2.2分子的空间结构 第一课时 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

年级：高二 学科：化学 课题：分子的空间结构（第一课时） 板书：分子的空间结构----价层电子对互斥模型 上课， 起立， 老师好， 同学们好，请坐 希吉维克(Sidgwick) 上课之前首先给大家介绍一位科学家，他就是稀奇维克教授，他最近遇到了一些问题，需要大家帮忙，可以吗？ 可以 让我们一起来看一下西吉维客教授有什么诉求吧 【视频】大家好，我是来自于20S的希吉维克。我记得分子世界是异彩纷呈，美不胜收的。 我还记得这些分子的空间结构（资料卡片44页）。而且分子结构与其稳定性相关。比如椅式环己烷比船式环己烷稳定。但是，一些简单分子和离子的结构怎么我却怎么也想不起来了（展示分子式）。我还记得，发生过一件反应停事件，我也不太清楚为什么？你们帮我一起回忆一下吧？ 希吉维克教授提出了两个问题 1是如何知道简单分子的结构【板书】分子结构 第二个纷纷问题是反应停事件的原委。 问题1：如何知道简单分子的空间结构 问题2：反应停事件原委 西晋维克教授提出了两个问题， 第一个问题是如何知道简单分子的空间结构， 板书分子空间结构， 第二个问题是反应停事件的原委， 首先让我们来解决第一个问题吧！ 学习任务1：利用现代技术解决Sidgwick的问题 那么，同学们肉眼是看不到分子的，你能不能利用现代技术来解决西吉韦克教授的问题呢？ 能 都有什么方法吗？ 红外光谱法，质谱法，晶体X射线衍射法，核磁共振 同学们总结的非常的好，这些现代仪器都可以用来测定分子的空间结构 通过红外光谱图，发现未知物中含有 的振动吸收，可初步推测该未知物中含有 。 C2H6O 羟基 乙醇 CH3CH2OH O-H、C-H、C-O 学习任务1：利用现代技术解决Sidgwick的问题 这是一张什么谱图？ 红外光谱图 从图谱中可以看到什么信息呢？ 有氧氢键，碳氢键和碳氧单键的振动吸收峰， 所以初步推断该物质中一定含有哪个官能团呢？ 羟基 该物质的分子式是碳二氢，六氧，那么这个物质是什么， 乙醇。 可见，现代技术可以很容易的测定分子的空间结构 分子 键长/pm 键角 H2 74 —— HCl 172 —— H2O 96 105° CO2 116 180° CH2O C-H 120.3 C=O 110 ∠HCH=116.5° ∠HCO=121.8° NH3 101 107° CH4 109 109°28′ 学习任务2：早期科学家的探究之路 【活动一】搭建球棍模型 但是，同学们早期的科学家可没有这么先进的仪器，他们究竟是怎么预测分子的呢？让 我们先来进行活动一 请同学们参考表中数据来搭建以下分子的球棍模型，并总结到导学案上 板书测定红外光谱预测 同学们，完成了吗？ 完成了 请一组的同学展示一下氢气和氯化氢分子的空间结构 这是我们组搭建的氢气的球棍模型，是直线型的氯化氢的球棍模型，也是直线型的 请二组的同学展示水分子和二氧化碳分子的空间结构，这是我们组搭建的水分子的球棍模型，是微型的，这是我们所搭建的二氧化碳的球棍模型，是直线型的 请三组的同学展示甲醛和氨气分子的空间结构。我们组搭建的甲醛的球棍模型是平面三角形的，这是我们组搭建的氨气的球棍模型，是三角锥形的 请四组的同学展示甲烷分子的空间结构，我们组搭建的甲烷分子的球棍模型是这样的，可以看出是四面体型的 1.双原子分子 直线形 H2 HCl 学习任务2：早期科学家的探究之路 好的，同学们总结的非常到位， 数学上说两点确定一条直线，那么迁移到空间结构可以发现，双原子分子一定是直线型分子 2.三原子分子 直线形 V 形 CO2 H2O 学习任务2：早期科学家的探究之路 三原子分子有什么结构呢？ 直线型，微型 3.四原子分子 平面三角形 三角锥形 CH2O NH3 学习任务2：早期科学家的探究之路 四原子分子有什么空间结构呢？ 平面三角形和三角锥形 4.五原子分子 正四面体形 CH4 学习任务2：早期科学家的探究之路 五原子分子有什么结构呢？正四面体型 原子数相同的分子结构为何不同？ 为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形而不是正方形？ 学习任务2：早期科学家的探究之路 请同学们举起手中的三原子分子， 同为三原子分子，二氧化碳和水的空间结构一样吗？ 不一样， 请同学们举起手中的四原子分子，同为四原子分子，甲醛和氨气的空间结构一样吗？ 不一样， 那么，原子数相同的分子结构为何不同呢？ ，请同学们在举起手中的，甲烷分子是什么结构的？ 正四面体型 为什么不是正方形呢？ 【活动二】书写电子式 制作气球模型 感受空间斥力 CO2 CH2O H2O NH3 CH4 成键电子对 孤电子对 2 2 3 3 4 0 2 0 1 0 多重键只计其中的σ键电子对，不计π电子对。 学习任务2：早期科学家的探究之路 ---价层电子对互斥模型 价 层 电 子 对 带着这两个问题，我们来进行活动二，请同学们书写以下分子电子式，并予以搭建的球棍模型进行比较，并利用气球来感受空间斥力 同学们，完成了吗？ 完成了 请五组的同学到讲台前来说一下，对二氧化碳的探索过程 ，就是我们组书写的二氧化碳的电子式碳与氧之间成见，可以用两个气球来代替，那么就是直线型的 ，请六组的同学来说一下对甲醛的探索过程 ，这是我们组书写的甲醛的电子式碳与氧之间有成见，碳与氢之间也有成见，可以用三个气球来代替，就是平面三角形的 ，我们来观察二氧化碳分子碳与氧之间的共价键是什么类型的？ ，再来观察甲醛分子碳与氧之间的共价键是什么类型的？ ，在利用气球感受空间治理时，二氧化碳是二甲醛是三说明派件有没有参与？ 多重键只计其中的σ键电子对，不计π电子对。那么，我们把这样的电子队叫做城建电子队 ，请一组的同学来说一下对水的探索过程 ，这是我们组书写的水的电子式，杨宇清之间城建电子队12这样应该是直线型的，但是水是v型的，所以还有其他的影响，我们又观察到氧原子上仅有成键电子对，还有未成键电子对有两对，所以可以用四个气球来代替，就是正四面体构形，但是和水分子仍然不一样，我没有猜测未成键电子对可以略去就正好是微型了 ，好回答的非常的棒 ，请二组的同学来说一下氨气的探索过程，这是我们组搭建的氨气的求婚模型，但与清之间成建电子对13，但原子上尉常见电子对是一可以用四个气球来代替，是正面体型，略取一对电子可以得到三角锥形 ，那么，我们把魏承建的电子队叫做孤电子对 ，请三组的同学来说一下甲烷的探索过程 ，这是甲烷的电子式碳与氢之间成键电子对是四，可以用四个气球代替，是正四面体型 其实这就是价层电子对互斥模型的核心内容，英文缩写为ase PR 板书vsepr ，所以首先先干什么书写电子式？然后呢，确定夹层电子对数，再然后呢，确定模型，最后呢，略取电子对这样就得到了分子的空间结构 ，我们发现分子的空间结构集合成建电子对相关也和孤电子对相关将它们合而为一，就叫做中心原子的价层电子对 成键 电子对 孤电子对 2 2 4 3 2 0 0 0 1 2 价层电子对 2 3 4 3 1 确定价层电子对数 价层电子对互斥模型 略去 孤电子对 分子的空间结构 直线形 平面三角形 V 形 三角锥形 V 形 四面体形 学习任务2：早期科学家的探究之路 【师】通过搭建的球棍模型以及气球类比空间斥力，我们发现分子的空间结构是成键电子对和孤对电子相互排斥的结果，我们把他两合二为一就是中心原子的“价层电子对”。 我们总结出先 确定VSEPR模型 分子空间结构。 当价层电子对为2 直线型 当价层电子对为3 平面三角形 当价层电子对为4 四面体 【师】这就是价层电子对互斥模型的核心知识点。恭喜同学们帮助希吉维克解决了第一个问题。 14 相较成键电子对，孤电子对有较大的排斥力 109°28′ 107° 105° 学习任务2：早期科学家的探究之路 【师】同学们完成的非常的好，我们再来思考一个问题：实验测得甲烷键角109°28′，NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？ 【生】孤电子对之间斥力大于成键电子。 15 问题1：如何知道简单分子的空间结构 问题2：反应停事件原委 我们再来解决第二个问题 反应停事件 沙利度胺 具有手性(结构的旋光性)， 右旋异构体具有镇静作用； 左旋异构体具极强胚胎毒素和致畸作用，是导致畸胎的罪魁祸首 反应停是为了治疗怀孕早期的孕吐而发明的一种药，但是上市后却催生了大量的畸形儿，这个药就是沙利度胺，我们都知道分子的结构决定性质，沙利度胺具有手性，右旋结构具有镇静作用，左旋结构却可以导致畸形，早期的科学家们正是由于不知道沙里度安的手性，才造成了如此严重的伤害，所以，掌握分子空间结构重要吗？重要 ，其实，价层电子对互斥模型就是西吉，维客等人在总监实验的基础上提出的，我们应该向科学家们致敬，正是由于他们的不断探索，才使我们的生活变得更好，今天，我们在帮助解集客教授回忆的过程中，也做了一回小小的科学家，为同学们点赞 课后作业 1.思维导图 2.根据自身学习情况完成导学案习题 今天的内容就到这里了，课下请同学们完成本节课思维导图，并根据自身学习情况来完成导学案上的习题 谢 谢 下课。 $$