《分子的空間結(jié)構(gòu)（第一課時(shí)）》1多樣的分子空間結(jié)構(gòu)感受分子是有空間結(jié)構(gòu)的3雜化軌道理論簡(jiǎn)介解釋分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)2價(jià)層電子對(duì)互斥模型預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料資料多樣的分子空間結(jié)構(gòu)O2HCl1.雙原子分子直線形大多數(shù)分子是由兩個(gè)以上原子構(gòu)成的，于是分子就有了原子的幾何學(xué)關(guān)系和形狀，這就是分子的空間結(jié)構(gòu)。2.三原子分子直線形和V形3.四原子分子平面三角形和三角錐形等4.五原子分子最常見的是四面體形

紅外光譜、晶體X射線衍射等分子的空間結(jié)構(gòu)是怎樣測(cè)定的?分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。分子的空間結(jié)構(gòu)是分子中的原子處于平衡位置時(shí)的模型。

分子振動(dòng)需要能量，所以當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動(dòng)吸收，可初步推測(cè)該未知物中含有羥基?；瘜W(xué)式：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3【科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)】質(zhì)譜研究分子的空間結(jié)構(gòu)的意義研究分子的空間結(jié)構(gòu)的意義CHHHH········空間結(jié)構(gòu)：正四面體形鍵角：109°28′為什么甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形而不是正方形？CHHHH········空間結(jié)構(gòu)：正四面體形鍵角：109°28′為什么甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形而不是正方形？任務(wù)制作氣球模型“氣球空間互斥”類比“電子對(duì)互斥”電子對(duì)數(shù)電子對(duì)互斥氣球空間互斥空間結(jié)構(gòu)234直線形平面三角形正四面體形“氣球空間互斥”類比“電子對(duì)互斥”2直線形3平面三角形4四面體形CO2直線形180°CH2O平面三角形約120°CO2直線形180°H2O

V形105°CH2O平面三角形約120°NH3三角錐形107°三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，為什么它們的空間結(jié)構(gòu)不同？任務(wù)寫出分子的電子式，再對(duì)照其球棍模型，運(yùn)用分類、對(duì)比的方法，分析結(jié)構(gòu)不同的原因。CO2H2OCH2ONH3CH4化學(xué)式電子式分子的空間結(jié)構(gòu)模型化學(xué)式電子式分子的空間結(jié)構(gòu)模型CO2H2OCH2ONH3CH4成鍵電子對(duì)孤電子對(duì)孤電子對(duì)：未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì)結(jié)論：由于中心原子的孤電子對(duì)占有一定空間，對(duì)其他成鍵電子對(duì)存在排斥力，影響其分子的空間結(jié)構(gòu)。

分子的空間結(jié)構(gòu)除了和中心原子與結(jié)合原子間的成鍵電子對(duì)有關(guān)，還和中心原子的孤電子對(duì)有關(guān)，兩者合稱為中心原子的“價(jià)層電子對(duì)”。

實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°,為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？109°28′107°105°

實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的鍵角為107°，H2O的鍵角為105°,為什么NH3和H2O的鍵角均小于109°28′？相較成鍵電子對(duì)，孤電子對(duì)有較大的排斥力109°28′107°105°CH4活動(dòng)用氣球制作模型，體會(huì)孤電子對(duì)對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)形狀和鍵角影響CH4NH3H2O活動(dòng)用氣球制作模型，體會(huì)孤電子對(duì)對(duì)分子的空間結(jié)構(gòu)形狀和鍵角影響作業(yè)例1.下列分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形的是(

)H2O B.NH3C.CH4

D.CO2D例2.下列關(guān)于紅外光譜法測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的說法中，不正確的是（）A.紅外線透過分子時(shí),分子會(huì)吸收特定頻率的紅外線B.分子中原子是固定不動(dòng)的C.紅外光譜法可初步判斷有機(jī)物分子中基團(tuán)的種類D.所用儀器為紅外光譜儀B多樣的分子空間結(jié)構(gòu)。分子的空間結(jié)構(gòu)是可以測(cè)定的，如利用紅外光譜。小結(jié)探究1分子的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與鍵角之間的關(guān)系【問題探究】在宏觀世界中,花朵、蝴蝶、冰晶等諸多物質(zhì)展現(xiàn)出規(guī)則與和諧的美。科學(xué)巨匠愛因斯坦曾感嘆:“在宇宙的秩序與和諧面前,人類不能不在內(nèi)心里發(fā)出由衷的贊嘆,激起無限的好奇?！睂?shí)際上,宏觀的秩序與和諧源于微觀的規(guī)則與對(duì)稱。根據(jù)信息分析下列分子可能的空間結(jié)構(gòu)。(1)H2S中兩個(gè)H—S的鍵角接近90°,BeCl2中兩個(gè)Be—Cl的鍵角是180°,推測(cè)H2S和BeCl2的分子的空間結(jié)構(gòu)分別是怎樣的。提示

H2S的空間結(jié)構(gòu)是V形,BeCl2的空間結(jié)構(gòu)是直線形。(2)科學(xué)家研制出可望成為高效火箭推進(jìn)劑的N(NO2)3(),已知該分子中N—N—N的鍵角都是108.1°;P4中共有六條P—P,每?jī)蓷lP—P間的夾角均為60°,試推測(cè)N(NO2)3中四個(gè)氮原子及P4中的四個(gè)磷原子圍成的空間結(jié)構(gòu)。提示

由于N—N—N鍵角都是108.1°,所以四個(gè)氮原子圍成三角錐形,P4為正四面體形。(3)根據(jù)分子組成為AB3(或A3B)、AB4,能確定它們的空間結(jié)構(gòu)嗎?提示

AB3(或A3B)型分子可能是平面三角形分子,也可能是三角錐形分子;AB4型分子一定是正四面體形分子。(4)CH3Cl分子是正四面體形結(jié)構(gòu)嗎?提示

C—H與C—Cl的鍵長(zhǎng)不一樣,所以CH3Cl是四面體形,但不是正四面體形?！旧罨卣埂砍Ｒ姷姆肿涌臻g結(jié)構(gòu)原子個(gè)數(shù)空間結(jié)構(gòu)舉例鍵角2直線形HCl—3直線形CO2180°V形H2O105°4平面三角形CH2O約120°三角錐形NH3107°正四面體形P460°5正四面體形CH4109°28'【素能應(yīng)用】典例1下列有關(guān)鍵角與分子空間結(jié)構(gòu)的說法不正確的是(

)A.鍵角為180°的分子,空間結(jié)構(gòu)是直線形B.鍵角為120°的分子,空間結(jié)構(gòu)是平面三角形C.鍵角為60°的分子,空間結(jié)構(gòu)可能是正四面體形D.鍵角為90°~109°28'之間的分子,空間結(jié)構(gòu)可能是V形答案

B解析

鍵角為180°的分子,空間結(jié)構(gòu)是直線形,如CO2分子是直線形分子,A正確;苯分子的鍵角為120°,但其空間結(jié)構(gòu)是平面正六邊形,B錯(cuò)誤;白磷分子的鍵角為60°,空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,C正確;水分子的鍵角為105°,空間結(jié)構(gòu)為V形,D正確。變式設(shè)問

P4是正四面體構(gòu)型,CH4也是正四面體構(gòu)型,二者結(jié)構(gòu)相同嗎?提示

不相同,P4分子中4個(gè)原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn),CH4中C原子位于正四面體的體心,H原子位于正四面體的頂點(diǎn)。規(guī)律總結(jié)

分子或離子的空間結(jié)構(gòu)與鍵角的關(guān)系

分子類型鍵角空間結(jié)構(gòu)實(shí)例AB2180°直線形CO2、BeCl2、CS2<180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角錐形NH3、H3O+、PH3AB4109°28'正四面體形CH4、

、CCl4變式訓(xùn)練1下列各組分子中所有原子都可能處于同一平面的是(

)A.CH4、CS2、BF3

B.CO2、H2O、NH3C.C2H4、C2H2、C6H6 D.CCl4、BeCl2、PH3答案

C解析

題中的CH4和CCl4為正四面體形分子,NH3和PH3為三角錐形分子,這幾種分子的所有原子不可能都在同一平面上。CS2、CO2、C2H2和BeCl2為直線形分子,C2H4為平面形分子,C6H6為平面正六邊形分子,這些分子都是平面形結(jié)構(gòu)。探究2利用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷粒子空間結(jié)構(gòu)的思路方法【問題探究】ABm型分子或離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)利用上式計(jì)算A原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)時(shí)需注意:(1)氧族元素的原子作為中心原子A時(shí)提供6個(gè)價(jià)電子,作為與中心原子結(jié)合的原子B時(shí)不提供價(jià)電子。(2)鹵素原子作為中心原子A時(shí)提供7個(gè)價(jià)電子,作為與中心原子結(jié)合的原子B時(shí)提供1個(gè)價(jià)電子。問題思考:(1)根據(jù)上述信息分析BCl3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)及分子空間結(jié)構(gòu)。提示

BCl3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)==3,價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。(2)NF3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)、分子空間結(jié)構(gòu)分別是怎樣的?提示

NF3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)==4,價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為四面體形,分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形?！旧罨卣埂?.價(jià)層電子對(duì)互斥模型的理論要點(diǎn)

(1)價(jià)層電子對(duì)在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。(2)孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)數(shù)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。2.價(jià)層電子對(duì)數(shù)目和價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系

價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱孤電子對(duì)數(shù)成鍵電子對(duì)數(shù)分子或離子空間結(jié)構(gòu)名稱2直線形02直線形3平面三角形03平面三角形3平面三角形12V形4四面體形04正四面體形4四面體形13三角錐形4四面體形22V形特別提醒

價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu),而分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu),不包括孤電子對(duì)。(1)當(dāng)中心原子無孤電子對(duì)時(shí),兩者一致。(2)當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí),兩者不一致。【素能應(yīng)用】典例2用價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu),有時(shí)也能用來推測(cè)鍵角大小。下列判斷正確的是(

)A.H2O、CS2都是直線形的分子B.BF3鍵角為120°,SnBr2鍵角大于120°C.CH2O、BF3都是平面三角形的分子D.PCl3、PCl5都是三角錐形的分子答案

C變式設(shè)問

(1)CH2O的空間結(jié)構(gòu)是平面正三角形嗎?提示

不是,應(yīng)是等腰三角形。(2)CH4、NH3、H2O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別是多少?鍵角大小順序如何?為什么?提示

價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4,但孤電子對(duì)數(shù)分別為0、1、2,孤電子對(duì)數(shù)越多,對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力越大,故鍵角依次減小。規(guī)律總結(jié)

確定分子或離子空間結(jié)構(gòu)的步驟

變式訓(xùn)練2用價(jià)層電子對(duì)互斥模型推測(cè)下列分子的空間結(jié)構(gòu):(1)H2Se

;(2)BBr3

;(3)CHCl3

;(4)SiF4

。

答案

(1)V形(2)平面三角形