專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)第一單元分子的空間結(jié)構(gòu)課時(shí)2分子的空間結(jié)構(gòu)模型(價(jià)層電子對(duì)互斥模型)等電子原理內(nèi)容索引學(xué)習(xí)目標(biāo)活動(dòng)方案課堂反饋學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解價(jià)層電子對(duì)互斥理論，通過對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型的探究，建立判斷分子空間構(gòu)型的思維模型。2．了解等電子體的概念及判斷方法，能用等電子原理解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì)，結(jié)合實(shí)例說明“等電子原理”的應(yīng)用?；顒?dòng)方案1．上述分子中的中心原子雜化方式是什么？【答案】

二氧化碳分子中碳原子sp雜化，其余分子的中心原子均為sp3雜化。活動(dòng)一：討論幾種常見分子的空間結(jié)構(gòu)分子鍵長/pm鍵角CO2116180°H2O96104°30′NH3101107°18′CH4109109°28′2．結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)和下圖所示的分子結(jié)構(gòu)，討論鍵角有什么差異，其中可能的原因是什么？NH3分子和H2O分子的結(jié)構(gòu)示意圖【答案】

甲烷分子中的鍵角大于氨氣，NH3分子中的鍵角大于水分子。鍵角的大小除與雜化類型有關(guān)，還與分子中的孤電子對(duì)數(shù)目有關(guān)，孤電子對(duì)數(shù)目越多，鍵角越小。3．閱讀教材，了解測定分子空間結(jié)構(gòu)的方法有哪些？【答案】

用實(shí)驗(yàn)的方法可以測定分子的空間結(jié)構(gòu)，如紅外光譜、晶體的X射線衍射、核磁共振等。1．分子中的價(jià)電子對(duì)(包括_____________和___________)由于相互_______作用，而趨向于盡可能彼此_______以減小_______，分子盡可能采取_______的空間結(jié)構(gòu)。2．討論價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子的價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型。(1)當(dāng)中心原子的價(jià)電子全部參與成鍵時(shí)，為使價(jià)電子斥力最小，分子呈_______的空間結(jié)構(gòu)?；顒?dòng)二：了解價(jià)層電子對(duì)互斥模型成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)排斥遠(yuǎn)離斥力對(duì)稱對(duì)稱(2)價(jià)電子對(duì)數(shù)與價(jià)電子分布的幾何構(gòu)型的關(guān)系價(jià)電子對(duì)(n)分布的幾何構(gòu)型具有相同價(jià)電子對(duì)數(shù)的分子，中心原子的雜化軌道類型相同，價(jià)電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型也相同。例如，CH4、NH3和H2O分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)都是4，中心原子均采取sp3雜化，價(jià)電子對(duì)分布的幾何構(gòu)型均為正四面體。該模型的提出主要考慮價(jià)電子對(duì)之間的斥力，而分子結(jié)構(gòu)的影響因素往往比較復(fù)雜。因此應(yīng)用該模型預(yù)測的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測定有偏差，也不能說明各分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵形成的原因和相對(duì)穩(wěn)定性。所以，分子結(jié)構(gòu)的確定最終必須以實(shí)驗(yàn)測定為依據(jù)。3．討論分子的幾何構(gòu)型。(1)對(duì)于價(jià)電子對(duì)全是成鍵電子對(duì)的分子，價(jià)電子對(duì)的幾何構(gòu)型與分子的空間結(jié)構(gòu)是一致的。填寫下表：分子BeCl2BF3CH4價(jià)電子對(duì)數(shù)234幾何構(gòu)型

球棍模型

直線形平面三角形正四面體(2)中心原子上有孤電子對(duì)(價(jià)電子中未參與形成共價(jià)鍵的電子對(duì))的分子的幾何構(gòu)型。由于中心原子上的孤電子對(duì)占據(jù)中心原子周圍的空間，與成鍵電子對(duì)互相排斥，使分子的幾何構(gòu)型發(fā)生變化。如H2O分子氧原子上有兩對(duì)孤電子對(duì)參與互相排斥，所以H2O分子的空間結(jié)構(gòu)為______；NH3分子中氮原子上有一對(duì)孤電子對(duì)參與互相排斥，NH3的空間結(jié)構(gòu)是___________。V形三角錐形4．討論電子對(duì)之間斥力的大小和分子中鍵角大小之間的關(guān)系。(1)不同的電子對(duì)之間的斥力大小順序是什么？為什么會(huì)出現(xiàn)斥力不同？【答案】

價(jià)電子對(duì)之間的斥力大小順序：孤電子對(duì)與孤電子對(duì)之間的斥力＞孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力＞成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力。斥力大小不同的原因是孤電子對(duì)比成鍵電子對(duì)更靠近中心原子的原子核，與其他電子對(duì)之間的斥力更大。(2)為什么CH4、NH3和H2O分子中鍵角依次減??？【答案】

孤電子對(duì)數(shù)目的增多，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增強(qiáng)，使得成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的鍵角也被“壓縮”而減小。如CH4分子中C原子的雜化軌道上沒有孤電子對(duì)，NH3分子中N原子的雜化軌道上有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中O原子的雜化軌道上有2對(duì)孤電子對(duì)，因此CH4、NH3和H2O分子中鍵角依次減小。1．對(duì)于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)的價(jià)電子對(duì)數(shù)可以通過下式確定：中心原子的價(jià)層電子數(shù)等于中心原子的_______________，鹵素原子按提供____個(gè)電子計(jì)算，氧族元素的原子按提供____個(gè)電子計(jì)算；配位原子中鹵素原子和H原子提供____個(gè)電子，氧族元素的原子提供____個(gè)電子。對(duì)于復(fù)雜離子，在計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)時(shí)，還應(yīng)加上負(fù)離子的電荷數(shù)或減去正離子的電荷數(shù)，即：活動(dòng)三：學(xué)習(xí)ABm型分子的價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算方法最外層電子數(shù)7

6

1

0

計(jì)算電子對(duì)數(shù)時(shí)，若剩余1個(gè)電子，即出現(xiàn)奇數(shù)電子，也把這個(gè)單電子當(dāng)作______電子處理。1對(duì)2．填寫常見分子的價(jià)層電子對(duì)互斥模型和分子的空間結(jié)構(gòu)。σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)電子對(duì)數(shù)目電子對(duì)的排列方式價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)實(shí)例202

BeCl2、CO2303

BF3、BCl321

PbCl2直線形直線形三角形平面三角形V形σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)電子對(duì)數(shù)目電子對(duì)的排列方式價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)實(shí)例404

CH4、CCl431

NH322

H2O四面體形正四面體形三角錐形V形1．具有相同___________和相同_________的分子或離子，具有相同的結(jié)構(gòu)特征，這一原理稱為“等電子原理”。原子總數(shù)相同、_____________相同的分子或離子互稱為等電子體。2．利用等電子原理可判斷簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)，如NH3與H3O＋互為___________，二者空間構(gòu)型相同，均為_________形?；顒?dòng)四：拓展視野——等電子原理價(jià)電子數(shù)原子數(shù)價(jià)電子總數(shù)等電子體三角錐3．常見的等電子體。直線形直線形V形平面三角形正四面體形課堂反饋12345678910111213141516【解析】根據(jù)等電子體的條件：①原子總數(shù)相同，②價(jià)電子數(shù)之和相等，判斷NO＋和CN－屬于等電子體，C正確。1．下列各組微粒屬于等電子體的是 (

)A．12CO2和14CO

B．H2O和NH3

C．NO＋和CN－

D．NO和COC1234567891011122．(2020·呂叔湘中學(xué)診斷考試)水分子在特定條件下容易得到一個(gè)H＋，形成水合氫離子(H3O＋)。下列對(duì)上述過程的描述不合理的是

(

)A．氧原子的雜化類型發(fā)生了改變B．微粒的形狀發(fā)生了改變C．微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變D．微粒中的鍵角發(fā)生了改變A【解析】水中氧的雜化為sp3，H3O＋中氧的雜化為sp3，則氧原子的雜化類型沒有改變，A不合理；水分子為V形，H3O＋為三角錐形，則微粒的形狀發(fā)生了改變，B合理；因結(jié)構(gòu)不同，則性質(zhì)不同，微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變，C合理；水分子為V形，H3O＋為三角錐形，微粒中的鍵角發(fā)生了改變，D合理。1234567891011121234567891011123．下列分子或離子中，中心原子價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)為四面體形且分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形的是 (

)A．①②

B．②③

C．③④

D．①④B1234567891011121234567891011124．

(2022·海門中學(xué)高三入學(xué)考試

)肼(N2H4)是發(fā)射航天飛船常用的高能燃料，可通過反應(yīng)2NH3＋NaClO══N2H4＋NaCl＋H2O制備。下列有關(guān)微粒的描述不正確的是 (

)A．NH3分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形B．N2H4的結(jié)構(gòu)式為C．NaClO既含離子鍵又含共價(jià)鍵B123456789101112123456789101112 (

)A．16O原子中的中子數(shù)為16B．H2O的空間結(jié)構(gòu)是直線形C．CH3CHO分子中

σ鍵和

π鍵的數(shù)目之比為

5∶2D．C2H5OH與H2O互溶是因?yàn)镃2H5OH與H2O形成分子間氫鍵D【解析】16O原子中質(zhì)子數(shù)為8，質(zhì)量數(shù)為16，則中子數(shù)＝16－8＝8，A錯(cuò)誤；H2O的空間結(jié)構(gòu)是V形，B錯(cuò)誤；單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，故CH3CHO分子中含有6個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為6∶1，C錯(cuò)誤；C2H5OH與H2O互溶主要是因?yàn)镃2H5OH與H2O可形成分子間氫鍵，增大了分子間作用力，D正確。1234567891011121234567891011126．(2021·南京六校期末聯(lián)考)

二氧化硫雖然是形成酸雨的主要物質(zhì)，但對(duì)食品有漂白和防腐作用，使用二氧化硫能夠達(dá)到使產(chǎn)品外觀光亮、潔白的效果，也是制取硫酸重要的原料氣；已知二氧化硫與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

2SO2(g)＋O2(g)══2SO3(g)

ΔH＝－197kJ·mol-1。下列有關(guān)說法正確的是

(

)A．SO3是共價(jià)晶體B．SO2的水溶液放置在空氣中，pH會(huì)增大C．SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形D．SO2制取SO3利用了SO2的氧化性C123456789101112【解析】CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線形，A錯(cuò)誤；H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，B錯(cuò)誤；NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，C錯(cuò)誤；CH4是正四面體結(jié)構(gòu)，D正確。1234567891011127．下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是 (

)DABCD

CO2H2ONH3CH41234567891011128．(2020·山東濟(jì)寧高二期末)氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學(xué)試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關(guān)于氯化亞砜分子的空間結(jié)構(gòu)和中心原子(S)采取的雜化方式的說法正確的是 (

)A．三角錐形、sp3

B．平面三角形、sp3

C．平面三角形、sp2

D．三角錐形、sp2A123456789101112123456789101112C12345678910111212345678910111210．(2020·云南昭通期末)下列有關(guān)SO3的說法正確的是 (

)A．空間結(jié)構(gòu)與NH3相似B．空間結(jié)構(gòu)與SO2相似C．空間結(jié)構(gòu)與BF3相似D．空間結(jié)構(gòu)與P4相似C123456789101112123456789101112(2)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是___________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是______。120°

sp2

正四面體形三角錐形sp3

123456789101112(3)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中氧原子采用______雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因?yàn)開__