高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构备课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了分子结构的测定，化学性质，红外光谱，晶体X射线衍射，振动频率，吸收峰，化学键，应用体验，直线形，四原子分子等内容，欢迎下载使用。

第二节　分子的空间结构
第1课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型
1．了解分子结构的测定方法。2．通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。3．通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。
早年科学家主要靠对物质的___________进行系统总结得出规律后进行推测，现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如___________、_________________等。1．红外光谱工作原理(1)原理：红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键___________相同的红外线，再记录到图谱上呈现_________。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种_________或官能团的信息。
(2)红外光谱仪原理示意图
2．质谱法：相对分子质量的测定
用高能电子流轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子和碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间因相对质量而先后有别，其结果被记录为质谱图。如甲苯分子的质谱图：读谱：相对分子质量＝最大质荷比，甲苯的相对分子质量为92。
1．现代化学常用的测定分子的相对分子质量的方法是( )A．质谱法 B．晶体X射线衍射法C．核磁共振氢谱法 D．红外光谱法解析：现代化学常用质谱法测定分子的相对分子质量，故选A。
2．某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其红外光谱图只有C—H、O—H、C—O的振动吸收，该有机物的相对分子质量是60，则该有机物的结构简式是( )A．CH3CH2OCH3 B．CH3CH(OH)CH3C．CH3CH2OH D．CH3COOH解析：A中不存在O—H键，C中有机物的相对分子质量不是60，D中还存在C===O键。
3．如图是有机物A的质谱图，则A的相对分子质量是( )A．29 B．43 C．57 D．72解析：由有机物A的质谱图可以看出，最大质荷比为72，故A的相对分子质量为72。
单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构，多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即所谓“分子的空间结构”。1．三原子分子
二、多样的分子空间结构
4．他多原子分子的空间结构
1．所有的三原子分子都是直线形结构。( )2．所有的四原子分子都是平面三角形结构。( )3．五原子分子的空间结构都是正四面体。( )4．正四面体形的键角均为109°28′。( )6．SF6分子的空间结构为正八面体形。( )7．椅式C6H12比船式C6H12稳定。( )
1．四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗？提示：不是。H2O2分子的结构类似于一本打开的书，两个氧原子在两页书的交接处，两个氢原子分别在翻开的书的两页上。而白磷(P4)分子为正四面体形。2．空间结构相同的分子，其键角完全相同吗？提示：不一定，如P4和CH4均为正四面体形，但P4的键角是60°，CH4的键角为109°28′。
1．下列分子结构与分子中共价键键角对应正确的是( )A．直线形分子：180°B．平面正三角形：120°C．三角锥形：109°28′D．正四面体形：109°28′解析：HCl也是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角，A项错误；氨分子呈三角锥形，键角为107°，C项错误；甲烷、白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为109°28′、60°，D项错误。故选B项。
2．下列分子中的立体结构模型正确的是( )
解析：CO2的立体构型是直线形，故A错误；H2O的立体构型是V形，故B错误；NH3的立体构型是三角锥形，故C错误；CH4的立体构型为正四面体，故D正确。故选D。
3．(1)硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角接近90°，说明H2S分子的空间结构为________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C===S键的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为__________。(3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是________。a．两个键之间的夹角为109°28′b．C—H键为极性共价键c．4个C—H键的键能、键长都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一种(不存在同分异构体)
解析：(1)两个H—S键的夹角接近90°，由键角直接判断分子的空间结构为V形。(2)两个C===S键的夹角是180°，由键角直接判断分子的空间结构为直线形。
常见的空间结构为直线形的分子有BeCl2、HCN、C2H2、CO2等；常见的空间结构为V形的分子有H2O、H2S、SO2等；常见的空间结构为平面三角形的分子有BF3、SO3、HCHO等；常见的空间结构为三角锥形的分子有PH3、PCl3、NH3等；常见的空间结构为正四面体形的分子有CH4、CCl4、SiH4、SiF4等；是四面体形但不是正四面体形的有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等。记住常见分子的空间结构，可类推出同类别物质的空间结构。
1．价层电子对互斥模型(thery)：对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的_____________和未成键的___________)之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对___________最弱的那种结构，以使彼此之间_______最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定。
三、价层电子对互斥模型
2．价层电子对的计算(1)中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数。(2)σ键电子对数的计算由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。如H2O分子中，O有_____对σ键电子对。NH3分子中，N有_____对σ键电子对。(3)中心原子上的孤电子对数的计算
①a表示中心原子的价电子数；对主族元素：a＝_______________；对于阳离子：a＝___________________________；对于阴离子：a＝___________________________。②x表示与___________结合的原子数。③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝_______________________。
价电子数－离子所带电荷数
价电子数＋离子所带电荷数
3．价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)价层电子对数目： 2　　　　　3　　　　　4VSEPR模型：_________　_____________　_____________
4．VSEPR模型的应用——预测分子空间结构由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的___________，便可得到分子的空间结构。(1)中心原子不含孤电子对
(2)中心原子含孤电子对
(1)若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥模型把双键或三键作为一个电子对看待。(2)由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对与孤电子对>孤电子对与成键电子对>成键电子对与成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。(3)价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。
1．分子的VSEPR模型和相应分子的空间结构是相同的。( )2．SO2与CO2的分子组成相似，故它们分子的空间结构相同。( )3．由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的键角小于180°。( )4．根据价层电子对互斥模型可以判断H3O＋与NH3的分子(或离子)的空间结构一致。( )
1．价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致吗？什么时候一致？提示：不一定一致，中心原子有孤电子对时，二者结构不一致；当中心原子无孤电子对时，二者结构一致。2．试解释CH4键角(109°28′)、NH3键角(107°)、H2O键角(105°)依次减小的原因。提示：CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角依次减小。
3．乙醇和乙酸可以用“价层电子对相互排斥而尽量远离”的原则快速地判断它们的分子结构。(1)根据上述图示，结合价层电子对互斥模型，分析判断乙醇分子中C—O—H的空间结构是什么？
提示：乙醇分子结构中，羟基上的氧原子有2对成键电子对和2对孤电子对(见图中乙醇结构的①、②、③、④)，价层电子对数是4，共有4个空间取向，中心氧原子上的价电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子(氧原子)上的孤电子对可得C—O—H呈V形。
1．下列微粒的VSEPR模型与空间立体构型一致的是( )
2．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )A．SO2的分子构型为V形B．SO3是三角锥形分子C．BF3的键角为60°D．PCl3是平面三角形分子
3．下列粒子的VSEPR模型为四面体，且空间构型结构为V形的是( )A．H2O B．NF3 C．H3O＋ D．SO2
解析：水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，则分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型为V形，故A正确；三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，则分子的VSEPR模型为四面体形，空间构型为三角锥形，故B错误；水合氢离子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，则离子的VSEPR模型为四面体形，空间构型为三角锥形，故C错误；二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，则分子的VSEPR模型为平面三角形，空间构型为V形，故D错误。故选A。
4．用价电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，也可推测键角大小，下列判断正确的是( )A．CS2是V形分子B．SnBr2键角大于120°C．BF3是三角锥形分子
分子空间结构的确定思路
1．已知二甲醚(CH3OCH3)和乙醇是同分异构体，下列鉴别方法中不可行的是( )A．利用质谱法 B．利用金属钠C．利用红外光谱法 D．利用核磁共振氢谱
解析：质谱法只能判断分子的相对分子质量，二者的相对分子质量相等，利用质谱法无法鉴别二甲醚和乙醇，故A符合题意；金属钠能和乙醇反应，不能和二甲醚反应，利用金属钠可以鉴别二甲醚和乙醇，故B不符合题意；红外光谱法可探测分子的官能团，从而区分羟基、醚键，利用红外光谱法可以鉴别二甲醚和乙醇，故C不符合题意；二甲醚结构对称，分子中有1种氢原子，乙醇结构不对称，分子中有3种氢原子，利用核磁共振氢谱可以鉴别二甲醚和乙醇，故D不符合题意。故选A。
2．下列有关描述正确的是( )
3．已知CH4中C—H键间的键角为109°28′，NH3中N—H键间的键角为107°，H2O中O—H键间的键角为105°，则下列说法中正确的是( )A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
解析：由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子上无孤电子对，NH3中的氮原子上有1对孤电子对，H2O中的氧原子上有2对孤电子对。根据题意知，孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，使其键角变小，A项正确。故选A。
4．用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是( )A．CH4与CH2Cl2均为正四面体B．BeCl2与SO2为直线形C．BF3与PCl3为三角锥形
5．用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。