《分子的空间结构(第二课时)》课件

《分子的空间结构（第二课时）》1多样的分子空间结构感受分子是有空间结构的3杂化轨道理论简介解释分子的空间结构分子的空间结构2价层电子对互斥模型预测分子的空间结构电子对数电子对互斥气球空间互斥空间结构234直线形平面三角形正四面体形

分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关。分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥

的结果。价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键

电子对和中心原子上的孤电子对。价层电子对互斥（VSEPR）模型Valence-shellElectron-pairRepulsion价层电子对互相排斥尽可能远离能量最低最稳定2个直线形3个平面三角形4个四面体形用来预测分子的空间结构价层电子对互斥（VSEPR）模型Valence-shellElectron-pairRepulsion109°28′CH4H2ONH3含孤电子对的VSEPR模型中心原子无孤电子对的分子CH4H2ONH3含孤电子对的VSEPR模型中心原子无孤电子对的分子中心原子有孤电子对的分子CH4H2ONH3含孤电子对的VSEPR模型分子的空间结构模型价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数判断VSEPR理想模型略去孤电子对得到分子空间结构VSEPR模型的应用：预测分子的空间结构中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构计算价层电子对数σ键电子对数中心原子上的孤电子对数计算价层电子对数多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对σ键电子对数＝结合原子数计算价层电子对数σ键电子对数中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对数计算价层电子对数方法一：根据电子式直接确定计算中心原子上的孤电子对数方法一：根据电子式直接确定CH4×(4-4×1)＝0NH3×(5-3×1)＝1H2O×(6-2×1)＝2方法二：公式计算中心原子上的孤电子对数＝(a

xb)21212121计算中心原子上的孤电子对数a为中心原子的价电子数（对于主族元素等于原子的最外层电子数）；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（氢为1，其他原子

为“8减去该原子的价电子数”，氧和氧族元素中的S、Se等均为2，

卤族元素均为1方法一：根据电子式直接确定方法二：公式计算中心原子上的孤电子对数＝(axb)计算中心原子上的孤电子对数21分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数CO2SO2CONH练习：+42-3计算中心原子上的孤电子对数＝(axb)21C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数CO2SO2CONH练习：+42-3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＋离子的电荷数(绝对值)x和b的计算方法不变计算中心原子上的孤电子对数＝(axb)21C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数CO2SO2CONH练习：+42-3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＋离子的电荷数(绝对值)x和b的计算方法不变C4+2＝632(6-3×2)÷2＝0N5-1＝441(4-4×1)÷2＝0计算中心原子上的孤电子对数＝(axb)212-3C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1分子或离子孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型VSEPR理想模型名称分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构名称CO20SO21CO0NH02-3+40+2＝21+2＝30+3＝30+4＝4直线形平面三角形平面三角形正四面体形直线形V形平面三角形正四面体形预测分子的空间结构的步骤1.计算中心原子的成键电子对数＝结合原子数2.计算中心原子上的孤电子对数3.价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数4.确定VSEPR理想模型5.略去孤电子对，确定分子的空间结构VSEPR模型的应用分子或离子中心原子孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型分子的空间结构HC≡NO3练习应用VSEPR模型预测分子的空间结构分子或离子中心原子孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型分子的空间结构HC≡NO3练习应用VSEPR模型预测分子的空间结构(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直线形直线形分子或离子中心原子孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型分子的空间结构HC≡NO3O(O)2平面三角形V形练习应用VSEPR模型预测分子的空间结构(6-2×2)÷2＝11+2＝3(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2直线形直线形练习下列说法中正确的是(

)A.SO2中S原子无孤电子对B.NF3的VSEPR模型与其分子的空间结构一致C.O3和SO2空间结构相同D.BeCl2的空间结构为V形分子中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型分子的空间结构SO2O3NF3BeCl2平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3四面体形三角锥形(5-3×1)÷2＝11+3＝4分子中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型分子的空间结构SO2O3NF3BeCl2平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3平面三角形V形(6-2×2)÷2＝11+2＝3四面体形三角锥形(5-3×1)÷2＝11+3＝4直线形直线形(2-2×1)÷2＝00+2＝2练习下列说法中正确的是(

)A.SO2中S原子无孤电子对B.NF3的VSEPR模型与其分子的空间结构一致C.O3和SO2空间结构相同D.BeCl2的空间结构为V形C确定孤电子对数确定价层电子对数VSEPR理想模型分子的空间结构1.电子式2.计算(a-xb)价层电子对数＝成键电子对数＋孤电子对数价层电子对数VSEPR理想模型2直线形3平面三角形4正四面体形略去孤电子对212s2p碳原子的价层电子排布：2s22p2解释CH4的空间结构为正四面体形xyz2s2p碳原子的价层电子排布：2s22p2解释CH4的空间结构为正四面体形预习：杂化轨道理论xyz2s2p碳原子的价层电子排布：2s22p2解释CH4的空间结构为正四面体形探究1分子的空间结构特点与键角之间的关系【问题探究】在宏观世界中,花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠爱因斯坦曾感叹:“在宇宙的秩序与和谐面前,人类不能不在内心里发出由衷的赞叹,激起无限的好奇。”实际上,宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。根据信息分析下列分子可能的空间结构。(1)H2S中两个H—S的键角接近90°,BeCl2中两个Be—Cl的键角是180°,推测H2S和BeCl2的分子的空间结构分别是怎样的。提示

H2S的空间结构是V形,BeCl2的空间结构是直线形。(2)科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(),已知该分子中N—N—N的键角都是108.1°;P4中共有六条P—P,每两条P—P间的夹角均为60°,试推测N(NO2)3中四个氮原子及P4中的四个磷原子围成的空间结构。提示

由于N—N—N键角都是108.1°,所以四个氮原子围成三角锥形,P4为正四面体形。(3)根据分子组成为AB3(或A3B)、AB4,能确定它们的空间结构吗?提示

AB3(或A3B)型分子可能是平面三角形分子,也可能是三角锥形分子;AB4型分子一定是正四面体形分子。(4)CH3Cl分子是正四面体形结构吗?提示

C—H与C—Cl的键长不一样,所以CH3Cl是四面体形,但不是正四面体形。【深化拓展】常见的分子空间结构原子个数空间结构举例键角2直线形HCl—3直线形CO2180°V形H2O105°4平面三角形CH2O约120°三角锥形NH3107°正四面体形P460°5正四面体形CH4109°28'【素能应用】典例1下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是(

)A.键角为180°的分子,空间结构是直线形B.键角为120°的分子,空间结构是平面三角形C.键角为60°的分子,空间结构可能是正四面体形D.键角为90°~109°28'之间的分子,空间结构可能是V形答案

B解析

键角为180°的分子,空间结构是直线形,如CO2分子是直线形分子,A正确;苯分子的键角为120°,但其空间结构是平面正六边形,B错误;白磷分子的键角为60°,空间结构为正四面体形,C正确;水分子的键角为105°,空间结构为V形,D正确。变式设问

P4是正四面体构型,CH4也是正四面体构型,二者结构相同吗?提示

不相同,P4分子中4个原子位于正四面体的四个顶点,CH4中C原子位于正四面体的体心,H原子位于正四面体的顶点。规律总结

分子或离子的空间结构与键角的关系

分子类型键角空间结构实例AB2180°直线形CO2、BeCl2、CS2<180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角锥形NH3、H3O+、PH3AB4109°28'正四面体形CH4、

、CCl4变式训练1下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是(

)A.CH4、CS2、BF3

B.CO2、H2O、NH3C.C2H4、C2H2、C6H6 D.CCl4、BeCl2、PH3答案

C解析

题中的CH4和CCl4为正四面体形分子,NH3和PH3为三角锥形分子,这几种分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子,C2H4为平面形分子,C6H6为平面正六边形分子,这些分子都是平面形结构。探究2利用价层电子对互斥模型判断粒子空间结构的思路方法【问题探究】ABm型分子或离子的价层电子对数利用上式计算A原子价层电子对数时需注意:(1)氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子,作为与中心原子结合的原子B时不提供价电子。(2)卤素原子作为中心原子A时提供7个价电子,作为与中心原子结合的原子B时提供1个价电子。问题思考:(1)根据上述信息分析BCl3的价层电子对数、价层电子对空间结构及分子空间结构。提示

BCl3的价层电子对数==3,价层电子对空间结构为平面三角形,分子空间结构为平面三角形。(2)NF3的价层电子对数、价层电子对空间结构、分子空间结构分别是怎样的?提示

NF3的价层电子对数==4,价层电子对空间结构为四面体形,分子空间结构为三角锥形。【深化拓展】1.价层电子对互斥模型的理论要点

(1)价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。(2)孤电子对的排斥力较大,孤电子对数越多,排斥力越强,键角越小。2.价层电子对数目和价层电子对空间结构的关系

价层电子对数VSEPR模型名称孤电子对数成键电子对数分子或离子空间结构名称2直线形02直线形3平面三角形03平面三角形3平面三角形12V形4四面体形04正四面体形4四面体形13三角锥形4四面体形22V形特别提醒

价层电子对互斥模型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。(1)当中心原子无孤电子对时,两者一致。(2)当中心原子有孤电子对时,两者不一致。【素能应用】典例2用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是(

)A.H2O、CS