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1、选修三：物质结构与性质选修三：物质结构与性质 第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质 221221分子的立体构型分子的立体构型 一、形形色色的分子 O2 HCl H2O CO2 1、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） 、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） C2H2 CH2O COCl2 NH3P4 、五原子分子立体结构 最常见的是正四面体 CH4 C60 C20C40C70 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 测分子体结构：红外
2、光谱仪吸收峰分析。 科学视野分子的立体结构是怎样测定的？ 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， 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。 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。 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(八面体) 。 二、价层电子对互斥理论 (VSEPR模型) 预测分子结构的简
3、单理论 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） H NH3 H N H 中心原子配位原子 配位数 孤电子对 键电子对键电子对键电子对 写出结构式，该原子连接两个或两个以上原子，就属于中心原子，该原子只连一个原子，就不 是中心原子。如有机物中氢肯定不是中心原子，它只能形成一个键，永远在端点上。一个分子中可 能有多个中心原子，如甲醇中，碳、氧均可看作中心原子。 2.价层电子对数的计算 价层电子对数 = 键电子对数+中心原子上的孤电子对数 键电子对数 = 键个数= 与中心原子结合的原子数 中心原子上的孤电子对数
4、=（a-xb) 配位原子 价层电层电 子对对是指分子的中心原子上的电电子 对对，包括 键电键电 子对对和中心原子上的孤电电子对对 （不包括 键电键电 子对对）。 式中 a 为为中心原子的价电电子数，对对于主族 元素来说说，价电电子数等于原子的最外层电层电 子数； X 为为与中心原子结结合的原子数；(称“配位原子”或 “端位原子”） b 为为与中心原子结结合的原子最多能接受的电电子数 ，H 为为 1 ，其它原子等于“8该该原子的价电电子数” 。 对对于阳离子来说说，a 为为中心原子的价电电 子数减去离子的电电荷数，x 和 b 的计计算方法 不变变； 对对于阴离子来说说，a 为为中心原子的价电电
5、子数加上离子的电电荷数（ 绝对值绝对值 ），x 和 b 的计计算方法也不变变。 表 24 几种分子或离子的中心原子上的孤电电子对对数 分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电电子对对数 SO2S6221 NHN5 1 = 4410 COC4 + 2 = 6320 分子或 离子 中心原子 a x b中心原子上的 孤电电子对对数 SO2 NH4+ CO32- 分子或 离子 中心原子 a x b中心原子上的 孤电电子对对数 SO2 NH4+ CO32- 表 24 几种分子或离子的中心原子上的孤电子对数 S 6221 N 5-1=4 41 0 C 4+2=6 320 中心原子上的孤电子对数 =（a-x
6、b) 思考与交流 1.以S和P为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定 它的价电子数？ 对主族元素来说，其价电子数与其族序数相当。S是第三周期 A族的元素，其价电子数为6；P是第三周期A族的元素， 其价电子数为5； 2.以N 和CI为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确 定它最多能接受的电子数？ N为第二周期A族的元素，其价电子数为5，故其最多能接 受的电子数为3；CI第三周期A族的元素，其价电子数为7 ；故其最多能接受的电子数为1； 计算时应注意： (1)氧族元素原子作为配位原子时，可认为不提供电子， 但作为中心原子时可认为它所提供所有的6个价电子。 (2) 如果讨论的是离子，则
7、应加上或减去与离子电荷相 应的电子数。如PO43-中P原子价层电子数就加上3，而 NH4 中N原子的价层电子数应减去1 (3) 如果价层电子数出现奇数电子，可把这个单电子当 作电子对来看待 价层电子对数计算方法 对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数 可以通过下式确定： n = 确定价层电子对的空间构型 分子空间构型确定 中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子。 价层电子对数目与价层电子对构型关系 价层电层电 子对对数目23456 价层电层电 子对对构型 直线线三角形四面体三角双锥锥八面体 一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键. 路易斯结构式 图图
8、215 H2O、NH3的VSEPR模型和立体构性 下表（表 2 5 ）列举举了应应用价层电层电 子对对互斥 理论对论对 几种分子或离子的立体构型的推测测。 路易斯结构式 分子或离子 中心原子上的 孤电电子对对数 分子或离子的 价层电层电 子对对对对 数 VSEPR 模型 CO202 SO213 分子或离子 VSEPR 模型名称 分子或离子 的立体构型 分子或离子的 立体构型名称 CO2直线线形直线线形 SO2平面三角形V形 注意： VSEPR模型与分子空间构型并不一致。当中心原子 上无孤电子对数时，则两者相一致。当中心原子上 有孤电子对数时，则两者不一致。分子的空间构型 从略去VSEPR模型中
9、的中心原子上的孤电子对去判 断； 3、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 价层电子对数= 键电子对数+孤电子对数 （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=2 n=3 n=4 n=5 n=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 思考与交流：教材 P39 确定 BF3 、NH 和 SO 的 VSEPR 模型 和它们的立体构型。 BF3 ：AY3 型，VSEPR 模型为平面三角形， 分
10、子构型为平面三角形； NH ：AY4 型， VSEPR 模型为正四面体 形，离子构型为正四面体形； SO ：AY4 （AX3E）型， VSEPR 模型为 四面体形，离子构型为三角锥形。 总结： 中心原子中心原子代表物代表物 中心原子中心原子 结合原子数结合原子数 价层电子价层电子 对数对数 VSEPRVSEPR模模 型型 分子立体构分子立体构 型型 无无 孤对电子孤对电子 COCO 2 22 2 BFBF 3 33 3 CHCH 4 44 4 有有 孤对电子孤对电子 HH 2 2 OO 2 2 NHNH 3 3 3 3 直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体形正四面体形 V V 形形 三
11、角锥形三角锥形 直线形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体形正四面体形 四面体形 四面体形 2 2 3 3 4 4 4 4 4 4 （1）如果中心原子无孤电子对，则分子立体构型与VSEPR模型相同 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.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4 2.下列分子的立体结构，其中属于直线型 分子的是 （ ） A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4 B BC 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
