2.2 分子的空间结构 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第1课时 分子的空间结构 一、分子结构的测定 早年科学家主要靠对物质的 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 、 等。 化学性质 红外光谱 晶体X射线衍射 分子结构与性质 一、分子结构的测定 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 的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现 。通过和已有 比对，或通过 计算，可以得知各吸收峰是由哪种 、哪种 方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种 或 化学键 吸收峰 谱图库 量子化学 化学键 振动 化学键 官能团 的信息。 1. 红外光谱在测定分子结构中的应用 分子结构与性质 一、分子结构的测定 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。 红外光谱仪 分析 测分子体结构 吸收峰 分子结构与性质 一、分子结构的测定 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 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。 2.质谱法在测定分子相对分子质量中的应用 正电荷 分子结构与性质 分子结构与性质 3.核磁共振氢谱在测定分子中氢原子种类及比例的应用 分子结构与性质 练一练 可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是（ ） A. 核磁共振氢谱 B. 质谱 C. 红外光谱 D. 紫外光谱 解析　核磁共振氢谱能分析等效氢的种类 ，故A错误 质谱分析相对分子质量，故B错误 红外光谱判断有机物分子中官能团的种类，故C正确 只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，故D错误 C 分子结构与性质 1. 双原子分子（直线形） 二、多样的分子空间结构 O2 HCl 2. 三原子分子立体结构（有直线形和V形） H2O CO2 分子结构与性质 ３.四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体） 二、多样的分子空间结构 C2H2 NH3 P4 CH2O COCl2 分子结构与性质 ４.五原子分子立体结构 二、多样的分子空间结构 最常见的是正四面体 CH4 分子结构与性质 5. 其它 二、多样的分子空间结构 分子结构与性质 价层电子对互斥理论 1940年Sidgwick提出价层电子对互斥理论，用以判断分子的立体构型。 分子ABn中， A为中心，n为B原子的个数。B均与A有键联关系。本节讨论的ABn型分子中，A为主族元素的原子。 三、价层电子对互斥模型（VSEPR）-预测空间结构 分子结构与性质 对ABm型分子或离子，中心原子A价层电子对（包括成键电子对和孤对电子）之间存在排斥力，将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上，以使各原子之间斥力最小，分子体系能量最低。 1. 价层电子对互斥理论要点 三、价层电子对互斥模型（VSEPR）-预测空间结构 分子结构与性质 2. 价层电子对的计算 (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 由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O分子中， O有 对σ键电子对。NH3分子中， N有 对σ 键电子对。 2 3 三、价层电子对互斥模型（VSEPR）-预测空间结构 分子结构与性质 2. 价层电子对的计算 (3)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＝ ①a表示中心原子的价电子数； 对主族元素：a＝ ； 对于阳离子：a＝ ； 对于阴离子：a＝ 。 ②x表示与 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＝ 。 最外层电子数 价电子数－离子所带电荷数 价电子数＋离子所带电荷数 中心原子 8－该原子的价电子数 (a－xb) 2 1 三、价层电子对互斥模型（VSEPR）-预测空间结构 分子结构与性质 练习：计算下列分子或离子的中心原子的孤对电子数。 H2O SO2 NH4+ CO32- 再计算上述分子或离子的中心原子的价层电子对数。 分子结构与性质 注意：价层电子对之间排斥力大小关系 （1）孤电子对之间的斥力＞孤电子对与共用电子对之间的斥力＞共用电子对之间的斥力； （2）双键与双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力 分子结构与性质 3.价层电子对模型即VSEPR模型 价层电子对数 VSEPR模型 2 图示 直线形 3 平面三角形 4 四面体形 5 三角双锥形 6 八面体形 3. 价层电子对数目与空间结构 （1）ABn型：中心原子（A）上的价电子都用于形成共价键 CO2 BF3 CH4 2 4 3 立体结构 直线形 平面三角形 正四面体形 三、价层电子对互斥模型（VSEPR）-预测空间结构 分子结构与性质 第一类 价层电子对数 σ电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 分子构型 CO2 SO3 CO32- CH3+ CH4 NH4+ SO42- VSEPR模型应用——预测分子立体构型 C O O O 【总结1】：若中心原子没有孤对电子，分子构型与VSEPR模型相同。 （2）中心原子上有孤对电子 (未用于形成共价键的电子对) 的分子 范例 　价层电子对数 中心原子孤电子对数 VSEPR模型 空间结构 NH3 　 H2O 　 　　　 三、价层电子对互斥模型（VSEPR）-预测空间结构 分子结构与性质 第二类 价层电子对数 σ电子对数 孤电子对数 VSEPR模型 分子构型 SO2 NO2- NH3 H3O+ CH3- H2O NH2- 【总结2】：若中心原子有孤对电子，分子构型要略去VSEPR模型中的孤对电子。 分子空间结构的确定思路 归纳总结 中心原子价层电子对数n ⇓ ⇓ 分子的空间结构——略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间 分子结构与性质 课堂小结 价层电子对数 VSEPR模型 孤电子对数 分子/离子构型 实例   4   正四面体 0     1     2     3 平面三角形 0     1     2 直线形 0     $$