第2章 第2节 第1课时 分子结构与价层电子对互斥模型（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版 多选）

该高中化学课件聚焦“分子结构与性质”中分子空间结构及价层电子对互斥模型，通过“新知学习探究”栏目导入，衔接分子结构基础与空间构型判断，以空间构型分类（直线形、V形等）、键角数据（180°、105°等）及价电子数计算为学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于采用“新知-巩固-达标”结构化栏目设计，结合科学思维中的模型建构，通过平面三角形（120°）、三角锥形（107°）等实例，深化结构决定性质的化学观念。学生能系统掌握构型判断方法，教师可依托清晰环节提升教学效率。

第二节　分子的空间结构 第1课时　分子结构与价层 电子对互斥模型 第二章　分子结构与性质 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 新知学习探究 01 随堂巩固演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 新 知 学 习 探 究 栏目导航 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 化学性质 红外光谱 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 振动频率 吸收峰 化学键 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 羟基 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 直线 V 180° 105° 直线形 V形 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 平面三角 三角锥 120° 107° 平面三角形 三角锥形 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 四面体 109°28′ 正四面体形 109°28′ 正四面体形 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 σ键电子对 中心原子上的孤电子对 对称 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 3 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数 离子的电荷数 中心原子的价电子数 离子的电荷数(绝对值) 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 与中心原子结合的电子数 最多能接受的电子数 1 8－该原子的价电子数 σ键电子对数 孤电子对数 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 2 4 四面体 V 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 随 堂 巩 固 演 练 栏目导航 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 知 能 达 标 训 练 栏目导航 点击进入Word 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 谢谢观看 栏目导航 第二章　分子结构与性质 1 [素养目标]　 1.了解分子结构的测定方法——红外光谱和质谱法。 2.认识共价分子结构的多样性和复杂性，知道微观结构对分子空间结构的影响，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 3.可运用价层电子对互斥模型对简单分子或离子的空间结构进行解释和预测，建立解决分子结构判断的思维模型，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 知识点一　分子结构的测定 1．分子结构的最早测定方法 早年的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分子的结构。 2．现代的分子结构测定方法 科学家应用____________、晶体X射线衍射等现代仪器和方法测定分子的结构。 3．红外光谱仪工作原理 (1)原理：当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的____________相同的红外线，再记录到图谱上呈现__________。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__________或官能团的信息。 (2)红外光谱仪原理示意图 由此红外光谱图可推测该物质中含有________(填名称)官能团。 4．相对分子质量的测定——质谱法 (1)原理：用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间将因质量不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。 (2)质荷比：指分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值。质谱图中，质荷比的最大值就表示样品分子的相对分子质量。 1．红外光谱可以推断化学键或官能团的种类，能否确认化学键或官能团的个数？ 提示：不能。 2．如图为甲苯分子的质谱图： 读谱：相对分子质量＝最大质荷比，甲苯的相对分子质量为________。 提示：92 1．现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是(　　) A．质谱法　　　　　　　 B．晶体X射线衍射法 C．核磁共振氢谱法 D．红外光谱法 解析　现代化学常用质谱法测定分子的相对分子质量。 答案　A 2．设H＋的质荷比为1，某有机物样品的质荷比如图(假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离子多少有关)，则该有机物可能是(　　) A．CH3OH　　　　　 B．C3H8 C．C2H4 D．CH4 解析　有机物样品中的质荷比的最大值为该物质的相对分子质量，从图中可知该有机物的相对分子质量为16，即为CH4。 答案　D 知识点二　多样的分子空间结构 1．三原子分子的空间结构 有________形和______形两种，如： 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构模型 空间结 构名称 CO2 O==C==O ______ __________ H2O ______ ________ 2．四原子分子 大多数采取____________形和__________形两种空间结构，如： 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构模型 空间结 构名称 CH2O 约______ ______________ NH3 ______ ____________ 3．五原子分子 形状更多，最常见的是__________形，如： 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 模型 空间结 构名称 CH4 ________ _________ CCl4 ________ _________ 1．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，H2S分子是哪种空间结构？二硫化碳(CS2)分子中，两个C===S的夹角是180°，CS2分子是哪种空间结构？ 提示：V形　直线形 2．科学家研制出可能成为高效火箭推进剂的N(NO2)3的结构简式如图所示。 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____________。 提示：三角锥形 3．四原子分子一定都是平面三角形或三角锥形？ 提示：不一定，如乙炔分子(C2H2)是四原子分子其空间结构为直线形。 几种常见分子的空间结构 (1)常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。 (2)常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等。 (3)常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。 (4)常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等。 (5)常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。 1．以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′的是(　　) ①CH4　②SiCl4　③CH3Cl　④P4 A．①②④　　　　　　　 B．①②③④ C．①②③ D．①② 解析 在CH4和SiCl4中，结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′；CH3Cl中氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半径不同，空间结构不是正四面体形；P4是正四面体结构，键角为60°。 答案　D 2．(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为________。 (2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C===S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为________。 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是__________(填字母)。 a．两个键之间的夹角为109°28′ b．C—H为极性共价键 c．4个C—H的键能、键长都相等 d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体) 解析　(3)五原子分子CH4可能有平面四边形和正四面体两种空间结构，不管为哪种，b、c两项都成立；若为前者，则键角为90°，CH2Cl2有两种：；若为后者，则键角为109°28′，CH2Cl2只有一种。 答案　(1)V形　(2)直线形　(3)ad 知识点三　价层电子对互斥模型 1．原理 分子中的价层电子对(包括___________和_____________________) 由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取________的空间结构。电子对之间的夹角越大，排斥力越小。 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 由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。如NH3分子中，N有____个σ键电子对。 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．a表示中心原子的____________。 对于主族元素：a＝______________________。 对于阳离子：a＝______________________－________________。 对于阴离子： a＝______________________＋__________________________。 (a－xb) b．x表示__________________________。 c．b表示与中心原子结合的原子______________________，氢为______，其他原子＝________________________。 (3)价层电子对数＝________________＋______________。 3．VSEPR模型和分子的空间结构 H2O的中心原子上有____个孤电子对，与中心原子上的σ键电子对相加等于____，它们相互排斥形成__________形VSEPR模型。略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，因而H2O分子呈____形。 1．价层电子对互斥理论说明的是分子的空间结构吗？ 提示：不是。价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的空间结构，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对。 2．试解释CH4键角(109°28′)、NH3键角(107°)、H2O键角(105°)依次减小的原因。 提示：CH4、NH3、H2O的中心原子价层电子对都为4，但CH4分子中C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1个孤电子对，H2O分子中O原子上有2个孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小。 3．用价层电子对互斥模型回答下列问题(点“·”的原子为中心原子)。 化学式 σ键电子对数 孤电子对数 空间结构 PCl3 SO2 SO OF2 ClF 提示： 化学式 σ键电子对数 孤电子对数 空间结构 PCl3 3 (5－3×1)＝1 三角锥形 SO2 2 (6－2×2)＝1 V形 SO 4 [(6＋2)－4×2]＝0 正四面体形 OF2 2 (6－2×1)＝2 V形 ClF 2 [(7－1)－2×1]＝2 V形 4．乙醇和乙酸可以用“价层电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。 (1)根据材料中的图示，结合价层电子对互斥模型分析乙醇分子中C—O—H的空间结构。 提示：乙醇分子中，羟基上的氧原子有2个成键电子对和2个孤电子对(见图中乙醇结构中的①、②、③、④)，氧原子价层电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子(氧原子)上的孤电子对后可得 C—O—H呈V形。 (2)根据材料中的图示，结合价层电子对互斥模型分析乙酸分子中的空间结构。 提示：在乙酸分子中，中心原子是羰基()上的碳原子，中心原子上的价层电子对均为成键电子对(见图中乙酸结构中的①、②、③)，C===O上的成键电子对仅有一个空间取向，因此中心碳原子(羰基碳)的价层电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，呈平面三角形。 分子空间结构的确定思路 1．下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是(　　) A．PCl5 B．NO C．SiCl4 D．PbCl2 解析　PCl5中中心原子磷原子含有的孤电子对数＝×(5－5×1)＝ 0，故A不选；NO中中心原子氮原子含有的孤电子对数＝×(5＋1－3×2)＝0，故B不选；SiCl4中中心原子硅原子含有的孤电子对数＝×(4－4×1)＝0，故C不选；PbCl2中中心原子铅原子含有的孤电子对数＝×(4－2×1)＝1，故D选。 答案　D 2．已知：①CO2　②PCl3　③H2O　④ ⑤H3O＋　⑥NH　⑦BF3　⑧SO2。请回答下列问题： (1)中心原子没有孤电子对的是________(填序号，下同)。 (2)空间结构为直线形的分子或离子有________；空间结构为平面三角形的分子或离子有__________。 (3)空间结构为V形的分子或离子有________。 (4)空间结构为三角锥形的分子或离子有________；空间结构为正四面体形的分子或离子有________。 解析　①CO2的中心原子的价层电子对数＝2＋＝2，不含孤电子对，故为直线形；②PCl3的中心原子的价层电子对数＝3＋＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；③H2O的中心原子的价层电子对数＝2＋＝4，含2对孤电子对，故为V形结构；④的中心原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑤H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋＝4，含1对孤电子对，故 为三角锥形；⑥NH的中心原子的价层电子对数＝4＋＝4，不含孤电子对，故为正四面体形；⑦BF3的中心原子的价层电子对数＝3＋＝3，不含孤电子对，故为平面三角形；⑧SO2的中心原子的价层电子对数＝2＋＝3，含1对孤电子对，故为V形结构。 答案　(1)①④⑥⑦　(2)①　④⑦　(3)③⑧　(4)②⑤　⑥ 利用价层电子对互斥模型 判断分子或离子的空间结构规律 1．若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，只计算构成σ键的电子对数。 2．价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对－孤电子对>孤电子对－成键电子对>成键电子对－成键电子对。孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角也减小。如CH4、NH3和H2O分子中的键角依次减小。 1．能够测定分子结构和化学键的方法是(　　) A．质谱法　　　　　　　 B．红外光谱法 C．紫外光谱法 D．核磁共振氢谱法 解析　质谱法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法；紫外光谱法是用紫外分光光度法测定试样中某一组分的含量的方法；红外光谱法是测定分子结构和化学键的方法；核磁共振氢谱法是测定有机物分子中不同类型氢原子及其数目的一种方法。 答案　B 2．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述正确的是(　　) A．若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面正三角形 B．若AB3分子中的价电子个数为24个，则AB3分子可能为平面正三角形 C．若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥形 D．若AB3分子为三角锥形，则AB3分子一定为NH3 解析　A项，若为PCl3，则分子为三角锥形，错误；B项，BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，正确；C项，若分子为SO3，则为平面正三角形，错误；D项，分子不一定为NH3，也可能为NF3等，错误。 答案　B 3．下列分子和离子中，VSEPR模型与分子或离子的空间结构相同的是(　　) A．NH B．PH3 C．H3O＋ D．SO 解析　NH的中心原子价层电子对数＝4＋＝4，其VSEPR模型为正四面体形，该分子中不含有孤电子对，所以其空间结构为正四面体形，A正确；PH3分子的中心原子价层电子对数＝3＋＝4，其VSEPR模型为正四面体形，该分子中含有1个孤电子对，所以其空间结构为三角锥形，B错误；H3O＋的中心原子价层电子对数＝3＋＝4，其VSEPR模型为正四面体形，该离子中含有1个孤电 子对，所以其空间结构为三角锥形，C错误；SO的中心原子价层电子对数＝3＋＝4，其VSEPR模型为正四面体形，该分子中含有1个孤电子对，所以其空间结构为三角锥形，D错误。 答案　A 4．(2024·黑龙江哈三中高二月考)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列结果错误的是(　　) 选项 分子或离子 价层电子对 互斥模型 分子或离子的空间 结构名称 A CO2 直线形 直线形 B HCHO 平面三角形 平面三角形 C CO 四面体 三角锥形 D H3O＋ 四面体 三角锥形 解析　CO分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，不存在孤电子对，分子或离子的空间结构为平面三角形，C错误。 答案　C 5．价层电子对互斥(简称VSEPR)理论可用于预测简单分子的空间结构。请回答下列问题： (1)利用价层电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构： ①SeO3________；②SCl2________； ③NO________；④NO________；⑤HCHO________； ⑥HCN________。 (2)利用价层电子对互斥理论推断键角的大小： ①甲醛分子中H—C—H的键角_______(填“＞”“＜”或“＝”，下同)120°； ②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角______120°； ③PCl3分子中Cl—P—Cl的键角________109°28′。 (3)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据图示的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式： A：________；B：________。 (4)按要求写出第二周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子________，三角锥形分子________，四面体形分子________。 解析　(1)①SeO3中，Se的价层电子对数为3＋×(6－2×3)＝3，孤电子对数为0，SeO3为平面三角形；②SCl2中，S的价层电子对数为2＋×(6－1×2)＝4，孤电子对数为2，SCl2为V形；③NO中，N的价层电子对数为2＋×(5－1－2×2)＝2，孤电子对数为0，NO为直线形；④NO中，N的价层电子对数为2＋×(5＋1－2×2)＝3，孤电子对数为1，NO为V形； ⑤HCHO分子中有1个碳氧双键，看作1对成键电子，2个C—H单键为2对成键电子，C原子的价层电子对数为3，且无孤电子对，所以HCHO分子的空间结构为平面三角形；⑥HCN分子的结构式为H—C≡N，含有1个C≡N键，看作1对成键电子，1个C—H单键为1对成键电子，故C原子的价层电子对数为2，且无孤电子对，所以HCN分子的空间结构为直线形。 (2)①甲醛为平面形分子，由于C===O键与C—H键之间的排斥作用大于2个C—H键之间的排斥作用，所以甲醛分子中H—C—H的键角＜120°。②SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数是2＋×(4－1×2)＝3，成键电子对数为2，孤电子对数为1，故SnBr2分子的空间结构为角形，Br—Sn—Br的键角＜120°。③PCl3分子中，P的价层电子对数为3＋×(5－1×3)＝4含有1对孤电子对，由于孤电子对与P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用，所以Cl—P—Cl的键角＜109°28′。 (3)AB3型微粒，中心原子上无孤电子对的呈平面三角形，有1对孤电子对的呈三角锥形，所以化学式分别是CH、CH。 (4)第二周期的五种非金属元素B、C、N、O、F组成的中性分子中，平面形分子为BF3，三角锥形分子为NF3，四面体形分子为CF4。 答案　(1)①平面三角形　②V形　③直线形 ④V形　⑤平面三角形　⑥直线形　 (2)①＜　②＜　③＜　(3)CH　CH　 (4)BF3　NF3　CF4 $