2.2.1分子的空间结构第1课时多样的分子空间结构课件2025-2026学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

1、知道分子的结构是可以测定的，红外光谱技术是测定物质结构的基本方法；能说明红外光谱等实验手段在物质结构研究中的应用。 2、结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，体会共价分子的多样性和复杂性。能借助实物模型等建立对分子的空间结构的直观认识。 3.理解价层电子对互斥模型的含义，能根据有关理论判断简单分子或离子的空间结构。（重、难） 第二节 分子的空间结构 第1课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构 价层电子对互斥模型 第二章 分子结构与性质 导 C60 金刚石 S8 分子是很小的微粒，我们肉眼是看不到分子，科学家是怎么知道分子结构的呢？ 思+议 阅读课本P41-47 1.分子结构的测定有哪些方法？ 2.三原子分子的空间结构有什么形状？键角为多少？ 四原子分子的空间结构有什么形状？键角为多少？ 五原子分子的空间结构有什么形状？键角为多少？ 3.什么是价层电子对互斥模型？如何计算价层电子对数？ 4.结合课时练P30过程建构表格与课本P46表格，思考价层电子对数、价层电子对互斥模型、空间结构的关系。 展+评 分子结构的测定 测定化学键或官能团 测定相对分子质量 红外光谱仪 质谱仪 X射线衍射仪 测定键长、键角等 相对分子质量＝最大质荷比 课堂小练 1.某有机化合物A的红外光谱和质谱图如下图所示，由此可判断该有机化合物A是 (　 　) A.甲醇 B.甲烷 C.丙烷 D.乙烯 A　 展+评 多样的分子空间结构 1、三原子分子常见的空间结构：直线形或V形(又称角形) 化学式 空间 结构 结构式 键角 分子的 空间结构模型 CO2 H2O 直线形 V形 O＝C＝O O H H 180o 105o 展+评 多样的分子空间结构 2、四原子分子常见的空间结构：平面三角形或三角锥形 化学式 空间 结构 结构式 键角 分子的 空间结构模型 CH2O NH3 平面 三角形 三角 锥形 120o 107o O＝C H H N H H H 展+评 多样的分子空间结构 3、五原子分子常见的空间结构：四面体形 化学式 空间 结构 结构式 键角 分子的 空间结构模型 CH4 正四面 体形 109o28′ 展+评 多样的分子空间结构 4、其他多原子分子的空间结构 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 直线形 V形 CO2 H2O 三角锥形 平面三角形 CH2O NH3 CO2 和 H2O同为三原子分子，CH2O 和 NH3同为四原子分子，为什么他们的空间结构不同？ 为了探其原因，发展了许多结构理论。 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥(VSEPR models)模型，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。 观点：分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 内容：排斥力趋向于尽可能将价电子对之间远离，夹角尽可能张大，这样会使排斥力尽可能小。 不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子的空间结构。 分子中成键数目最多的原子 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数 分子 中心原子 共价键 σ键数 σ键电子对数 H2O NH3 CO2 O O−H 2 2 N N−H 3 3 C C＝O 2 2 注：多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对。 中心原子结合的原子数 1、中心原子上价层电子对的计算 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数 方法一：根据电子式直接确定 孤电子对数： 0 1 2 多中心原子的孤电子对数一般利用电子式（或结构式）直接确定 例：H2O2 H — O—O—H ·· ·· ·· ·· 练习：根据肼（N2H4）结构式确定N的孤电子对 ·· ·· 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 价层电子对数＝σ 键电子对数＋中心原子上的孤电子对数 方法二：公式计算中心原子上的孤电子对数= a: 中心原子的价电子数 分子：a=中心原子的价电子数(主族元素：最外层电子数) 阳离子：a=中心原子的价电子数-离子的电荷数； 阴离子：a=中心原子的价电子数 + Ι离子的电荷数Ι。 x ：为与中心原子结合的原子数 b ：为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (H为1，其他原子为“8-该原子的价电子数”） 课堂小练 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 CO2 CO32- NH4+ H3O+ SO32- 计算中心原子上的孤电子对数= C 4 2 2 (4-2×2)÷2＝0 C N 4-(-2)=6 3 2 (6-3×2)÷2＝0 5-1=4 4 1 (4-4×1)÷2＝0 O 6-1=5 3 1 (5-3×1)÷2＝1 S 3 2 (8-3×2)÷2＝1 6-(-2)=8 （a-xb） — 2 1 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 价层电子对互斥模型： 价层电子对数 2 3 4 5 6 电子对的排列方式 VSEPR模型 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥 正八面体 价层电子对 互相排斥 尽可能远离 能量最低最稳定 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 化学式 BeCl2 CO2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O σ键电子对 孤电子对 价层电子对 VSEPR模型 分子空间结构 2 2 3 4 4 3 2 0 1 0 0 0 1 2 2 3 3 4 4 4 4 直线 平面 三角 平面 三角 四面体 四面体 四面体 四面体 直线 V形 平面 三角 正四 面体 正四 面体 三角锥 V形 三、VSEPR模型 2 0 2 直线 直线 四、分子的空间结构 略去孤电子对 展+评 价层电子对互斥模型（VSEPR模型） 价层电子对互斥构型(VSEPR模型)是价层电子对的空间构型。 两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对： 当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致； 当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。 分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。 补充 注意：多中心原子的分子，中心原子孤电子对的计算公式不适合。 问题：C2H2、C2H4、C2H6、苯分子中碳原子的空间构型如何？ 拓展 孤电子对影响分子键角 1、实验测得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′？ 成键电子对相互排斥 一对孤电子对对成键电子对排斥 两对孤电子对对成键电子对排斥 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。 结论：价层电子对数相同时，孤电子对数越多，键角越小 拓展 问题：同为三角锥形结构，键角NH3>PH3 而NH3>NF3？H2O和H2S都是V形结构，但键角：H2O>H2S？从电负性的角度分析原因。 中心原子的电负性越大，成键电子对更靠近中心原子，成键电子对之间斥力增大，所以键角增大。 配位原子的电负性越大，成键电子对远离中心原子，成键电子对之间斥力减小，所以键角减小。 结论：分子空间结构相同时，中心原子电负性越大，键角越大；配位原子电负性越大，键角越小。 检 1、下列各组分子或离子的空间结构不相似的是（ ） A. SO2和O3 B. NH4+和CH4 C. H3O+和NH3 D. CO2和H2O V形（或角形） 正四面体形 三角锥形 直线形 V形（或角形） D 原子总数 粒子 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 空间构型 3 CO2 SO2 H2O HCN 4 BF3 NH3 H3O+ CH2O 5 CH4 SO42- 0 直线形 直线形 2 1 V形 平面三角形 3 2 V形 4 四面体形 0 直线形 2 直线形 0 平面三角形 3 平面三角形 1 三角锥形 4 四面体形 1 三角锥形 4 四面体形 0 平面三角形 3 平面三角形 0 正四面体形 正四面体形 4 正四面体形 0 4 正四面体形 $