2025年高二化学选择性必修2（人教版）教学课件 第二章 第二节 第3课时 分子的空间结构小结

第3课时分子的空间结构小结第二章

第二节分子的空间结构1.会根据价层电子对互斥模型判断分子的空间结构(重、难点)。2.掌握杂化轨道类型与分子空间结构的关系及其应用(重、难点)。3.键角的判断与比较。4.通过苯分子的形成，了解大π键及其表示方法。学习目标目标一

价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子

空间结构的关系目标二

键角大小判断内容索引目标三

苯分子的形成价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子空间结构的关系

一1.根据价层电子对互斥模型判断分子空间结构(1)利用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构时应注意：VSEPR模型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。(2)VSEPR模型与分子的空间结构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，二者一致；当中心原子上有孤电子对时，二者不一致。(3)分子的空间结构与分子类型有关，如AB2型分子可能为直线形或V形结构，AB3型分子可能为平面三角形或三角锥形结构。故由分子类型(ABn型)和孤电子对数能快速确定分子的空间结构。2.分子空间结构与杂化轨道类型的关系分子的空间结构杂化轨道类型直线形sp杂化平面三角形sp2杂化V形sp2杂化或sp3杂化(正)四面体形或三角锥形sp3杂化知识拓展原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相同的结构特征(空间结构和化学键类型)。思考交流1.(1)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为____，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是____(填字母)。A.spB.sp2C.sp3D.sp3d5D思考交流(2)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。X分子的空间结构是______，中心原子杂化轨道类型为_____。臭鸡蛋气味的气体X为H2S。H2S分子中S有两个孤电子对，价层电子对数为4，空间结构为V形，杂化轨道类型为sp3。V形sp3思考交流(3)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化轨道类型分别为____和____。CO2中C原子形成2个σ键且无孤电子对，采取sp杂化；CH3OH中C原子形成4个σ键且无孤电子对，采取sp3杂化。spsp3思考交流2.(2023·深圳高二校联考期中)根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：(1)一种有机化合物的结构简式如下：该分子中有____个sp2杂化碳原子；____个sp3杂化碳原子。26该分子中，双键上的碳原子均为sp2杂化，饱和碳原子均为sp3杂化，即该分子中有2个sp2杂化碳原子，6个sp3杂化碳原子。思考交流直线sp思考交流平面三角sp2思考交流(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为__________。As与N同族，则AsH3中As价层电子对数为4，存在一个孤电子对，采取sp3杂化，空间结构为三角锥形。三角锥形返回键角大小判断

二1.比较键角的一般思路(1)中心原子的杂化方式不同且中心原子无孤电子对——看中心原子杂化方式：sp(180°)＞sp2(120°)＞sp3(109°28′)分子CO2、CS2BF3、SO3CH4、杂化方式spsp2sp3分子空间结构直线形平面三角形正四面体形键角180°120°109°28′例1Si与C元素位于同一主族，SiO2键角小于CO2的原因是________________________________________________________________________________。SiO2中Si原子采取sp3杂化，键角为109°28′；CO2中C原子采取sp杂化，键角为180°(2)中心原子杂化方式相同且中心原子有孤电子对——看中心原子的孤电子对数①排斥力大小顺序：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对，中心原子孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小。例2已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是________________，原因为____________________________________________________________________________________________________________________________________。CH4＞NH3＞H2OCH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角依次减小②三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键—三键＞三键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单键—单键，举例：分子杂化轨道角度排斥力分析实际键角COCl2120°C==O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力形成两种键角分别为124°18′、111°24′例3在

分子中，键角∠HCO______(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH。理由是____________________________________。＞双键—单键斥力大于单键—单键斥力(3)空间结构相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的电负性①中心原子不同，配位原子相同例4AC3与BC3，若电负性：A＞B，则键角：AC3______(填“＞”“＜”或“＝”)BC3。原因为_________________________________________________________________________________________________。＞中心原子的电负性A强于B，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大②中心原子相同，配位原子不同例5AB3与AC3，若电负性：B＞A＞C，则键角：AB3______(填“＞”“＜”或“＝”)AC3。原因为_________________________________________________________________________________________________________________________。＜电负性：B＞A＞C，在AB3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，在AC3中成键电子对离中心原子较近，斥力较大因而AB3键角较小思考交流1.比较下列物质中键角的大小(填“＞”“＝”或“＜”)。(1)CH4______P4。(2)NH3______PH3______AsH3。(3)PF3______PCl3。(4)光气(COCl2)中∠Cl—C==O______∠Cl—C—Cl。＞＞＞＜＞2.请回答下列问题。(1)BF3中键角______(填“大于”或“小于”)CCl4中键角。思考交流大于BF3分子的空间结构为平面三角形，键角为120°；CCl4分子的空间结构为正四面体形，键角为109°28′。(2)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大，原因为_________________________________________________________。思考交流H2O中氧原子有两个孤电子对，H3O＋中氧原子有一个孤电子对H3O＋、H2O的中心原子的杂化轨道类型均为sp3，H2O中O原子有两个孤电子对，H3O＋中O原子有一个孤电子对，因为孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力，导致H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大。(3)乙酸分子()中键角1_______(填“大于”“等于”或“小于”)键角2，原因是_______________________________________。思考交流大于C==O对C—C的斥力大于C—O对C—C的斥力由于双键对单键的斥力大于单键对单键的斥力，故乙酸分子结构中键角1大于键角2。返回苯分子的形成

三1.苯分子的结构与性质苯的分子式C6H6，苯的结构简式

，苯分子是平面正六边形结构。苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴水褪色，说明苯分子中不存在碳碳双键。2.用杂化轨道理论解释苯分子的形成(1)苯分子中每个碳原子价电子原子轨道都发生了sp2杂化，3个sp2杂化轨道在同一平面内。(2)每个sp2杂化轨道上有1个未成对电子，每个碳原子的2个sp2杂化轨道分别与邻近的两个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成σ键，六个碳原子组成一个正六边形的碳环；每个碳原子的另1个sp2杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成σ键。(3)每个碳原子与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道(如2pz)各有1个未成对电子，以“肩并肩”方式相互重叠形成属于六个碳原子的π键，形象地称为大π键，表示为Π。(4)整个分子呈平面正六边形，键角皆为120°。由于这种结构特征，表现出特殊的稳定性。思考交流1.某有机物由H、C、O三种元素组成，其球棍模型结构如图：下列关于该有机物的叙述正确的是A.该有机物中发生sp2杂化的碳原子有7个B.该有机物不含sp2杂化的碳原子C.分子中含有5个π键D.构成环的所有碳原子可能在同一个平面上√该有机物中共有10个碳原子，苯环上的碳原子及连有双键的9个碳原子是sp2杂化，甲基中的碳原子是sp3杂化，A、B不正确；分子中碳碳双键和碳氧双键中均含1个π键，苯环形成1个大π键，C不正确；构成环的所有碳原子形成苯环，在同一个平面上，D正确。2.(1)ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的杂化轨道类型为___；O—Cl—O键角_____(填“＞”或“＜”)Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O的键长并说明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。思考交流sp2＞ClO2分子中Cl—O的键长小于Cl2O中Cl—O的键长，其原因是ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl—O的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键(2)呋喃()与氢气加成得到四氢呋喃()，已知呋喃是一种具有芳香性的平面分子，分子中含有大π键，该大π键可表示为______(分子中的大π键可用符号

表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数)。思考交流1231.石灰氮(CaCN2，其中C、N原子间成键方式相同)是一种氮肥，可与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N—C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列说法正确的是A.CaCN2的电子式为B.H2O的空间结构与SO2的空间结构相同且两者键角相等

C.氰胺分子中氮原子的杂化方式为sp2