【课件】第二章第二节《分子的空间结构+》课件高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二节分子的空间结构

新人教版选择性必修二第二章

分子的结构与性质分子的空间结构

第1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复习资料多样的分子空间结构O2HCl1.双原子分子直线形大多数分子是由两个以上原子构成的，于是分子就有了原子的几何学关系和形状，这就是分子的空间结构。2.三原子分子直线形和V形3.四原子分子平面三角形和三角锥形等4.五原子分子最常见的是四面体形

红外光谱、晶体X射线衍射等分子的空间结构是怎样测定的?分子结构的测定分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。分子的空间结构是分子中的原子处于平衡位置时的模型。

分子振动需要能量，所以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，记录到图谱上呈现吸收峰。通过红外光谱图，发现未知物中含有O-H、C-H和C-O的振动吸收，可初步推测该未知物中含有羟基。化学式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3【科学·技术·社会】质谱研究分子的空间结构的意义研究分子的空间结构的意义CHHHH········空间结构：正四面体形键角：109°28′为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形而不是正方形？CHHHH········空间结构：正四面体形键角：109°28′为什么甲烷分子的空间结构是正四面体形而不是正方形？任务制作气球模型“气球空间互斥”类比“电子对互斥”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“气球空间互斥”类比“电子对互斥”2直线形3平面三角形4四面体形CO2直线形180°CH2O平面三角形约120°CO2直线形180°H2O

V形105°CH2O平面三角形约120°NH3三角锥形107°三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？任务写出分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分析结构不同的原因。CO2H2OCH2ONH3CH4化学式电子式分子的空间结构模型化学式电子式分子的空间结构模型CO2H2OCH2ONH3CH4成键电子对孤电子对孤电子对：未用于形成共价键的电子对结论：由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。

分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的成键电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关，两者合称为中心原子的“价层电子对”。

实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？109°28′107°105°

实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？相较成键电子对，孤电子对有较大的排斥力109°28′107°105°CH4活动用气球制作模型，体会孤电子对对分子的空间结构形状和键角影响CH4NH3H2O活动用气球制作模型，体会孤电子对对分子的空间结构形状和键角影响作业例1.下列分子的空间结构为直线形的是(

)H2O B.NH3C.CH4

D.CO2D例2.下列关于红外光谱法测定分子结构的说法中，不正确的是（）A.红外线透过分子时,分子会吸收特定频率的红外线B.分子中原子是固定不动的C.红外光谱法可初步判断有机物分子中基团的种类D.所用仪器为红外光谱仪B多样的分子空间结构。分子的空间结构是可以测定的，如利用红外光谱。小结

分子的空间结构

第2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

分子的空间结构

第3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2p2s2s2psp34个sp3杂化轨道跃迁

sp3杂化基态激发态甲烷分子中C原子的1个2s轨道与3个2p轨道形成4个相同的sp3杂化轨道，夹角109°28′甲烷分子中碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-Hσ键，呈正四面体形。中心原子外界条件能量相近的轨道杂化轨道理论要点中心原子外界条件能量相近的轨道杂化轨道理论要点杂化前后的变与不变变：轨道的成分、能量、形状、方向不变：原子轨道的数目中心原子外界条件能量相近的轨道杂化轨道理论要点杂化前后的变与不变变：轨道的成分、能量、形状、方向不变：原子轨道的数目轨道成键时更有利于轨道间的重叠

满足最小排斥，最大夹角分布

在学习价层电子对互斥模型时，知道NH3和H2O的VSEPR模型跟CH4一样也是四面体形，因此它们的中心原子也是采取了sp3杂化。109°28′107°105°NH3空间结构：三角锥形键角：107o氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。sp3杂化2s2pNH3空间结构：三角锥形键角：107o氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。sp3杂化2s2p

请模仿NH3的中心原子N的杂化和成键过程，尝试用杂化轨道理论来解释H2O的空间结构。105°H2O空间结构：V形键角为：105osp3杂化2s2p105°109°28′小结：中心原子的杂化类型与VSEPR模型的关系。杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。杂化轨道数＝

价层电子对数＝

中心原子孤电子对数+中心原子σ键电子对数形成π键的电子只能位于未杂化的原子轨道上。常见杂化类型：sp、sp2、sp3

价层电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR理想模型2sp直线形3sp2平面三角形4sp3四面体形杂化轨道数＝

价层电子对数中心原子的杂化类型与VSEPR模型计算价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数VSEPR模型预测空间结构确定中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型—预测分子的空间结构杂化轨道理论—解释分子的空间结构应用VSEPR模型和杂化轨道理论，确定BF3的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。分子中心原子孤电子对数价层电子对数中心原子的杂化轨道类型分子的空间结构BF3应用VSEPR模型和杂化轨道理论，确定BF3的空间结构，以及中心原子的杂化轨道类型，并分析杂化过程。分子中心原子孤电子对数价层电子对数中心原子的杂化轨道类型分子的空间结构BF3×(3-1×3)＝03sp2杂化平面三角形212s2p轨道2s2p2s2psp23个sp2杂化轨道跃迁

sp2杂化与F成键BF3sp2杂化原子总数分子中心原子的孤电子对数(a-xb)价层电子对数杂化轨道的类型分子的空间结构3CO2SO2HCN4CH2OH3O+5SO练习应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构212-4原子总数分子中心原子的孤电子对数(a-xb)价层电子对数杂化轨道的类型分子的空间结构3CO2(4-2×2)÷2＝0SO2(6-2×2)÷2＝1HCN(4-1×1-1×3)÷2＝04CH2O(4-2×1-1×2)÷2＝0H3O+(6-1-3×1)÷2＝15SO(6+2-4×2)÷2＝0练习应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构212-4原子总数分子中心原子的孤电子对数(a-xb)价层电子对数杂化轨道的类型分子的空间结构3CO2(4-2×2)÷2＝00+2＝2sp杂化SO2(6-2×2)÷2＝11+2＝3sp2杂化HCN(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2sp杂化4CH2O(4-2×1-1×2)÷2＝00+3＝3sp2杂化H3O+(6-1-3×1)÷2＝11+3＝4sp3杂化5SO(6+2-4×2)÷2＝00+4＝4sp3杂化练习应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构212-4原子总数分子中心原子的孤电子对数(a-xb)价层电子对数杂化轨道的类型分子的空间结构3CO2(4-2×2)÷2＝00+2＝2sp杂化直线形SO2(6-2×2)÷2＝11+2＝3sp2杂化V形HCN(4-1×1-1×3)÷2＝00+2＝2sp杂化直线形4CH2O(4-2×1-1×2)÷2＝00+3＝3sp2杂化平面三角形H3O+(6-1-3×1)÷2＝11+3＝4sp3杂化三角锥形5SO(6+2-4×2)÷2＝00+4＝4sp3杂化正四面体形练习应用VSEPR模型和杂化轨道理论预测和解释分子的空间结构212-4再应用VSEPR模型和杂化轨道理论解释多