第2章 第2节 第1课时 分子空间结构的理论分析-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件PPT（鲁科版，双选）

该高中化学课件聚焦分子空间结构的理论分析，核心涵盖杂化轨道理论、价电子对互斥理论及等电子原理，通过“新新导学”“合作探究”等模块，以甲烷结构引入杂化类型，衔接价电子对互斥模型，搭建从基础概念到复杂分子（如苯、NH₃）分析的学习支架。 其亮点在于以化学观念为核心，通过科学思维建构杂化类型与空间构型对应表，结合合作探究（如中心原子杂化判断）和典题应用（如H₂O、CO₂空间结构分析），培养学生微观探析与模型认知能力，教师可借助随堂演练和归纳总结提升教学效率，助力学生深化结构决定性质的理解。

第2章 微粒间相互作用与物质性质 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2节　共价键与分子的空间结构 第1课时　分子空间结构的理论分析 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 新知导学 夯实基础 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 能量相近 杂化轨道 更大 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 1 1 1 2 1 3 2 3 4 直线 平面三角 正四面体 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 2p 肩并肩 大π键 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 成键电子对 孤电子对 相互排斥 成键 孤电子对 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 中心原子的价电子数 未成对电子数 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 直线形 正四面体 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 三角双锥 正八面体 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 化学通式 价电子总数 分子或离子 空间结构 化学键类型 正四面体 三角锥形 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 合作探究 素能提升 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 随堂演练 对点落实 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 课 时 作 业（八） 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 谢谢观看！ 第2章　微粒间相互作用与物质性质 化 学 选择性必修 2 新 知 导 学 课 时 作 业 合 作 探 究 随 堂 演 练 [素养发展目标]　1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用相关理论和模型进行解释和预测。　2.了解一些杂化轨道理论的基本思想，并能用杂化轨道知识解释甲烷、乙烯、乙炔、氨、苯等分子中共价键的形成原因以及相应分子的空间结构。　3.理解价电子对互斥理论和等电子原理。 一、杂化轨道理论 1．甲烷分子的组成和结构 分子式 空间结构 空间填充模型 球棍模型 CH4 2．杂化轨道理论 (1)杂化原子轨道(杂化轨道) ①原子轨道的杂化：原子内部________的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程。 ②杂化轨道：原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道叫杂化原子轨道，简称________。 ③特点：形成杂化轨道可以使原子与其他原子的原子轨道成键时重叠的程度____，形成的共价键更牢固。 (2)甲烷中碳原子的杂化类型 3．杂化轨道的类型 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道及数目 __个s轨道和__个p轨道 __个s轨道和__个p轨道 __个s轨道和__个p轨道 杂化轨道的数目 __个 __个 __个 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 空间构型 ____形 ________形 ________形 实例 C2H2、BeCl2 C2H4、BF3 CH4、CCl4 4．苯分子的空间结构分析 (1)苯的空间结构 (2)苯分子中的大π键：六个碳原子上各有一个未参与杂化的垂直于碳环平面的____轨道，这六个轨道以“______”的方式重叠形成含有六个电子、属于六个碳原子的______。 eq \a\vs4\al(微点拨) sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。　　 二、价电子对互斥理论 1．价电子对互斥理论 (1)基本观点：分子中的中心原子的价电子对——__________和________由于________作用，处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。 (2)空间取向的说明 ①两个原子之间的____电子不论是单键还是多重键，均看作一个空间取向； ②一对________可以看作一个空间取向。 (3)孤电子对的计算方法 中心原子的孤电子对数＝(__________________－其他原子的____________之和)/2。 例：H2O的中心原子为O原子，其价电子数为6，H原子的未成对电子数为1，可知：氧原子上的孤电子对数＝ eq \f(6－1×2,2) ＝2。 2．价电子对与分子空间结构的对应关系表 ABn 价电子对数 空间结构模型 分子的空间结构 键角 n＝2 2 ______ 180° n＝3 3 平面三角形 ________ n＝4 4 ________ 109°28′ 120° ABn 价电子对数 空间结构模型 分子的空间结构 键角 n＝5 5 ________ 90°、120° n＝6 6 ________ 90° 3．等电子原理 (1)基本观点：________相同且__________相等的__________具有相同的________和相同的__________等结构特征。 (2)举例 离子 通式 中心原子杂化类型 空间结构 SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 和PO eq \o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4)) AX4 ______ ________ SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 和ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) AX3 ______ ________ sp3 sp3 1．(2022·山东临沂期末)下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是(　　) A．s轨道和p轨道杂化不可能出现sp4杂化 B．杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对 C．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180° B　[由于np能级只有3个原子轨道，所以s轨道和p轨道杂化只有sp3、sp2、sp 3种，不可能出现sp4杂化，A正确；杂化轨道只能用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，不能用于形成π键，B错误；原子轨道发生杂化时，轨道数不变，但轨道的形状发生了改变，C正确；sp3杂化轨道夹角是109°28′，sp2杂化轨道夹角是120°，sp杂化轨道的夹角为180°，D正确。] 2．下列分子或离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是(　　) A．BF3　　　　　　　 B．NH3 C．H2O D．ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) A　[BF3价电子对数为3＋ eq \f(1,2) ×(3－1×3)＝3＋0＝3，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为平面三角形，故A符合题意；NH3价电子对数为3＋ eq \f(1,2) × (5－1×3)＝3＋1＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，故B不 符合题意；H2O价电子对数为2＋ eq \f(1,2) ×(6－1×2)＝2＋2＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为角形，故C不符合题意；ClO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 价电子对数为3＋ eq \f(1,2) ×(7＋1－2×3)＝3＋1＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，故D不符合题意。] 探究一　中心原子杂化轨道类型的判断 1．碳原子的轨道表示式为。根据共价键理论每个C原子可以结合几个H原子？ 提示：C原子有2个未成对电子，所以仅能结合2个H原子形成化合物CH2。 2．甲烷分子的中心碳原子采用的是什么杂化类型？ 提示：sp3。 3．已知硼氮苯的结构与苯的结构相似，均是平面正六边形结构，则硼氮苯中N原子和B原子的轨道杂化方式是什么？ 提示：由于B原子和N原子均为平面结构，故二者的杂化方式均是sp2杂化。 判断中心原子杂化轨道类型的方法 1．根据杂化轨道的空间结构判断 (1)若杂化轨道在空间的分布为四面体，则中心原子发生sp3杂化； (2)若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则中心原子发生sp2杂化； (3)若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则中心原子发生sp杂化。 2．根据杂化轨道之间的夹角判断 (1)若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则中心原子发生sp3杂化； (2)若杂化轨道之间的夹角为120°，则中心原子发生sp2杂化； (3)若杂化轨道之间的夹角为180°，则中心原子发生sp杂化。 3．根据中心原子的价电子对数判断 (1)若价电子对数为2，则中心原子发生sp杂化； (2)若价电子对数为3，则中心原子发生sp2杂化； (3)若价电子对数为4，则中心原子发生sp3杂化。 1．下列各项中分子的中心原子形成的杂化轨道类型相同的是(　　) A．CO2与H2O　　　　　　 B．CH4与NH3 C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4 B　[C2H2、CO2和BeCl2的中心原子都是采取sp杂化，C2H4、BF3的中心原子都是采取sp2杂化，CH4、H2O和NH3的中心原子都是采取sp3杂化。故B项正确。] 探究二　价电子对互斥理论对分子空间结构的判断 1．VSEPR模型和分子的空间结构二者相同吗？ 提示：不一定相同。VSEPR模型指的是包括σ键电子对和孤电子对在内的空间构型；分子的空间结构指的是组成分子的所有原子(只考虑分子内的σ键)所形成的空间结构。若分子中没有孤电子对，VSEPR模型和分子空间结构一致；若分子中有孤电子对，VSEPR模型和分子空间结构不一致。 2．SiCl4、SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 、SiO eq \o\al(\s\up1(4－),\s\do1(4)) 、PO eq \o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4)) 四种微粒是等电子体吗？为什么？若是，微粒的空间结构是什么？ 提示：SiCl4、SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) 、SiO eq \o\al(\s\up1(4－),\s\do1(4)) 、PO eq \o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4)) 四种微粒的组成通式和价电子总数都相等，互为等电子体，都呈四面体结构。 3．NH3和H3O＋两种微粒是等电子体吗？为什么？若是，微粒的空间结构是什么？ 提示：NH3和H3O＋两种微粒的组成通式和价电子总数都相等，是等电子体，其空间结构是三角锥形。 VSEPR模型预测分子或离子的立体构型 1．中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子 ABn n＝2 n＝3 n＝4 价电子 对数 2 3 4 ABn n＝2 n＝3 n＝4 电子对 排布方 式　　 立体构型名称 直线形 平面三角形 正四面体形 ABn n＝2 n＝3 n＝4 键角 180° 120° 109°28′ 实例 CO2 BF3 CH4 2．中心原子上有孤电子对的分子 对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。 化学式 含孤电子对的 VSEPR模型 分子或离子 的立体构型 分子或离子的 立体构型名称 H2O 角形 化学式 含孤电子对的 VSEPR模型 分子或离子 的立体构型 分子或离子的 立体构型名称 NH3 三角锥形 HCN 直线形 化学式 含孤电子对的 VSEPR模型 分子或离子 的立体构型 分子或离子的 立体构型名称 H3O＋ 三角锥形 SO2 角形 2．有下列分子或离子：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) ，⑦BF3，⑧SO2。 粒子的空间结构为直线形的有________；粒子的空间结构为角形的有________；粒子的空间结构为平面三角形的有________；粒子的空间结构为三角锥形的有________；粒子的空间结构为正四面体形的有________。 解析：　中心原子上孤电子对数及粒子的空间结构如下表。 ABn 中心原子 孤电子对数 分子或离子 分子或离子的 空间结构 AB2 0 CS2 直线形 AB3 CH2O、BF3 平面三角形 AB4 NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) 正四面体 ABn 中心原子 孤电子对数 分子或离子 分子或离子的 空间结构 AB2 1 SO2 角形 AB3 PCl3、H3O＋ 三角锥形 AB2 2 H2S 角形 答案：　①　③⑧　④⑦　②⑤　⑥ 1．下列关于杂化轨道的叙述正确的是(　　) A．杂化轨道可用于形成σ键，也可用于形成π键 B．杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对 C．NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的 D．在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—H σ键 B　[杂化轨道只用于形成σ键，或用来容纳未参与成键的孤电子对，不能用来形成π键，B正确，A错误；NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的，C错误；在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的1s轨道重叠形成2个C—H σ键，剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—C σ键，D错误。] 2．下列分子中，中心原子的杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是(　　) A．H2O、SO2　　　　　　 B．BeCl2、CO2 C．H2O、NH3 D．NH3、HCHO B　[A项，H2O中氧原子为sp3杂化，分子的空间结构为角形，SO2中硫原子为sp2杂化，分子的空间结构为角形；B项，BeCl2和CO2的中心原子都是sp杂化，分子的空间结构为直线形；C项，NH3中氮原子为sp3杂化，分子的空间结构为三角锥形；D项，HCHO中碳原子为sp2杂化，分子的空间结构为平面三角形。] 3．用VSEPR模型预测下列分子或离子的空间结构，其中不正确的是(　　) A．NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) 为正四面体形 B．CS2为直线形 C．HCN为折线形(角形) D．PCl3为三角锥形 C　[NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) 、CS2、HCN、PCl3结构中价电子对数分别为4对、2对、2对、4对，VSEPR模型分别为正四面体形、直线形、直线形、四面体形，其中前三者中心原子均参与成键，空间结构就是VSEPR模型，PCl3分子中有1对孤电子对，所以空间结构为三角锥形。] 4．(1)在形成氨气分子时，氮原子中的原子轨道发生sp3杂化形成4个________________，形成的4个杂化轨道中，只有________个含有未成对电子，所以只能与________个氢原子形成共价键，又因为4个sp3杂化轨道有一对_______________，所以氨气分子中的键角与甲烷不同。 (2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：　(1)在形成NH3分子时，氮原子的2p轨道和2s轨道发生sp3杂化，形成4个杂化轨道，含有一对孤电子对，3个未成键的单电子，可以与3个氢原子形成3个σ键。(2)H3O＋的价电子对数为4对，所以杂化方式为sp3杂化；H3O＋中只有一对孤电子对，H2O中有两对孤电子对，对形成共价键的排斥力H2O大于H3O＋，使得H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。 答案：　(1)sp3杂化轨道　3　3　孤电子对 (2)sp3　H3O＋离子中有一对孤电子对，H2O分子中有两对孤电子对，对形成的H—O键的排斥力：H2O大于H3O＋，造成H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大 $