《分子的空間結(jié)構(gòu)》素養(yǎng)目標學法指導1.認識可以借助某些實驗手段所獲得的信息為建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型或相關(guān)理論解釋提供支撐2．結(jié)合實例了解共價分子具有特定的空間結(jié)構(gòu)，并可運用相關(guān)理論和模型進行解釋和預(yù)測。培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)1.通過實例列舉，由熟悉的情況類比遷移判斷新知2．落實公式推導分子的空間構(gòu)型，利用價層電子對互斥模型，由熟悉的分子類推新的分子結(jié)構(gòu)及類型知識導圖

課前·新知導學分子的空間結(jié)構(gòu)1．分子結(jié)構(gòu)的測定許多現(xiàn)代儀器和方法可測定分子結(jié)構(gòu)，如____________、________________等。__________可以測定分子中含有哪些化學鍵或官能團。紅外光譜晶體X射線衍射紅外光譜2．多樣的分子空間結(jié)構(gòu)(1)三原子分子的空間結(jié)構(gòu)——直線形和V形(角形)?；瘜W式CO2H2O電子式______________________________結(jié)構(gòu)式___________________鍵角________105°O==C==O180°

直線形V形平面三角形三角錐形109°28′

正四面體形3．價層電子對互斥模型(1)價層電子對互斥模型認為，分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“________________”相互__________的結(jié)果。分子中的價層電子對包括______________和中心原子上的________________，多重鍵只計其中______________，不計_____________。價層電子對排斥σ鍵電子對孤電子對σ鍵電子對π鍵電子對(2)VSEPR模型的兩種類型。①中心原子上的價電子都用于形成共價鍵的分子。2

3

4

直線形平面三角形正四面體形180°

120°

109°28′

②中心原子上有孤電子對的分子：對于中心原子上有孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)的分子，中心原子上的孤電子對也要占據(jù)中心原子周圍的空間，并互相排斥使分子呈現(xiàn)不同的空間結(jié)構(gòu)。V形三角錐形直線形三角錐形V形4．雜化軌道理論簡介(1)原子軌道雜化與雜化軌道?！敬鸢浮肯嘟嗟饶芰肯嗤?/p>

(2)雜化軌道類型及分子的空間結(jié)構(gòu)。雜化類型spsp2sp3參與雜化的原子軌道及數(shù)目1個s軌道和1個p軌道1個s軌道和2個p軌道1個s軌道和3個p軌道雜化軌道的數(shù)目

雜化軌道間的夾角

空間結(jié)構(gòu)名稱

實例CO2、C2H2BF3、CH2OCH4、CCl42

3

4

180°

120°

109°28′

直線形平面三角形正四面體形5．知識拓展：等電子體(1)定義：原子總數(shù)、價電子總數(shù)均相同的分子或離子互為等電子體。(2)等電子原理：互為等電子體的微粒具有相似的化學鍵特征和立體結(jié)構(gòu)，許多性質(zhì)相似，如CO和N2。(1)根據(jù)價層電子對互斥理論得到的VSEPR模型，就是分子的實際空間結(jié)構(gòu)嗎？(2)舉例說明，中心原子采取sp3雜化的分子的空間結(jié)構(gòu)是否都是正四面體形？微思考【答案】(1)不完全是。VSEPR模型是按分子中價層電子對數(shù)進行判斷的，但是有些分子中的部分價層電子對未形成化學鍵(孤電子對)，而分子的空間結(jié)構(gòu)是忽略孤電子對后的形狀。(2)不是。CH4、NH3、H2O分子中的中心原子都是sp3雜化，CH4是正四面體形，NH3是三角錐形，H2O是角形(或V形)。判斷正誤。(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)價層電子對之間的夾角越小，排斥力越小。 (

)(2)NH3分子的VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)不一致。 (

)(3)五原子分子的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形。 (

)(4)雜化軌道和參與雜化的原子軌道的數(shù)目相同，但能量不同。 (

)(5)凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子，其空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形。 (

)(6)凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×課堂·素養(yǎng)初培任務(wù)一利用價層電子對互斥模型判斷分子的空間結(jié)構(gòu)素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑宏觀辨識與微觀探析通過對分子的價層電子對數(shù)及其中心原子的孤電子對數(shù)的判斷，考查學生根據(jù)公式和理論規(guī)律進行判斷及比較各類分子空間結(jié)構(gòu)的能力[情境導入]一些分子的空間結(jié)構(gòu)模型(1)分析BCl3的價層電子對數(shù)、價層電子對互斥模型及分子空間結(jié)構(gòu)。【答案】BCl3的價層電子對數(shù)為3，價層電子對互斥模型為平面三角形，分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。(2)NF3的價層電子對數(shù)、價層電子對互斥模型、分子空間結(jié)構(gòu)分別是怎樣的？【答案】NF3的價層電子對數(shù)為4，價層電子對互斥模型為四面體形，分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(3)通過(1)、(2)兩例分析，價層電子對互斥模型與分子的空間結(jié)構(gòu)一定相同嗎？二者之間有何關(guān)系？【答案】價層電子對互斥模型與分子的空間結(jié)構(gòu)不一定一致。分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對的空間結(jié)構(gòu)，不包括孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)。兩者是否一致取決于中心原子上有無孤電子對，當中心原子上無孤電子對時，兩者一致；當中心原子上有孤電子對時，兩者不一致。[深化理解](1)a表示中心原子的價電子數(shù)。對主族元素，a＝最外層電子數(shù)；對于陽離子，a＝價電子數(shù)－離子電荷數(shù)；對于陰離子，a＝價電子數(shù)＋|離子電荷數(shù)|。(2)x表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。(3)b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子＝8－該原子的價電子數(shù)。推測下列分子的空間結(jié)構(gòu)。(1)H2Se__________。(2)BBr3__________。(3)CHCl3__________。(4)SiF4__________?！敬鸢浮?1)V形(2)平面三角形(3)四面體形(4)正四面體形[典例精練]【解析】根據(jù)原子的最外層電子排布，可以判斷出各分子中心原子含有的孤電子對數(shù)。分子式H2SeBBr3CHCl3SiF4中心原子含有的孤電子對數(shù)2000中心原子的σ鍵電子對數(shù)2344中心原子的價層電子對數(shù)4344H2Se略去兩對孤電子對，分子空間結(jié)構(gòu)為V形，BBr3為平面三角形，CHCl3分子中由于氫原子和氯原子不同，空間結(jié)構(gòu)不是正四面體形，SiF4為正四面體形?！敬鸢浮?1)直線形(2)V形(3)三角錐形(4)三角錐形【解析】分子或離子價層電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)空間結(jié)構(gòu)BeCl2220直線形SCl2422V形SO431三角錐形PF3431三角錐形任務(wù)二利用雜化軌道理論解釋分子的空間結(jié)構(gòu)素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑科學探究與創(chuàng)新意識通過對甲烷分子空間構(gòu)型的分析，理解雜化軌道理論，并利用雜化軌道理論判斷分子的空間構(gòu)型和中心原子的雜化軌道類型，考查學生由宏觀推理微觀的能力在形成多原子分子時，中心原子價層電子上的某些能量相近的原子軌道發(fā)生混雜，重新組合成一組新的軌道的過程，叫做軌道的雜化(雙原子分子中，不存在雜化過程)。例如sp雜化、sp2雜化的過程如下：

[情境導入](1)觀察上述雜化過程，分析原子軌道雜化后數(shù)量和能量有什么變化?！敬鸢浮侩s化軌道和參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同。s軌道與p軌道的能量不同，雜化后，形成的一組雜化軌道的能量相同。(2)2s軌道與3p軌道能否形成sp2雜化軌道？【答案】不能。只有能量相近的原子軌道才能形成雜化軌道。2s軌道與3p軌道不在同一能層，能量相差較大。(3)用雜化軌道理論解釋NH3、H2O的空間結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮縉原子的價層電子排布式為2s22p3，在形成NH3分子的過程中，N原子的1個2s軌道和3個2p軌道經(jīng)雜化后形成4個sp3雜化軌道，其中3個雜化軌道中各有1個未成對電子，分別與H原子的1s軌道形成共價鍵，另1個雜化軌道中是成對電子，未與H原子形成共價鍵，4個sp3雜化軌道在空間構(gòu)成正四面體形；NH3分子中，由于N原子上的孤電子對的排斥作用，使3個N—H鍵的鍵角變小，成為三角錐形的空間結(jié)構(gòu)。O原子的價層電子排布式為2s22p4，在形成H2O分子的過程中，O原子的1個2s軌道和3個2p軌道經(jīng)雜化后形成4個sp3雜化軌道，其中2個雜化軌道中各有1個未成對電子，分別與H原子的1s軌道形成共價鍵，另2個雜化軌道中是成對電子，未與H原子形成共價鍵；4個sp3雜化軌道在空間構(gòu)成正四面體形，但由于2對孤電子對的排斥作用，使2個O—H鍵的鍵角變得更小，使H2O分子成為V形的空間結(jié)構(gòu)。(4)CH4、NH3、H2O中心原子的雜化類型都是sp3，鍵角為什么依次減小？從雜化軌道理論的角度比較鍵角大小時有什么方法？【答案】CH4、NH3、H2O中心原子都采取sp3雜化，中心原子上的孤電子對數(shù)依次為0、1、2。由于孤電子對對共用電子對的排斥作用使鍵角變小，孤電子對數(shù)越多排斥作用越大，鍵角越小。比較鍵角時，先看中心原子雜化類型，雜化類型不同時，鍵角一般按sp、sp2、sp3順序依次減??；雜化類型相同時，中心原子孤電子對數(shù)越多，鍵角越小。1．軌道的雜化與雜化軌道[深化理解]2．對雜化過程的理解3．雜化類型的判斷(1)方法：①雜化軌道數(shù)＝中心原子孤電子對數(shù)＋中心原子結(jié)合的原子數(shù)。②根據(jù)雜化軌道數(shù)判斷雜化類型。注意：軌道數(shù)與雜化類型是一

一對應(yīng)的，即：雜化軌道數(shù)234…雜化軌道類型spsp2sp3…③舉例：代表物雜化軌道數(shù)雜化軌道類型CO20＋2＝2spCH2O0＋3＝3sp2CH40＋4＝4sp3SO21＋2＝3sp2NH31＋3＝4sp3H2O2＋2＝4sp34．分子的空間構(gòu)型的判斷分子的空間構(gòu)型與雜化軌道類型的關(guān)系取決于中心原子結(jié)合的原子個數(shù)與雜化軌道數(shù)關(guān)系?！久麕燑c撥】從雜化軌道理論的角度比較鍵角的大小(1)比較鍵角時，先看中心原子雜化類型，雜化類型不同時，鍵角一般按sp、sp2、sp3順序依次減小。(2)雜化類型相同時，中心原子孤電子對數(shù)越多，鍵角越小。指出下列原子的雜化軌道類型、分子的結(jié)構(gòu)式及空間結(jié)構(gòu)。(1)CS2分子中的C為______雜化，分子的結(jié)構(gòu)式為__________，空間結(jié)構(gòu)為__________。[典例精練](2)CH2O中的C為______雜化，分子的結(jié)構(gòu)式為__________，空間結(jié)構(gòu)為__________。

(3)CCl4分子中的C為______雜化，分子的結(jié)構(gòu)式為__________，空間結(jié)構(gòu)為__________。

(4)H2S分子中的S為______雜化，分子的結(jié)構(gòu)式為__________，空間結(jié)構(gòu)為__________。【答案】D【名師點撥】雜化軌道與共價鍵類型雜化軌道只能用于形成σ鍵或用來容納未參與成鍵的孤電子對，不能用于形成π鍵；未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。

(1)(2020年全國卷Ⅰ，節(jié)選)磷酸根離子的空間構(gòu)型為__________________，其中P的價層電子對數(shù)為________、雜化軌道類型為__________。(2)(2020