22分子的立体构型

选修三：物质结构与性质第二章分子结构与性质§2—2—1分子的立体构型一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、双原子分子（直线型）2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）３、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）（平面三角形，三角锥形）C2H2CH2OCOCl2NH3P4４、五原子分子立体结构最常见的是正四面体CH4C60C20C40C70资料卡片：形形色色的分子分子世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。那么分子结构又是怎么测定的呢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。分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。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，可分析出分子的立体结构。科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？（指导阅读P37）测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，什么原因？直线形V形同为四原子分子，CH2O与NH3分子的的空间结构也不同，什么原因？三角锥形平面三角形1、要点：对ABn型的分子或离子，⑴分子或离子的空间构型取决于中心原子A周围的价层电子对数（包括用于形成共价键的共用电子对和没有成键的孤对电子）。⑵价层电子对尽可能彼此远离，使它们之间的斥力最小，分子体系能量最低。⑶价层电子对数通常采取斥力最小对称分布：2对:直线型；3对：平面三角形；4对：四面体；5对：三角双锥；6对：双四棱锥。二、价层电子对互斥理论(VSEPR模型)——预测分子结构的简单理论2、分子构型预测举例（1）基本概念：（以氨分子为例说明）HNH3HNH中心原子配位原子配位数•••×וו孤电子对σ键电子对σ键电子对σ键电子对中心原子价层电子对数=【中心原子价电子数+(配位原子数×配位原子提供的成键电子数)】÷2特例：氧、硫作配位原子时，看作不提供成键电子。中心原子价层电子对数=【中心原子价电子数】÷2中心原子上的孤电子对数=【中心原子价电子数—(配位原子数×配位原子提供的成键电子数)】÷2（2）中心原子周围的价层电子对数的计算方法①（通用，比较繁杂一点）中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数（可由电子式直接数出）方法②（简洁，有特例，要单独处理）（2）氨分子立体构型预测①N原子上的孤电子对数=【5-(3×1)】÷2=1(对）中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+1=4(对)或由另一公式算出：【5+(3×1)】÷2=4（对）②4对电子相互远离的最大对称位置是四面体的四个顶角。③氨分VSEPR模型（四面体）⑤氨分子的立体构型(三角锥)⑥4孤对电子只受到中心原子的吸引，电子云比较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，使键角从109°28′变为107°。••④氨分子路易斯结构式为：••NHHH课堂练习：预测水分子的立体构型①O原子上的孤电子对数=【6-(2×1)】÷2=2(对）中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+1=4(对)或由另一公式算出：【6+(2×1)】÷2=4（对）②4对电子相互远离的最大对称位置是四面体的四个顶角。③水分VSEPR模型(四面体)⑤水分子的立体构型(V型）④水分子路易斯结构式为：OHH••⑥两对孤对电子对邻近电子对的斥力较大，使键角从109°28′变为105°。课堂练习：预测CO2分子的立体构型①二氧化碳分子中孤电子对数=中心原子价电子数－配位原子数×配位原子成键电子数=4－2×2=0CO2分子中的两个双键各含有一个σ键和一个π键，其中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=2+0=2（对）②2对价层电子相互远离的最大对称位置是直线的两端。或价层电子对数=【中心原子价电子数+(配位原子数×配位原子提供的成键电子数)】/2=【4+(2×0)】/2=2③CO2分VSEPR模型(直线型)：⑤CO2分子的立体构型(直线型）④CO2分子路易斯结构式为：O=C=O••••••••课堂练习：预测SO2分子的立体构型SO2分子中其中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=2+1=3（对）②3对价层电子相互远离的最大对称位置是平面三角形。③SO2分VSEPR模型(平面三角)：⑤SO2分子的立体构型(V型）①硫原子孤电子对数=【中心原子价电子数－配位原子数×配位原子成键电子数】/2=【6－2×2】/2=1或价层电子对数=【中心原子价电子数+(配位原子数×配位原子提供的成键电子数)】/2=【6+(2×0)】/2=3••④SO2分子路易斯结构式为：••SOO3、确定分子的立体结构步骤小结：（1）先确定中心原子的价层电子对数①价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数②价层电子对数=【中心原子价电子数+(配位原子数×配位原子提供的成键电子数)】/2（注意S、O作配位原子）（2）确定含孤电子对的VSEPR模型的立体结构价层电子对数n与VSEPR模型的立体结构的关系n=2n=3n=4n=5n=6直线型平面三角形四面体三角双锥体八面体（3）略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，便得到了实际的立体结构中心原子上的孤电子对数＝(a-xb)/2应用反馈:化学式中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型HCNSO2NH2－BF3H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形V形V形平面三角形三角锥形四面体正四面体正四面体课堂练习1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A.CO2B.H2SC.PCl3D.SiCl42.下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A.H2OB.CO2C.C2H2D.P4BBC3.若ABn型分子的中心原子A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，下列说法正确的（）A.若n=2，则分子的立体构型为V形B.若n=3，则分子的立体构型为三角锥形C.若n=4，则分子的立体构型为正四面体形D.以上说法都不正确课堂练习C美国著名化学家鲍林（L.Pauling,1901—1994）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“毛估”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斥理论，“毛估”出下列分子的空间构型。PCl5PCl3SO3SiCl4课堂练习三角双锥形三角锥形平面三角形正四面体