《多样的分子空间结构》课件

《多样的分子空间结构》神州十二号俯瞰地球DNA分子双螺旋结构石墨C60O2HCl思考：在O2、HCl这样的双原子分子中存在分子的空间结构问题吗？何谓“分子的空间结构”？“分子的空间结构”指两个以上原子构成的分子中的原子的空间关系。多样的分子空间结构多样的分子空间结构H2OV形

105°CO2直线形V形、直线形、平面三角形三原子分子有哪些空间结构？平面三角形、三角锥、正四面体形甲醛CH2OO＝CHH约120°氨气

NH3NHHH107°四原子分子有哪些空间结构？多样的分子空间结构白磷

P460°四面体形，平面四边形（少见）键角109˚28´正四面体结构五原子分子有哪些空间结构？甲烷CH4CHHHH多样的分子空间结构小组动手：搭建上述分子的球棍模型1、下列能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是（）A.甲烷分子中4个C—H键的强度相同B.甲烷分子中4个C—H键的长度相同C.甲烷的一氯代物只有1种D.甲烷的二氯代物只有1种D巩固练习2、下面说法正确的是（）A.NH3分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4分子中C原子处在4个Cl原子所组成的四面体的中心C.H2O分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D.CO2分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央巩固练习BC分子的空间结构与其稳定性有关组成结构性质用途皇冠形S8更稳定环己烷椅式结构比船式更稳定P4P4O6P4O10SF6C2H5OHC2H6C2H4C2H23、判断正误（1）键角为180˚的分子，空间结构是直线形

（2）键角为120˚的分子，空间结构是平面三角形

（3）空间结构是正四面体形，键角一定是109˚28´

（4）键角在90˚-109˚28´之间的分子，空间结构可能是V形巩固练习正确正确错误错误4、下列物质分子的空间结构与CH4相同的是（

）A.H2OB.P4C.NH3D.CO2

B5、D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。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、角形(V形)、直线形。回答下列问题：(1)Y的最高价氧化物的化学式为

。

(2)上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是

,写出该元素的任意3种含氧酸的化学式：

。

(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间结构为

。

(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属于

。(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是

。

SO3

ClHClO、HClO2、HClO3、HClO4直线形共价键Mg3N2CNSiSCl课堂小结直线形V形O=C=O一、常见的分子空间结构平面三角形三角锥形正四面体109˚28´二、分子的空间结构影响其稳定性环己烷椅式结构比船式更稳定探究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、CS2都是直线形的分子B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°C.CH2O、BF3都是平面三角形的分子D.PCl3、PCl5都是三角锥形的分子答案

C变式设问

(1)CH2O的空间结构是平面正三角形吗?提示

不是,应是等腰三角形。(2)CH4、NH3、H2O的价层电子对数分别是多少?键角大小顺序如何?为什么?提示

价层电子对数都为4,但孤电子对数分别为0、1、2,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,故键角依次减小。规律总结

确定分子或离子空间结构的步骤

变式训练2用价层电子对互斥模型推测下列分子的空间结构:(1)H2Se

;(2)BBr3

;(3)CHCl3

;(4)SiF4

。

答案

(1)V形(2)平面三角形(3)四面体形(4