《2、共价键与分子的立体构型》教学设计(安徽省市级优课)-化学教案

第二章第二节分子的空间构型1．认识共价分子结构的多样性和复杂性。2．理解价层电子对互斥理论的含义。(重点)3．能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。(难点)形形色色的分子[基础·初探]分子类型化学式立体构型结构式键角比例模型球棍模型三原子分子CO2直线形O＝C＝O180°H2OV形105°四原子分子CH2O平面三角形120°NH3三角锥形107°五原子分子CH4正四面体109°28′[探究·升华][认知升华]分子的立体构型与键角的关系分子类型键角立体构型实例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、NHeq\o\al(＋,4)、CCl4价层电子对互斥理论1．理论要点价层电子对互斥理论认为，分子的立体构型是“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上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。2．价层电子对互斥模型与分子(离子)的立体构型(1)中心原子价电子全部参与形成共价键的分子ABnn＝2n＝3n＝4价电子对数234成键电子对数234电子对立体构型直线形平面三角形正四面体形分子立体构型直线形平面三角形正四面体形实例CO2、BeCl2BF3、BCl3、BBr3CH4、CCl4、SiF4(2)中心原子有孤电子对的分子ABnn＝3n＝4n＝4孤电子对数121价层电子对数344成键电子对数223电子对立构型平面三角形正四面体形正四面体形分子立体构型V形V形三角锥形实例SO2H2ONH3[思考探究]ABm型分子的价层电子对数n＝eq\f(A原子的价电子数＋B原子提供的价电子总数±电荷数,2)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，作为配位原子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，作为配位原子B时提供1个价电子。(3)若为分子，电荷数为0；若为阳离子，则减去电荷数，如NHeq\o\al(＋,4)，n＝eq\f(5＋1×4－1,2)＝4；若为阴离子，则加上电荷数，如SOeq\o\al(2－,4)，n＝eq\f(6＋2,2)＝4。问题思考：(1)根据上面背景信息分析BCl3的价层电子对数、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？【提示】BCl3的价层电子对数有3对，价层电子对空间构型为平面三角形，分子空间构型为平面三角形。(2)NF3的价层电子对、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？【提示】NF3的价层电子对为4对，价层电子对空间构型为四面体形，分子空间构型为三角锥形。(3)通过(1)、(2)两例分析价层电子对的立体构型与分子的立体构型一定相同吗？二者之间有何规律存在？【提示】价层电子对的立体构型与分子的立体构型不一定一致，分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。[认知升华]1．利用VSEPR模型确定粒子立体构型的步骤中心原子价层电子对数→n＝σ键电子对数＋eq\f(1,2)(a－xb)⇓⇓分子的立体构型——略去中心原子孤电子对2．中心原子上的价层电子对数的计算a表示中心原子的价电子数，对于主族元素来说，a＝最外层电子数；对于阳离子来说，a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数；对于阴离子来说，a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。x表示与中心原子结合的原子数，即σ键电子对数。b表示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＝8－该原子的价电子数。[题组·冲关]题组1分子中价层电子对的确定1．下列分子中心原子的价层电子对数是3的是()A．H2O B．BF3C．CH4D．NH3【解析】H2O中O的价层电子对数＝2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝4BF3中B的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)(3－3×1)＝3CH4中C的价层电子对数＝4＋eq\f(1,2)(4－4×1)＝4NH3中N的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝4。【答案】B2．下列分子或离子中心原子的价电子数对应关系不正确的是()A．SO2—6 B．NH3—5C．CO2—6 D．BF3—3【答案】C3．下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()A．H2O B．BeCl2C．CH4 D．PCl3【解析】方法一：选项中四种物质的电子式依次为：。H2O有2对孤电子对，BeCl2和CH4没有孤电子对，PCl3有一对孤电子对。方法二：将选项中各物质的数据代入公式：中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)，经计算知，选项中中心原子上的孤电子对数依次为2、0、0、1。【答案】D题组2分子或离子立体构型的判断4．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是()A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形【解析】H2S与H2O类似，中心原子S上有2对孤电子对，为了减小孤电子对的排斥作用，只能将H和孤电子对相间排列，H2S分子构型呈V形；BF3分子的中心原子B上无孤电子对，当分子构型呈平面三角形时，成键电子对之间的斥力最小，分子最稳定。【答案】D5．有关NH3分子的结构分析正确的是()A．中心原子孤电子对数为0，分子为平面三角形，键角为120°B．中心原子孤电子对数为0，分子为三角锥形，键角为107°C．中心原子孤电子对数为1，分子为三角锥形，键角为107°D．中心原子孤电子对数为1，分子为平面三角形，键角为109°28′【解析】N原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，NH3为三角锥形。【答案】C6．用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型：CS2______________；SCl2______________；SOeq\o\al(2－,3)______________；PF3______________。【解析】用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间构型的关键是计算中心原子的价层电子对数、σ键电子对数和孤电子对数，价层电子对数决定其可能的空间结构，而σ键电子对数和孤电子对数的相互影响决定分子或离子的空间结构。化学式价层电子对数σ键电子对数孤电子对数空间构型CS2220直线形SCl2422V形SOeq\o\al(2－,3)431三角锥形PF3431三角锥形【答案】直线形V形三角锥形三角锥形【规律总结】确定ABm型分子或离子立体构型的思路1σ键电子对数＋中心原子上的