1、2023-2-11第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2023-2-12复 习 回 顾共价键共价键键键键键键参数键参数键能键能键长键长键角键角衡量化学键稳定性衡量化学键稳定性描述分子的立体描述分子的立体结构的重要因素结构的重要因素成键方式成键方式“头碰头头碰头”，呈轴对称，呈轴对称成键方式成键方式“肩并肩肩并肩”，呈镜像对称，呈镜像对称形形色色的分子2023-2-13所谓所谓“分子的立体结构分子的立体结构”指指多原子多原子构成构成
2、的共价分子中的原子的空间关系问题。的共价分子中的原子的空间关系问题。在在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的这样的双原子分子中不存在分子的立体结构问题。立体结构问题。O2HCl形形色色的分子2023-2-14一、形形色色的分子一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）2 2、三原子分子立体结构（有直线形和、三原子分子立体结构（有直线形和V V形）形）直线形直线形180180V V形形105105形形色色的分子2023-2-15、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）三角锥形、正四面体）C2H2CH2OCO
3、Cl2NH3P4平面三角形平面三角形 120120三角锥形三角锥形 107107正四面正四面 6060直线形直线形 180180形形色色的分子2023-2-16、五原子分子立体结构、五原子分子立体结构最常见的是正四面体最常见的是正四面体CH4正四面体正四面体形形色色的分子2023-2-17CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5 5、其它：、其它：形形色色的分子2023-2-18C60C20C40C70资料卡片：资料卡片：形形色色的分子形形色色的分子形形色色的分子2023-2-19形形色色的分子2023-2-110形形色色的分子2023-2-111形形色色的分子2023-2-
4、112形形色色的分子2023-2-113 肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢形状的呢?早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。种。分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构所谓分子立体结构其实只是其实只是分子中的原子处于平
5、衡位置分子中的原子处于平衡位置时的模型时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。出分子的立体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？2023-2-114测分子体结构：测分子体结构：红外光谱仪红外光
6、谱仪吸收峰吸收峰分析分析。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？形形色色的分子2023-2-115 同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结构却不分子的空间结构却不同，什么原因？同，什么原因？同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空分子的的空间结构也不同，什么原因？间结构也不同，什么原因？形形色色的分子2023-2-116二、价层电子对互斥（二、价层电子对互斥（VSEPRVSEPR）理论）理论 （Valence Shell Electron Pair Repulsion）共价分子中，中心原子周围电子对排布的几共价
7、分子中，中心原子周围电子对排布的几何何构型构型主要主要取决于中心原子取决于中心原子的的价层电子对的价层电子对的数数目。目。价层电子对价层电子对各自占据的位置倾向于彼各自占据的位置倾向于彼此分此分离得尽可能离得尽可能的远，此时电子对之间的的远，此时电子对之间的斥斥力最小力最小，整个，整个分子最稳定分子最稳定。1 1、理论要点、理论要点 价层电子对包括价层电子对包括成键的成键的电子对电子对和和孤电子对孤电子对不包括不包括成键的成键的电子对电子对！价层电子对互斥理论2023-2-1172 2、价层电子对数计算、价层电子对数计算 确定中心原子价层电子对数目确定中心原子价层电子对数目 价电子数出现奇数时
8、，单电子当作电子对看待价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待 价层电价层电子对数子对数 (中心原子价电子数结合原子数中心原子价电子数结合原子数)/2 配位原子数孤电子对数配位原子数孤电子对数 键电子对数孤电子对数键电子对数孤电子对数 O、S为结合原子时，按为结合原子时，按“0”计算计算 N为结合原子时，按为结合原子时，按“-1”计算计算 离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带电荷数，阳离子减去所带电荷数电荷数，阳离子减去所带电荷数 孤电子对数价层电子对数孤电子对数价层电子对数 结合原子数结合原子数价层电子对互斥理论2023-2-118确定价层电子对构型确
9、定价层电子对构型 价层电子对价层电子对数目数目2 23 34 45 56 6价层电子对价层电子对构型构型直线直线平面平面三角型三角型正 四 面正 四 面体体三角三角双锥双锥正八正八面体面体注意：孤对电子的存在会改变键合电子对注意：孤对电子的存在会改变键合电子对 的分布方向，从而改变化合物的键角的分布方向，从而改变化合物的键角电子间斥力大小：电子间斥力大小：孤对间孤对与键合间键合间孤对间孤对与键合间键合间价层电子对互斥理论2023-2-1193 3、确定分子构型、确定分子构型 在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对由真实原子形成的构型由真实原子形成的构型 价
10、层电子对互斥理论2023-2-120三、价层电子对互斥模型三、价层电子对互斥模型 1、一类是中心原子上的、一类是中心原子上的价电子都用于形成共价电子都用于形成共价键价键，如，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数数n来预测，概括如下：来预测，概括如下：ABn 立体结构立体结构 范例范例 n=2 直线形直线形 CO2、CS2 n=3 平面三角形平面三角形 CH2O、BF3 n=4 正四面体形正四面体形 CH4、CCl4 n=5 三角双锥形三角双锥形 PCl5 n=6 正八面体形正八面体形 SCl62
11、023-2-121分子分子COCO2 2CHCH2 2OOCHCH4 4电子式电子式结构式结构式中心原子中心原子有无有无孤对电子孤对电子空间结构空间结构O C O:H C H:HHO=C=OH-C-H=OH-C-H-HH无无无无无无直线形直线形 平面平面三角形三角形 正正四面体四面体:H C H:O:2023-2-1222 2、另一类是中心原子上有、另一类是中心原子上有孤对电子孤对电子(未用于形成共价键未用于形成共价键的电子对的电子对)的分子。的分子。ABn 立体结构立体结构 范例范例 n=2 V形形 H2O n=3 三角锥形三角锥形 NH32023-2-123原因：原因：中心原子上的孤对电子
12、也要中心原子上的孤对电子也要占据中心原子占据中心原子周围的空间周围的空间，并参与互相排斥。例如，并参与互相排斥。例如，H2O和和NH3的中心原子分别有的中心原子分别有2对和对和l对孤对电子，跟对孤对电子，跟中心原子周围的中心原子周围的键加起来都是键加起来都是4，它们相互排，它们相互排斥，形成四面体，因而斥，形成四面体，因而H2O分子呈分子呈V形，形，NH3分分子呈三角锥形。子呈三角锥形。2023-2-1242023-2-125电子对数电子对数目目电子对的空电子对的空间构型间构型成键电子成键电子对数对数孤电子孤电子对对 数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实 例例2
13、直直 线线20直直 线形线形BeCl2CO23三角三角型型30三角三角形形BF3SO321V形形SnBr2PbCl2ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构价层电子对互斥理论2023-2-126电子对数电子对数目目电子对的空电子对的空间构型间构型成键电子成键电子对数对数孤电子孤电子对对 数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实 例例4四面体四面体40四面体四面体CH4CCl4NH4SO4231三角锥三角锥NH3PCl3SO32H3O+22V型型H2O价层电子对互斥理论2023-2-127电子对数电子对数目目电子对的空电子对的空间构型间构型成键电子成键电子对数对数孤电
14、子孤电子对对 数数电子对的电子对的排列方式排列方式分子的分子的空间构型空间构型实实 例例5三角三角双锥双锥50三角双锥三角双锥PCl541变形变形四面体四面体SF432T型型BrF323直线直线型型XeF2价层电子对互斥理论2023-2-128微粒微粒结构式结构式VESPRVESPR模型模型分子或离子构型分子或离子构型HCNHCNNHNH4 4H H3 3O O SOSO2 2BFBF3 3BFFFSOOOHHHNHHHHCNH价层电子对互斥理论2023-2-129中心原子中心原子代表物代表物中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数分子类型分子类型空间构型空间构型无孤对电子无孤对电子COCO2
15、 22 2ABAB2 2CHCH2 2OO3 3ABAB3 3CHCH4 44 4ABAB4 4有孤对电子有孤对电子H H2 2OO2 2ABAB2 2NHNH3 33 3ABAB3 3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结:价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型2023-2-130应用反馈应用反馈:化学式化学式 中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数中心原子结合的原中心原子结合的原子数子数空间构型空间构型HCNHCNSOSO2 2NHNH2 2BFBF3 3H H3 3OO+SiClSiCl4 4CHClCHCl3 3NHNH4 4+012010002
16、2233444直线形直线形 V 形形V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体2023-2-131课堂练习p1.1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是是 （）pA.C OA.C O2 2 B.H B.H2 2S C.P C lS C.P C l3 3 D.SiClD.SiCl4 4p2.2.下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是是 （）pA.HA.H2 2O B.COO B.CO2 2 C.C C.C2 2H H2 2 D.P D.P4 4BBC2023-2-
17、132p3.3.若若ABABn n型分子的中心原子型分子的中心原子A A上没有未用于形成共价键上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（正确的（）pA.A.若若n=2n=2，则分子的立体构型为，则分子的立体构型为V V形形p B.B.若若n=3n=3，则分子的立体构型为三角锥形，则分子的立体构型为三角锥形p C.C.若若n=4n=4，则分子的立体构型为正四面体形，则分子的立体构型为正四面体形p D.D.以上说法都不正确以上说法都不正确C2023-2-133p美国著名化学家鲍林（美国著名化学家鲍林（L.Pauling,1
18、9011994L.Pauling,19011994）教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能通过子式，他就能通过“毛估毛估”法，大体上想象出这法，大体上想象出这种物质的分子结构模型。请你根据价层电子对互种物质的分子结构模型。请你根据价层电子对互斥理论，斥理论，“毛估毛估”出下列分子的空间构型。出下列分子的空间构型。pPClPCl5 5 pPClPCl3 3 pSOSO3 3 pSiClSiCl4 4 三角双锥形三角双锥形三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形正四面体正四面体2023-2-1341 1、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是 ACO2 BH2S CPCl3 DSiCl42 2、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是 AH2O BCO2 CC2H2 DP43 3、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的 AH3O+BCO32 CPCl5 DSF6 B BC D 2023-2-135Thanks 谢谢您的观看！
