第二節分子的空間結構【教學目標】1.知道分子的結構是可以測定的，紅外光譜技術是測定物質結構的基本方法；2.結合實例了解共價分子具有特定的空間結構，體會共價分子的多樣性和復雜性。能借助實物模型等建立對分子的空間結構的直觀認識。3.能運用價層電子互斥模型預測簡單分子的空間結構，發展學生的模型認知能力。4.結合實例了解雜化軌道理論的要點和類型，能用雜化軌道理論解釋簡單共價分子和離子的空間結構。資料美麗化學之美麗的化學結構一、多樣的分子空間結構大多數分子是由兩個以上原子構成的，于是分子就有了原子的幾何學關系和形狀，這就是分子的空間結構。O2HCl1.雙原子分子（直線形）2.三原子(AB2型)分子的空間結構——直線形和V形3.四原子(AB3型)分子的空間結構——平面三角形和三角錐形

4.五原子(AB4型)分子的空間結構——正四面體形

CH4正四面體【練習1】下列描述說明分子的空間結構分別是什么形狀？(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個H—S夾角都接近90°。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個C===S夾角是180°。(3)甲硅烷(SiH4)分子中，任意兩個Si—H的夾角都是109°28′。提示：用鍵角可直接判斷分子的空間結構。三原子分子鍵角為180°時為直線形，小于180°時為V形。S、O同主族，因此H2S和H2O分子的空間結構相似，為V形；CS2和CO2分子的空間結構相似，為直線形；由甲烷分子的空間結構可判斷SiH4分子的空間結構為正四面體形。CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5.其他多原子分子的多樣的空間結構

C60C20C40C70形形色色的分子二、分子結構的測定1.紅外光譜法(2)動紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到譜圖上呈現吸收峰。通過紅外光譜圖，發現未知物中含有O-H、C-H和C-O的振動吸收，可初步推測該未知物中含有羥基。如：C2H6O乙醇CH3CH2OH二甲醚

CH3OCH3(3)通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學計算，可以得知分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。2.質譜儀原理：在質譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對質量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進入磁場得以分離，在記錄儀上呈現一系列峰，化學家對這些峰進行系統分析，便可得知樣品分子的相對分子質量。相對分子質量＝最大質荷比甲苯的相對分子質量為92【思考交流】1.為什么CH4分子的空間結構是正四面體而不是平面正方形？電子對之間存在排斥，電子對采用使分子對稱性最高的取向彼此遠離，形成理想化的結構。分子對稱性越高，分子越穩定。【學生活動】“氣球空間互斥”類比“電子對互斥”【思考】同為三原子分子，CO2和H2O分子的空間結構為什么不同？同為四原子分子，CH2O與NH3分子的的空間結構也不同，什么原因？寫出電子式，對照模型，類比思考。孤電子對有較大的斥力。一般來說：孤電子對之間排斥力＞孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力＞成鍵電子對之間的排斥力。孤電子對越多，與成鍵電子對之間的排斥力越大，鍵角越小。【思考】三、價層電子對互斥模型化學式

結合的原子數

σ鍵電子對數孤電子對數CO2HCHO確定VSEPR理想模型價層電子對數n=2n=3n=4n=5n=6VSEPR模型VSEPR模型名稱直線形平面三角形四面體形三角雙錐八面體形略去孤電子對得空間結構【方法】無孤電子對的理想模型就是空間結構。價層電子對數價層電子對互斥模型VSEPR模型略去孤電子對分子的空間結構σ鍵電子對（中心原子結合原子數）中心原子上的孤對電子數目價電子對互斥模型【小結1】分子或離子σ鍵電子對數孤電子對數價層電子對數VSEPR模型空間結構BeCl2202直線形直線形BF3303平面三角形平面三角形NO2213平面三角形V形NH4+404正四面體正四面體H3O+314四面體三角錐形NH2－224四面體V形練習：預測下列微粒的空間結構。結論：價層電子對之間相互排斥作用大小的一般規律：孤電子對－孤電子對＞孤電子對－成鍵電子對＞成鍵電子對－成鍵電子對>成鍵電子對－單電子練習：NO2與SO2空間構型均為V形，NO2鍵角大于120°，分析原因。解析：NO2與SO2的價層電子對均為3，VSEPR模型均為平面三角形，但NO2中孤電子是一個單電子，NO2鍵角大于120°，SO2鍵角小于120°說明斥力：電子對-電子對>電子對-單電子。練習：預測NO2、NO2-、NO2+的結構并比較鍵角大小

NO2價層電子對為3，VSEPR模型均為平面三角形，但NO2中孤電子是一個單電子，由于斥力：電子對-電子對>電子對-單電子，NO2鍵角大于120°。

NO2-價層電子對為3，VSEPR模型均為平面三角形，孤電子對數為1，由于斥力：孤電子對-成鍵電子對>成鍵電子對-成鍵電子對，NO2-鍵角小于120°。

NO2+價層電子對為2，VSEPR模型均為直線型，鍵角180°。1.預測分子的空間結構方法：σ鍵電子對數孤電子對數價層電子對數

VSEPR模型空間結構2.比較鍵角的大小：①根據VSEPR模型，直線型鍵角>平面三角形>四面體形②結構相同，隨著孤電子對數目的增多，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力增大，鍵角減小。3、價層電子對互斥模型不能用于預測以過渡金屬為中心原子的分子【小結2】價層電子對互斥模型(VSEPR模型)略去孤電子對

【達標練習】1.下列有關價層電子對互斥理論的描述正確的是（

）A.價層電子對就是σ鍵電子對

B.孤電子對數由分子式來確定C.分子的立體構型是價層電子對互斥的結果

D.孤電子對數等于π鍵數C2.下列分子或離子的中心原子，帶有一對孤電子對的是(

)A.H2O B.BeCl2

C.CH4

D.PCl3D3.多核離子所帶電荷可以認為是中心原子得到電子或失去電子導致的，根據VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面的是（

）A.NO2-和NH2-B.H3O+和ClO3-C.NO3-和CH3-D.PO43-和SO42-A

C

5.用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預測許多分子或離子的立體構型，有時也能用來推測鍵角大小。下列判斷正確的是()A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子

B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子

D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子C

6.運用價層電子對互斥理論推測下列分子或離子的空間結構。(1)BeCl2

;

(2)SCl2

;

SO32-___________;

(4)PF3