分子的立体构型 -上课

选修三：物质结构与性质,第二章分子结构与性质,221分子的立体构型,一、形形色色的分子,O2,HCl,H2O,CO2,1、双原子分子（直线型）,2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）,、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）,（平面三角形，三角锥形）,C2H2,CH2O,COCl2,NH3,P4,、五原子分子立体结构,最常见的是正四面体,CH4,C60,C20,C40,C70,资料卡片：,形形色色的分子,.,分子世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。那么分子结构又是怎么测定的呢,？,测分子体结构：红外光谱仪吸收峰分析。,科学视野分子的立体结构是怎样测定的？,同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，什么原因？,思考:,直线形,V形,同为四原子分子，CH2O与NH3分子的的空间结构也不同，什么原因？,思考:,三角锥形,平面三角形,1、要点：对ABn型的分子或离子，分子或离子的空间构型取决于中心原子A周围的价层电子对数。价层电子对尽可能彼此远离，使它们之间的斥力最小，分子体系能量最低。价层电子对数通常采取斥力最小对称分布：2对:直线型；3对：平面三角形；4对：四面体；5对：三角双锥；6对：双四棱锥(八面体)。,二、价层电子对互斥理论(VSEPR模型),预测分子结构的简单理论,二、价层电子对互斥理论(VSEPR模型),预测分子结构的简单理论,2、分子构型预测举例,（1）基本概念：（以氨分子为例说明）HNH3HNH,中心原子,配位原子,配位数,孤电子对,键电子对,键电子对,键电子对,写出结构式，该原子连接两个或两个以上原子，就属于中心原子，该原子只连一个原子，就不是中心原子。如有机物中氢肯定不是中心原子，它只能形成一个键，永远在端点上。一个分子中可能有多个中心原子，如甲醇中，碳、氧均可看作中心原子。,.,2.价层电子对数的计算,价层电子对数,=键电子对数+中心原子上的孤电子对数,键电子对数=键个数=与中心原子结合的原子数,中心原子上的孤电子对数=（a-xb),配位原子,价层电子对是指分子的中心原子上的电子对，包括键电子对和中心原子上的孤电子对（不包括键电子对）。,.,式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数；X为与中心原子结合的原子数；(称“配位原子”或“端位原子”）b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，H为1，其它原子等于“8该原子的价电子数”。,.,对于阳离子来说，a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，x和b的计算方法不变；对于阴离子来说，a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数（绝对值），x和b的计算方法也不变。,.,.,表24几种分子或离子的中心原子上的孤电子对数,S,6,2,2,1,N,5-1=4,4,1,0,C,4+2=6,3,2,0,中心原子上的孤电子对数=（a-xb),.,思考与交流,1.以S和P为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它的价电子数？,对主族元素来说，其价电子数与其族序数相当。S是第三周期A族的元素，其价电子数为6；P是第三周期A族的元素，其价电子数为5；,2.以N和CI为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它最多能接受的电子数？,N为第二周期A族的元素，其价电子数为5，故其最多能接受的电子数为3；CI第三周期A族的元素，其价电子数为7；故其最多能接受的电子数为1；,.,计算时应注意：(1)氧族元素原子作为配位原子时，可认为不提供电子，但作为中心原子时可认为它所提供所有的6个价电子。(2)如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43-中P原子价层电子数就加上3，而NH4中N原子的价层电子数应减去1(3)如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当作电子对来看待,价层电子对数计算方法对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定：n=,.,确定价层电子对的空间构型,分子空间构型确定,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。,价层电子对数目与价层电子对构型关系,一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键.,路易斯结构式,.,图215H2O、NH3的VSEPR模型和立体构性,下表（表25）列举了应用价层电子对互斥理论对几种分子或离子的立体构型的推测。,路易斯结构式,.,.,注意：VSEPR模型与分子空间构型并不一致。当中心原子上无孤电子对数时，则两者相一致。当中心原子上有孤电子对数时，则两者不一致。分子的空间构型从略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对去判断；,3、确定分子的立体结构步骤小结：,（1）先确定中心原子的价层电子对数价层电子对数=键电子对数+孤电子对数（2）确定含孤电子对的VSEPR模型的立体结构价层电子对数n与VSEPR模型的立体结构的关系n=2n=3n=4n=5n=6直线型平面三角形四面体三角双锥体八面体（3）略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，便得到了实际的立体结构,中心原子上的孤电子对数(a-xb)/2,.,思考与交流：教材P39,确定BF3、NH和SO的VSEPR模型和它们的立体构型。,BF3：AY3型，VSEPR模型为平面三角形，分子构型为平面三角形；,NH：AY4型，VSEPR模型为正四面体形，离子构型为正四面体形；,SO：AY4（AX3E）型，VSEPR模型为四面体形，离子构型为三角锥形。,.,总结：,.,.,.,.,直线形,平面三角形,正四面体形,V形,三角锥形,直线形,平面三角形,正四面体形,四面体形,四面体形,2,3,4,4,4,（1）如果中心原子无孤电子对，则分子立体构型与VSEPR模型相同,课堂练习,1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl42.下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A.H2OB.CO2C.C2H2D.P4,B,BC,3