2.2分子的空间结构课件高二下学期化学人教版选择性必修二

第二章

分子结构与性质第二节

分子的空间结构一、分子结构的测定红外光谱仪X射线衍射仪质谱仪（一）红外光谱仪分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这此信息，可分析出分中含有何种化学键或官能团的信息。某物质的红外光谱图该物质含有O-H、C-H和C-O的振动吸收学以致用

提升关键能力校本P33

A.核磁共振氢谱

B.质谱C.红外光谱

D.紫外光谱C

B（二）质谱仪

现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。

纵坐标表示相对丰度（与粒子的浓度成正比），横坐标表示粒子的相对质量与其电荷数之比（m/z），简称荷质比，化学家通过分析得知，被测物的相对分子质量是92，该物质是甲苯。最大的质荷比就是相对分子质量校本P331.如图是有机化合物A的质谱图。A的相对分子质量是(

)A.29

B.43

C.57

D.72D

A.甲醇

B.甲烷

C.丙烷

D.乙烯B化学式电子式结构式键角分子的空间结构模型空间结构空间充填模型球棍模型CO2

H2O

CH2ONH3CH4O:::CO:::::H:OH:::H:CO:::::HH:NH:::HH:CH:::HH180°109°28′107°约120°105°直线形正四面体形三角锥形平面三角形V形二、多样的分子空间结构正四面体，键角60°椅式比船式稳定皇冠型正八面体形•学以致用

提升关键能力校本P341.下列分子的空间结构模型正确的是(

)A.&2&B.&3&C.&4&

D.&5&D

A.①②③

B.①③⑤

C.②③④

D.③④⑤A③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。三、价层电子对互斥模型（VSEPR）②中心原子周围的电子对按尽可能互相远离的位置排布，使彼此间

的排斥能最小，能量最低，物质最稳定。阅读教材P44-46①分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果24356（1）VSEPR模型：（二）价层电子对数目与立体结构立体结构价层电子对数一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布

2

34

直线形

平面三角形

四面体

5三角双锥体

6

八面体★确定中心原子价层电子对（1）σ键电子对：由分子式确定，即σ键个数（三）根据价层电子对互斥模型判断分子立体构型（2）中心原子上的孤电子对=(a―xb)/2中心原子为主族元素时，a等于最外层电子数（价电子数）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=8-价电子数中心原子价层电子对数目=σ键电子对+中心原子上的孤对电子数分子或离子σ键电子对中心原子axb中心原子上的孤电子对数价层电子对数CO2SO2C4222(a-xb)/2=0S6223(a-xb)/2=1NH4+N4414(a-xb)/2=0CO32-C6323(a-xb)/2=0（1）对于阳离子来说，a=中心原子的价电子数

-

离子的电荷数（2）对于阴离子来说，a=中心原子的价电子数

+

离子的电荷数2243分子或离子中心原子σ键电子对axb中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型CH4NH3H2OSO32-CH2OH2ONH3CH4正四面体形三角锥形V形正四面体三角锥形正四面体V形在VSEPR模型基础上，把孤电子对所占方向忽略后，所得到的几何体就是分子的空间构型。①价层电子对数=2VSEPR模型：分子的立体构型：直线形在VSEPR模型基础上，把孤电子对所占方向忽略后，所得到的几何体就是分子的空间构型。②价层电子对数=3VSEPR模型：分子的立体构型：平面三角形或V形③价层电子对数=4VSEPR模型：分子的立体构型：四面体、三角锥形、V形在VSEPR模型基础上，把孤电子对所占方向忽略后，所得到的几何体就是分子的空间构型。分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型立体构型BF3NH4+SO32-HCNCH2O分子立体构型的推断小结①确定价层电子对数②判断VSEPR模型③再次判断孤电子对数确立分子的立体构型完成教材P518学以致用

提升关键能力

校本P361.下列关于价层电子对互斥（VSEPR）模型的叙述不正确的是(

)

D①价层电子对间的互斥作用：

孤对—孤对＞孤对—成键＞成键—成键★键角大小的判断

C【练习】PCl3的分子结构是（

）A、平面三角形，键角小于1200B、平面三角形，键角1200C、三角锥形，键角小于109028’D、三角锥形，键角109028’ABn型分子的VSEPR模型和立体结构价层电子对数VSEPR模型成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布模型

立体结构

实

例

平面三角形AB2CO2AB3AB2BF3V形SO2直线形221300平面三角形直线形23价层电子对数VSEPR模型成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布模型分子构型

实例

4四面体4

03 12 2正四面体NH3V形H2OCH4AB3AB2AB4三角锥形【回顾】1.甲烷分子中的C原子形成几个共价键，属于什么空间构型？甲烷分子中的C原子可形成4个共价键，正四面体形。2.画出基态C原子的轨道表达式3.针对这一矛盾，鲍林是如何解决的？基态激发态2s2p2s2p阅读教材P47-49甲烷(CH4)的分子结构为例:思考:如果C原子就以1个2s轨道和3个2p轨道上的单电子，分别与四个H原子的1s轨道上的单电子重叠成键，所形成的四个共价键能否完全相同？这与CH4分子的实际情况是否吻合？基态激发态2s2p2s2p激发态杂化态2s2p

杂化杂化态形成4个σ键（1）轨道的杂化：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合（混杂）形成一组新轨道的过程；（2）杂化轨道：产生的新的原子轨道叫做杂化轨道。（一）杂化、杂化轨道的概念2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态激发杂化四、杂化轨道理论（1）杂化轨道形成目的：满足分子对称性要求，从而使分子的整体能

量最低，最稳定。（2）原子轨道杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化的。②只有能量相近的轨道才能杂化。（3）形成的杂化轨道与原轨道相比：①发生轨道杂化的原子一定是中心原子；（二）杂化轨道理论的要点（4）杂化后所得到杂化轨道的成分相同、能量相等、电子云形状相同，

但方向不同。———解释分子的立体构型成分、能量、形状、伸展方向发生改变，轨道数目不变校本P411.下列关于杂化轨道的说法错误的是()A.并不是所有的原子轨道都参与杂化B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化C.杂化轨道能量集中，有利于牢固成键D.杂化轨道都用来成键D（三）杂化轨道的类型SP3杂化、SP2杂化、SP杂化——根据原子轨道的种类和数目的不同杂化类型spsp2sp3参与杂化的原子轨道及数目杂化轨道的数目____________2341个s轨道1个p轨道1个s轨道2个p轨道1个s轨道3个p轨道sp3杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz109°28′①sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道杂化而得到四个sp3杂化轨道。②每个sp3杂化轨道的成分都含:s成分为1/4，p成分为3/4，③sp3杂化轨道间夹角互成109º28′，空间分布呈四面体。sp2杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz120°①sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得到三个sp2杂化轨道；②每个sp2杂化轨道的成分都含:s成分为1/3，p成分为2/3；③三个杂化轨道在空间分布在同一平面上，互成120º，呈平面三角形。sp杂化轨道的形成过程xyzxyzzxyzxyz180°①sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得到两个sp杂化轨道；②两个杂化轨道在空间分布呈直线型，互成180º，呈直线型。【自我诊断】校本P39

√

×

×

×（5）原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子不可能发生杂化(

)√四、杂化轨道类型的确定①先确定分子或离子的VSEPR模型，②后确定中心原子的杂化轨道类型。杂化轨道数=价层电子对数价层电子对数234杂化轨道数常见杂化轨道类型234spsp2sp3完成课本p51第9题原子总数粒子中心原子上的孤电子对数中心原子杂化轨道类型空间构型3CO2SO2H2OHCN4BF3NH3H3O+CH2O5CH4SO42-0sp直线形1sp2V形2sp3V形0sp直线形0sp2平面三角形1sp3三角锥形1sp3三角锥形0sp2平面三角形0sp3正四面体形0sp3正四面体形中心原子的杂化类型和空间结构有关，二者之间可以相互判断分子组成中心原子上的孤电子对数中心原子杂化轨道类型空间构型AB20sp直线形1sp2V形2sp3V形A