2026高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》第二章第1课时　多样的分子结构及测定　价层电子对互斥模型课件

第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构第1课时多样的分子结构及测定价层电子对互斥模型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。学习目标一、分子结构的测定二、多样的分子空间结构目录CONTENTS课后巩固训练三、价层电子对互斥模型一、分子结构的测定知能通关科学家应用____________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。

1.红外光谱

红外项目内容作用初步判断分子中含有何种____________或_____________原理当一束红外线透过分子时,分子会吸收跟它的某些化学键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,从而获得分子中含有何种________或________的信息

X射线衍射质谱法化学键官能团吸收峰化学键官能团项目内容示例未知物质A的红外光谱图为由上述红外光谱图判断物质A中有________、________和________的振动吸收,推测物质A中含有的官能团是_________________________O—HC—HC—O—OH(1)红外光谱属于原子光谱中的吸收光谱吗?_______________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)红外光谱可以推断化学键或官能团的种类,能否确认化学键或官能团的个数?_______________________________________________。

小题对点过不属于。原子光谱是原子中的电子在不同能级轨道上跃迁时吸收或释放能量所得到的光谱,红外光谱不是原子光谱,属于分子光谱

不能2.质谱法(1)目的:测定________________________。

(2)读谱:相对分子质量=最大质荷比。(3)质谱图示例(以甲苯为例)分子的相对分子质量由图可得,甲苯的相对分子质量为________。

92未知物质A的质谱图为16小题对点过由图可知该物质的相对分子质量________,依据是

________________________。

相对分子质量=最大质荷比1.可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是(

)A.核磁共振氢谱 B.质谱C.红外光谱 D.紫外光谱解析核磁共振氢谱能分析等效氢的种类,故A错误;质谱分析相对分子质量,故B错误;红外光谱判断有机物分子中化学键或官能团的信息,故C正确;只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构,故D错误。

C2.如图是一种分子式为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)2CHCH2COOHA3.下图是有机物A的质谱图,则A的相对分子质量是(

)A.29 B.43 C.57 D.72D解析由有机物A的质谱图可以看出,质荷比最大为72,故A的相对分子质量为72。

二、多样的分子空间结构知能通关1.分子空间结构的含义单原子分子(稀有气体分子)是球形的,双原子分子是直线形的。多原子分子中存在原子的几何学关系和形状,即所谓“分子的空间结构”。2.观察下列几种简单的分子的空间结构模型,填写下表。

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

180°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(1)四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

小题对点过不是。如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,乙炔分子为直线形

(2)科学家研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(结构如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°。试推测四个氮原子围成的空间是正四面体吗?_________________________________________________________________________________________________________________。

不是。由于N—N—N键角都是108.1°。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形

①②③1.下列分子的空间结构错误的是(

)解析NH3的空间结构是三角锥形,B项错误。B2.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B3.(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____________________________。

(3)能说明CH4分子不是平面四边形,而是正四面体结构的是_________(填字母)。a.两个键之间的夹角为109°28'b.C—H为极性共价键c.4个C—H的键能、键长都相等d.二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)V形直线形ad三、价层电子对互斥模型知能通关1.价层电子对互斥模型(VSEPR

model)对ABn型的分子或离子,中心原子A的价层电子对(包括成键的_______________和未成键的____________)之间由于存在排斥力,将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥________的那种结构,以使彼此之间斥力________,分子或离子的体系能量最________,最________。分子的空间结构是中心原子周围的“__________”相互排斥的结果。

σ键电子对孤电子对最弱最小低稳定价层电子对2.价层电子对的计算(1)中心原子价层电子对数=________________+________________。

(2)σ键电子对数的计算由化学式确定,即中心原子形成几个σ键,就有几个σ键电子对。如H2O分子中,O有________个σ键电子对。NH3分子中,N有________个σ键电子对。

(3)中心原子上的孤电子对数的计算中心原子上的孤电子对数=_______________________σ键电子对数孤电子对数23

①a表示中心原子的价电子数;对主族元素:a=________________________;

对于阳离子:a=________________________;

对于阴离子:a=________________________。

②x表示与________________________。

③b表示_______________________________________________,

氢为________,其他原子=____________________________________________。

最外层电子数价电子数-离子所带电荷数价电子数+离子所带电荷数中心原子结合的原子数与中心原子结合的原子最多能接受的电子数18-该原子的价电子数

填写下面两表,试总结中心原子价层电子对数的求法。表12小题对点过微粒电子式价层电子对数σ键电子对数孤电子对数H2O

NH3

CH4

CO2

2314020表2微粒价层电子对数σ键电子对数孤电子对数NO2

SO3

2

3

4

3

3.价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)4.VSEPR模型的应用——预测分子空间结构由价层电子对的相互排斥,得到含有孤电子对的VSEPR模型,然后略去VSEPR模型中的中心原子上的____________,便可得到分子的空间结构。

(1)中心原子不含孤电子对孤电子对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

平面三角形平面三角形CH4

正四面体形正四面体形234(2)中心原子含孤电子对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H2O

四面体形V形4142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H3O+

四面体形三角锥形SO2

平面三角形V形4131(1)价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致吗?什么时候一致?____________________________________________________________________________________________________________________。

(2)试解释CH4键角(109°28')、NH3键角(107°)、H2O键角(105°)依次减小的原因。_______________________________________________________________________________________________________________________________________。

小题对点过不一定一致。中心原子有孤电子对时,二者结构不一致;当中心原子无孤电子对时,二者结构一致

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,对成键电子对的排斥作用增大,故键角依次减小价层电子对之间的斥力大小(1)由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核,因而价层电子对之间的斥力大小顺序:孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。(2)孤电子对数越多,与成键电子对斥力越大,成键原子所形成的键角越小。例如H3O+的键角大于H2O分子的键角。(3)结构相似的物质,中心元素的电负性越大,吸引电子的能力越强,成键电子对距离中心原子较近,成键电子对之间的斥力越大,键角越大。例如NH3、PH3、AsH3中,键角由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3。1.根据价层电子对互斥理论,H2S、O3、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是(

)

B2.用价层电子对互斥模型可以判断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(

)

C

3.用价层电子对互斥模型预测下列粒子的空间结构。

V形正四面体形平面三角形V形三角锥形正四面体形解析题目中的几种分子或离子中心原子的价层电子对数分别是4、4、3、3、4、4,但H2Se中Se上有2个孤电子对,SeO2中Se上有1个孤电子对,PH3中P上有1个孤电子对,所以6种粒子的空间结构分别为V形、正四面体形、平面三角形、V形、三角锥形、正四面体形。

用价层电子对互斥模型判断共价分子或离子空间结构的步骤第一步:确定中心原子的价层电子对数;第二步:根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型;第三步:略去孤电子对,确定空间结构。

σ键电子对数孤电子对数价层电子对数电子对的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构202直线形直线形303平面三角形平面三角形21V形σ键电子对数孤电子对数价层电子对数电子对的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构404正四面体形正四面体形31三角锥形22V形课后巩固训练A级

合格过关练选择题只有1个选项符合题意题组一

分子结构的测定方法1.现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是(

)A.质谱法 B.晶体X射线衍射法C.核磁共振氢谱法 D.红外光谱法A2.TBC的一种标准谱图如图所示,它是(

)A.核磁共振氢谱 B.质谱C.红外光谱 D.紫外光谱C题组二

分子空间结构的多样性3.下列物质分子的几何构型为三角锥形的是(

)A.CO2 B.P4

C.NH3 D.H2O解析A.CO2分子空间构型为直线形,故A错误;P4属于正四面体结构,故B错误;NH3分子空间构型为三角锥形,故C正确;H2O分子空间构型为V形,故D错误。

C4.下列分子结构为正四面体形的是(

)①P4

②NH3

③CCl4

④CH4

⑤SO2

⑥CO2A.①③④⑤ B.①③④⑤⑥C.①③④ D.④⑤解析NH3的空间结构是三角锥形,SO2的空间结构是V形,CO2的空间结构是直线形。

C5.下列分子的空间结构模型正确的是(

)解析CO2的空间结构是直线形,A项错误;H2O的空间结构为V形,B项错误;NH3的空间结构为三角锥形,C项错误;CH4是正四面体形,D项正确。D题组三

价层电子对互斥模型6.在白磷分子(P4)中,四个P原子分别处于正四面体的四个顶点上,结合有关P原子的成键特点,下列有关白磷分子的说法正确的是(

)A.白磷分子中的键角为109°28' B.分子中共有4对共用电子对C.白磷分子中的键角为60° D.分子中有6个孤电子对解析根据共价键的方向性和饱和性,每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合,从而形成正四面体结构,所以键角为60°,分子中共有6个共价单键(即6对共用电子对),4个孤电子对。

C7.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.PH3C

8.下列各组粒子中,空间结构不同的是(

)

D

9.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。(1)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____________________________。

(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____________________________。

V形3s23p4平面三角形SiCl4109°28'(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

c解析由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。B级

素养培优练10.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