2026人教版高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第二章　第二节　第1课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型课件

第二章第二节分子结构的测定和多样性价层电子对互斥模型第1课时1.了解分子结构的测定方法。2.通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。3.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、分子结构的测定二、多样的分子空间结构三、价层电子对互斥模型<一>分子结构的测定科学家应用_____光谱、晶体___________等方法测定分子结构，应用_______测定分子的相对分子质量。X射线衍射红外质谱法1.红外光谱(1)原理当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些_______的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现_______。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可分析出分子中含有何种_______或_______的信息。(2)实例某未知物的红外光谱图：读谱：该物质中有______、______、______化学键，并推测可能含有_____官能团。化学键吸收峰化学键官能团C—HO—HC—O羟基2.质谱法甲苯分子的质谱图：读谱：相对分子质量=最大质荷比，甲苯的相对分子质量为____。921.如图所示是某分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为A.CH3COOCH2CH3

B.CH3CH2CH2COOHC.HCOOCH2CH2CH3

D.(CH3)2CHCH2COOH√该物质分子中至少含有两个甲基，且不对称，含有碳氧双键和碳氧单键。A项，CH3COOCH2CH3分子中存在不对称—CH3、C—O—C和C==O，且分子式为C4H8O2，正确；B项，CH3CH2CH2COOH分子中含有1个—CH3，且不存在C—O—C，错误；C项，HCOOCH2CH2CH3分子中只含有1个—CH3，错误；D项，(CH3)2CHCH2COOH分子中存在对称—CH3，不存在C—O—C，且含有5个碳原子，错误。2.如图是有机物A的质谱图，则A的相对分子质量是A.29 B.43 C.57 D.72由有机物A的质谱图可以看出，最大质荷比为72，故A的相对分子质量为72。√返回<二>多样的分子空间结构

化学式电子式结构式键角分子的空间结构三原子分子CO2

_____________

______________________H2O_________

_________

________________观察下列几种简单的分子的空间结构模型，填写下表。O==C==O180°直线形105°V形(角形)

化学式电子式结构式键角分子的空间结构四原子分子BF3_________

_____________________________NH3

_________________

________________CH2O

___________________

___________________120°平面正三角形107°三角锥形120°平面三角形

化学式电子式结构式键角分子的空间结构五原子分子CH4

__________

______________________________CH3Cl

___________________

—_________109°28'正四面体形四面体形四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗？提示

不是。H2O2分子的结构类似于一本打开的书，两个氧原子在两页书的交接处，两个氢原子分别在翻开的书的两页上。而白磷(P4)分子为正四面体形。

×√×√√NH3分子内的键角和键长分别相等，可能是平面三角形结构或三角锥形结构。如果键角都为120°，则为平面三角形结构；若键角都为107°，则为三角锥形结构，故选C。2.NH3分子是三角锥形结构而不是平面三角形结构，最充分的理由是A.NH3分子内3个N—H键长均相等B.NH3分子内3个共价键的键长相等，键角也相等C.NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于107°D.NH3分子内3个N—H的键长相等，键角都等于120°√3.(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为

。

(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C==S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为

。

V形直线形归纳总结返回几种常见分子的空间结构(1)常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等。(2)常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等。(3)常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等。(4)常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等。(5)常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。<三>价层电子对互斥模型1.价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)(1)价层电子对互斥模型认为，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。中心原子的价层电子对之间的排斥力将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低。(2)VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的___________和中心原子上的_________。σ键电子对孤电子对2.中心原子上的价层电子对数的计算(1)σ键电子对数可由化学式确定，中心原子与几个原子相结合，就有几个σ键电子对，即σ键电子对数等于中心原子结合的原子数。例如：分子中心原子中心原子结合的原子数σ键电子对数H2OO2___NH3N3___CO2C2___232

a中心原子的价电子数主族元素a=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+|离子的电荷数|x与中心原子结合的原子数b与中心原子结合的原子最多能接受的电子数Hb=1其他原子b=8-该原子的价电子数(如O、S、Se等氧族元素均为2，卤族元素均为1)例如：分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数SO2S622NH3N______________________N5-1=441S___________________________531

6+2=832

3.价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)直线形平面三角形正四面体形分子或离子中心原子的价层电子对数VSEPR模型及名称分子或离子的空间结构及名称CO2___

直线形

直线形4.VSEPR模型的应用——预测分子或离子的空间结构(1)中心原子不含孤电子对中心原子不含孤电子对的分子(或离子)，VSEPR模型与分子(或离子)的空间结构一致。2分子或离子中心原子的价层电子对数VSEPR模型及名称分子或离子的空间结构及名称___

平面三角形

平面三角形CH4___

正四面体形

正四面体形34分子或离子中心原子的价层电子对数中心原子的孤电子对数VSEPR模型及名称分子或离子的空间结构及名称NH3______

四面体形

三角锥形(2)中心原子含孤电子对中心原子若有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥，则VSEPR模型与分子的空间结构不一致。推测分子的空间结构必须____________________________。略去VSEPR模型中的孤电子对41分子或离子中心原子的价层电子对数中心原子的孤电子对数VSEPR模型及名称分子或离子的空间结构及名称H2O______

四面体形

V形H3O+______

四面体形

三角锥形SO2______

平面三角形

V形424131试解释CH4键角(109°28')、NH3键角(107°)、H2O键角(105°)依次减小的原因。提示

CH4分子中C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1个孤电子对，H2O分子中O原子上有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用增大，故键角依次减小。1.正误判断(1)分子的VSEPR模型和相应分子的空间结构是相同的(2)价层电子对之间排斥作用大小：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对(3)SO2与CO2的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同(4)由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的键角小于180°(5)价层电子对互斥模型可以预测所有的分子结构×√×√×

√3.下列分子中，价层电子对互斥模型与分子的空间结构相同的是①HCHO

②CO2

③NCl3

④H2SA.①② B.②③

C.③④ D.①④√

分子结构式或电子式分析HCHO

C原子的4个价层电子全部用于成键，C原子上无孤电子对CO2O==C==OC原子的4个价层电子全部用于成键，C原子上无孤电子对解法二

结构分析法分子结构式或电子式分析NCl3

N原子的5个价层电子中有3个用于成键，N原子上有1个孤电子对H2SS原子的6个价层电子中有2个用于成键，S原子上有2个孤电子对由上述分析可知，A项正确。4.用价层电子对互斥模型完成下表(加“·”的原子为中心原子)。

σ键电子对数孤电子对数空间结构

SCl2

PCl3

SO2

····22V形22V形31三角锥形21V形40正四面体形

σ键电子对数孤电子对数空间结构OF2

·22V形22V形返回课时对点练对一对答案1234567891011121314题号12345678答案BAABCDDC题号9101112答案ADAD

1513.答案123456789101112131415(1)①平面三角形②V形③直线形④V形⑤八面体形(2)①<

②<

③<

(3)BF3

NF3

CF4

14.答案123456789101112131415

答案12345678910111213141515.(1)4直线形180°(2)CO2属AX2E0，n+m=2，故为直线形(3)V形H2O属AX2E2，n+m=4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角应均为109°28'，根据Ⅲ中的ⅰ，应有∠H—O—H<109°28'(4)四面体形>题组一分子结构的测定1.(2024·四川德阳期末)研究物质结构的现代仪器和方法中，下列有关描述错误的是A.通过原子光谱上的特征谱线来鉴定元素B.通过测定物质的熔、沸点可以确定是否含有共价键C.通过质谱法推测有机化合物的相对分子质量D.通过红外光谱仪分析分子中所含化学键的信息对点训练答案123456789101112131415√通过测定物质的熔、沸点不能确定是否含有共价键，B错误。2.某有机物A的分子式为C4H10O，红外光谱图如图所示(醚键为—O—)，则A的结构简式为A.CH3CH2OCH2CH3B.CH3OCH2CH2CH3C.CH3CH2CH2CH3D.(CH3)2CHOCH3答案123456789101112131415√红外光谱图中显示存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键，可得A的结构简式为CH3CH2OCH2CH3。3.已知某分子质谱图如图所示，且分子的红外光谱信息中含有C—O、C—H、O—H的吸收峰。下列关于该分子结构的叙述正确的是A.该分子的结构为CH3CH2OHB.该分子的相对分子质量可能为27、31、45或46C.该分子的结构为CH3—O—CH3D.该分子的红外光谱和质谱都可以全面

反映分子结构的信息答案123456789101112131415√从该分子的红外光谱信息可知，分子中有羟基，A正确、C错误；该分子的相对分子质量为46，B错误；质谱只能反映分子相对分子质量信息，不能全面反映分子结构的信息，D错误。答案123456789101112131415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。题组二多样的分子空间结构4.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123456789101112131415√题组三价层电子对互斥模型及应用5.根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间结构不是三角锥形的是A.PCl3 B.H3O+C.HCHO D.PH3答案123456789101112131415√

答案123456789101112131415

答案123456789101112131415

答案123456789101112131415√

答案123456789101112131415

答案123456789101112131415

√答案123456789101112131415答案123456789101112131415

√答案123456789101112131415答案123456789101112131415

9.已知在CH4分子中C—H间的键角为109°28'，NH3分子中N—H间的键角为107°，H2O分子中O—H间的键角为105°。下列说法正确的是A.孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力B.孤电子对与σ键电子对间的斥力小于σ键电子对与σ键电子对间的斥力C.孤电子对与σ键电子对间的斥力等于σ键电子对与σ键电子对间的斥力D.题干中的数据不能说明孤电子对与σ键电子对间的斥力和σ键电子对与σ键电子对间的斥力之间的大小关系√答案123456789101112131415答案123456789101112131415孤电子对与σ键电子对间的斥力大于σ键电子对与σ键电子对间的斥力，孤电子对对σ键电子对的排斥导致分子中的键角变小，A项正确。

√答案123456789101112131415综合强化答案123456789101112131415

11.用短线“—”表示共用电子对，用“‥”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为

，下列叙述错误的是A.R与BF3的空间结构相同B.键角：PH3<NH3<109°28'C.R可以是PH3或AsH3D.R分子的中心原子上的价层电子对数为4√答案123456789101112131415答案123456789101112131415R的空间结构为三角锥形，BF3中心原子价层电子对数为3+0=3，其空间结构是平面三角形，因此其空间结构与BF3不相同，故A错误；PH3、NH3都为三角锥形，键角小于109°28'，而N的电负性大，吸引电子的能力比P强，因此NH3共用电子对之间的排斥力比PH3共用电子对之间的排斥力大，其键角大，所以键角：PH3<NH3<109°28'，故B正确；

可能为NH3，根据第ⅤA族元素原子的特点得到R可以是PH3或AsH3，故C正确；R分子的中心原子上有三个成键电子和一个孤电子对，价层电子对数为4，故D正确。

ABCDSF4①①②②BrF3①①②②①①②②12.在价层电子对互斥模型中，电子对斥力大小顺序可认为：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对，当电子对之间的夹角大于90°时，斥力可忽略。当价层电子对数为5时，结构为三角双锥形。PCl5是典型的三角双锥形分子，两个编号为①的Cl原子和P原子在一条直线上，三个编号为②的Cl原子构成平面正三角形。SF4和BrF3价层电子对数也都是5，但它们分别有1个和2个孤电子对，以如图为参照。则它们的孤电子对分别占据什么位置时，价层电子对间斥力最小√答案123456789101112131415答案1234567891011121314SF4的孤电子对若在①位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，而SF4的孤电子对在②位置时，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有2组，孤电子对在②时价层电子对间斥力最小；BrF3有2个孤电子对，若均在①上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的有6组，斥力太大，若1个在①上，1个在②上，则还有孤电子对与孤电子对之间夹角为90°的1组，孤电子对与成键电子对夹角为90°的有3组，斥力较大，若两个孤电子对均在②上，则孤电子对与成键电子对夹角为90°的为4组，此时价层电子对之间斥力最小。1513.价层电子对互斥(简称VSEPR)模型可用于预测简单分子的空间结构。(1)利用价层电子对互斥模型推断下列分子或离子的空间结构：①SeO3

；

答案123456789101112131415平面三角形②SCl2

；

答案123456789101112131415

V形直线形

答案123456789101112131415⑤SF6

。

SF6中的S原子的价层电子对数为6，没有孤电子对，为八面体形。V形八面体形(2)利用价层电子对互斥模型推断键角的大小：(填“>”“<”或“=”)①甲醛分子中H—C—H的键角

120°；

HCHO分子中有1个碳氧双键和2个碳氢键，C==O与C—H之间的排斥力大于2个C—H之间的排斥力，所以H—C—H的键角小于120°；答案123456789101112131415<答案123456789101112131415②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角

120°；

<③PCl3分子中Cl—P—Cl的键角

109°28'。

答案123456789101112131415<(3)按要求写出第二周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子

，三角锥形分子

，四面体形分子

。

答案123456789101112131415BF3NF3CF414.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题：(1)Z的氢化物的结构式为_______，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为_________________，该分子的空间结构为_____。

(2)Y的价层电子排布为_______，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为___________。

答案123456789101112131415H—Cl

V形3s23p4平面三角形由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是

，该分子中的键角是

。(4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为

(填字母)。

a.两种分子的中心原子的价层电子对数不同b.D、E的非金属性不同c.E的氢化物分子中有一个孤电子对，而D的氢化物分子中没有答案123456789101112131415SiCl4109°28'c15.20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子的空间结构。其要点可以概括：Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n+m)称为价层电子对数。分子中的价