡片 一些分子的空间结构模型 三、价层电子对互斥（VSEPR）模型 若不含孤电子对 1. 分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥的结果 2.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对电子对。 三、价层电子对互斥（VSEPR）模型 若不孤电子对 略去孤电子对 略去孤电子对 三、价层电子对互斥（VSEPR）模型 3 .应用：预测分子的空间结构 价层 电子对 互相 排斥 尽量远离 VSEPR 理想模型 分子的 空间结构 中心原子若无孤电子对：VSEPR理想模型即分子的空间结构 中心原子若有孤电子对： VSEPR理想模型略去孤电子对即分子的空间结构 三、价层电子对互斥（VSEPR）模型 4 .中心原子价层电子对数的计算 中心原子价层电子对数 ＝ σ 键电子对数 ＋ 孤电子对数。 不计π键电子对 (1) σ键电子对数 = 结合原子数 对于分子ABn或离子ABnm+ 、Abnm- σ键电子对数 = n (2)中心原子上的孤电子对 ①根据电子式直接确定 三、价层电子对互斥（VSEPR）模型 (2)中心原子上的孤电子对 a表示中心原子的价电子数； 对主族元素：a＝ ； 对于阳离子：a＝ ； 对于阴离