2.2 分子的空间构型 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修2

《分子的空间结构》 人教高中化学选择性必修二 第二章 第2节 新课导入 H2O CH4 科学家是如何“看见”这些肉眼无法观察的分子结构的呢？ 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 红外光谱法 测定原理 用途:分析分子中含何种化学键或官能团。 质谱法 测定原理 用途:分析丰度与质核比，判断相对分子质量。 【任务一】分子结构的测定方法 【任务二】多样的分子空间结构   化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 三 原 子 分 子 CO2 H2O O=C=O 180◦ 105◦ 直线型 V型 四原 子 分 子 CH2O NH3 120◦ 107◦ 平面三角形 三角锥形 分子结构的测定 价层电子对互斥模型   化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 五原 子 分 子 CH4 CCl4 109°28′ 109°28′ 正四面体 正四面体 | | H – C – H H H | | Cl – C – Cl Cl Cl 【练一练】判断下列分子或离子的空间构型： ①CS2；②PCl3；③H2S；④CH2O；⑤H3O+；⑥NH4+；⑦BF3；⑧SO2 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型 分子结构的测定 【任务三】价层电子对互斥模型 ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对间存在排斥力，使分子空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，斥力最小，能量最低，最稳定 （即：价层电子对 = σ键 + 孤电子对，价层电子对之间尽可能远离） 【拓展补充】 “价层电子对互斥模型”又名“VESPR模型” 使英文：Valence Shell Electron Pair Repulsion 的首字母缩写 【思考3】根据价层电子对互斥原理尝试分析 为什么CH4是正四面体，NH3是三角锥型 CH4 甲烷的4个σ键相互排斥，空间中斥力最小的构型为正四面体形，键角为109°28′ NH3 氨气的3个σ键与1个孤电子对相互排斥，四者空间中斥力最小的构型为四面体，但孤电子对不参与空间构型，因此为三角锥形键角约为107°，与正四面体相似，但略有不同. 价层电子对互斥模型 分子结构的测定 【任务四】VSEPR模型与分子空间结构的判断 价层电子对 = σ键 + 孤电子对 孤电子对数 ( a – xb ± c ) a = 中心原子最外层电子数 = 主族序数 x = 与中心原子结合的原子数 b = 其他原子的可接受电子数 = 8-族序数 （H=1） c = 离子所带电荷数（阴加阳减） 【例如】H2O、 NH3分子中，价层电子对数各是多少？ 价层电子对互斥模型 分子结构的测定 共价键的极性 【总结归纳】常见VSEPR模型 与 分子/离子空间结构 价层电子对数 VSEPR 模型 σ键+孤电子对 分子或离子 空间结构 键角 n=2 CO2 n=3 SO3、CO32- SO2 n=4 CH4 NH3 H2O、H2S 直线形 平面三角形 四面体形 2+0 直线形 3+0 2+1 平面三角形 V形 4+0 3+1 2+2 正四面体形 三角锥形 V形 180° 120° 109°28′ 价层电子对互斥模型 分子结构的测定 分子 CO2 SO2 H2O NH3 CH4 σ键数+孤电子对 VSEPR模型 空间结构 2+0 2+1 2+2 4+0 3+1 直线形 平面三角形 四面体形 四面体形 四面体形 直线形 V形 V形 正四面体形 三角锥形 离子 CO32- SO42- H3O+ NH4+ σ键数+孤电子对 VSEPR模型 空间结构 3+0 4+0 3+1 4+0 平面三角形 四面体形 四面体形 四面体形 平面三角形 正四面体形 正四面体形 三角锥形 练一练 共价键的极性 杂化轨道理论 分子结构的测定 【思考2】阅读教材P47-48，理解：什么是杂化轨道理论？ 杂化轨道理论 · 要点 1、杂化条件：只有在形成化学键时才能杂化；只有能量相近的轨道间才能杂化 2、杂化特点 ①、杂化轨道数=参加杂化的原子轨道数 ③、为使杂化轨道间的斥力最小，杂化轨道尽可能远离 ②、各杂化轨道能量相同，但比原来的原子轨道能量低，更易成键 ④、杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 3、杂化类型：sp、sp2、sp3…… 价层电子对互斥模型 共价键的极性 杂化轨道理论 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 【思考】根据杂化轨道理论解释，CH4如何形成正四面体结构 C：2s22p2 2s 2p x y z 2s 2p 激发 sp3 杂化 x y z x y z x y z 109°28′ sp3杂化轨道 杂化轨道理论 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp3 杂化 109°28′ sp3杂化轨道 H：1s1 1s x y z CH4 形成CH4时，C原子1个2s轨道和3个2p轨道混杂，形成4个新的能量相同、方向不同的sp3杂化轨道 4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—H σ键 【思考】根据杂化轨道理论解释，CH4如何形成正四面体结构 共价键的极性 杂化轨道理论 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 【思考】根据sp3杂化原理，类比分析，什么是sp2杂化 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp2 杂化 p x y z x y z x y z x y z 由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个能量与形状完全相同的轨道，称之为 sp2杂化轨道 共价键的极性 杂化轨道理论 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 【思考】类比分析，什么是sp杂化 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp 杂化 p x y z x y z x y z x y z 180° sp杂化轨道 由1个s轨道和1个p轨道混杂并重新组合成2个能量与形状完全相同的轨道，称之为 sp杂化轨道 【总结归纳】常见VSEPR模型 与 分子/离子空间结构 中心原子杂化类型 价层电子对数 VSEPR 模型 σ键+孤电子对 分子或离子 空间结构 键角 sp n=2 CO2 sp2 n=3 SO3、CO32- SO2 sp3 n=4 CH4 NH3 H2O、H2S 直线形 平面三角形 四面体形 2+0 直线形 3+0 2+1 平面三角形 V形 4+0 3+1 2+2 正四面体形 三角锥形 V形 180° 120° 109°28′ 分子结构的测定 sp？=价层电子对数-1=σ键数+孤电子对数-1 杂化轨道理论 分子结构的测定 价层电子对互斥模型 1.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( ) A.CO2与SO2 B.CH4与NH3 C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4 B 2.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是( ) ①BF3　②CH2==CH2　③ ④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4 A.①②③ B.①⑤⑥ C.②③④ D.③⑤⑥ A 3.在BrCH==CHBr分子中，C—Br采用的成键轨道是( ) A.sp-p B.sp2-s C.sp2-p D.sp3-p C 谢谢大家！ $