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1、第第2626讲讲 分子分子的空间结构的空间结构第五章第五章内容索引010203考点一价层电子对互斥模型考点一价层电子对互斥模型考点二杂化轨道理论考点二杂化轨道理论真题真题演练演练 角度角度拓展拓展复习目标复习目标1结合实例了解共价分子具有的特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。2知道分子的结构可以通过红外光谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。考点一价层电子对互斥模型考点一价层电子对互斥模型必备必备知识知识 自主自主预诊预诊1.理论要点(1)价层电子对互斥模型认为,分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。(2)VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合
2、原子间的键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的键电子对,不计键电子对 2.中心原子价层电子对数的计算用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中:a为中心原子的价电子数(对于主族元素等于原子的最外层电子数,阳离子要减去电荷数,阴离子要加上电荷数);x为与中心原子结合的原子数;b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢原子为1,其他原子=8-该原子的价电子数,如卤族元素为1,氧族元素为2等)。3.VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系 电子对数键电子对数孤电子对数VSEPR模型名称分子(或离子)空间结构实例220直线形直线形BeCl
3、2330平面三角形平面三角形BF321V形(或角形)SnBr2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形(或角形)H2O易错辨析(1)价层电子对互斥模型中,键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。()(2)PH3分子的空间结构为三角锥形,HPH键角小于10928。()(3)某分子的中心原子价层电子对数为3,则分子的空间结构一定为平面三角形。()(4)分子的空间结构与其VSEPR模型的结构相同,则该分子中心原子不含孤电子对。()关键关键能力能力 考考向突破向突破考向1根据价层电子对互斥模型推测分子(或离子)的空间结构例1.根据价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的中心原子的价层电
4、子对数及空间结构正确的是()选项分子或离子中心原子的价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构A4四面体形V形BBF33平面三角形三角锥形CSOCl24四面体形三角锥形D3平面三角形平面三角形答案C考向2比较键角的大小例2.比较下列分子(或离子)中共价键的键角大小(填写“”“=”或“”)。(1)H2ONH3CH4;(2)NH3PH3AsH3;(3)NF3NCl3NBr3;答案(1)(3)(4)归纳总结1.“四步法”推测分子(或离子)的空间结构2.运用价层电子对互斥模型比较键角的基本方法 比较方法具体规律比较中心原子价层电子对数中心原子价层电子对数越少,键角越大比较中心原子的孤电子对数中心原
5、子价层电子对数相同时,孤电子对数越多,排斥力越大,键角越小比较中心原子的电负性同主族元素形成的化合物,中心原子的电负性越大,键角越大比较成键原子的电负性当中心原子相同时,成键原子的电负性越大,键角越小对点训练1.(2023安徽“皖南八校”联考)下列关于PH3和NH3的说法正确的是()A.PH3和NH3分子中都含有键和键B.PH3和NH3的空间结构均为平面三角形C.PH3中HPH的键角小于NH3中HNH的键角D.PH3中PH的键能大于NH3中NH的键能答案C解析PH3和NH3分子中只存在PH、NH,故只含键,不存在键,A错误;PH3和NH3的中心原子价层电子对数均为3+1=4,都含1个孤电子对,
6、则其空间结构均为三角锥形,B错误;由于N的电负性大于P,故NH3的键角大于PH3,C正确;P原子半径大于N原子,则PH的键长大于NH3中NH的键长,PH的键能小于NH,D错误。答案C考点二杂化轨道理论考点二杂化轨道理论必备必备知识知识 自主自主预诊预诊1.理论要点(1)当原子成键时,原子中能量相近的价电子轨道发生混杂,混杂时保持轨道总数不变,得到与原轨道数目相等、方向不同的一组新的杂化轨道。(2)杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构也不同。2.三种类型 3.杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系 分子(或离子)(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子(或离
7、子)的空间结构实例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH4易错辨析(1)杂化轨道只用于形成键和容纳未参与成键的孤电子对。()(2)只要分子的空间结构为V形,中心原子均采取sp2杂化。()(4)CH3CH=CH2(丙烯)分子中碳原子采取sp2、sp3两种杂化方式。()关键关键能力能力 考考向突破向突破考向1判断中心原子的杂化类型例1.下列离子的中心原子的杂化方式与其他三种不同的是()答案A考向2分子的空间结构和中心原子的杂化类型例2.在H2O、NH3、CS2、CH4、BF3分子中:(1)存在
8、键的共价化合物分子是 (填分子式,下同);(2)具有直线形结构的分子是;(3)具有正四面体形结构的分子是;(4)具有三角锥形结构的分子是;(5)具有sp3杂化轨道类型的分子是;(6)具有sp2杂化轨道类型的分子是。答案(1)CS2(2)CS2(3)CH4(4)NH3(5)H2O、NH3、CH4(6)BF3归纳总结判断分子中原子轨道杂化类型的两种方法对点训练1.下列分子中,中心原子的杂化方式为sp杂化,分子的空间结构为直线形且分子中不含键的是()A.CO2B.BeCl2C.BF3D.HCN答案B解析CO2分子中C原子采取sp杂化,为直线形分子,含有2个键和2个键,A错误;BeCl2分子中Be原子
9、采取sp杂化,为直线形分子,不含键,B正确;BF3分子中B原子采取sp2杂化,为平面三角形结构,C错误;HCN分子中C原子采取sp杂化,为直线形分子,含有2个键和2个键,D错误。2.(2023山东烟台期末)下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式不正确的是()答案D子对和1个孤电子对,则VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形。结合杂化轨道理论推知,中心S原子采取sp2杂化。真题真题演练演练 角度角度拓展拓展角度一价层电子对互斥模型及应用(3)2021山东卷,16(3)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为。角度拓展(1)2021全
10、国乙卷,35(3)H2O的键角小于NH3的,分析原因。(2)2020全国卷,35(3)磷酸根离子的空间结构为,其中P的价层电子对数为。答案(1)NH3中N原子含有1个孤电子对,而H2O中O原子含有2个孤电子对,H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大(2)正四面体形4角度二杂化轨道理论及应用 A.2s轨道B.2p轨道C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道答案D角度拓展(2)2021山东卷,16(3)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是(填字母)。A.spB.sp2C.sp3D.sp3d(3)2021全国甲卷,35(1)SiCl4可发生水解反应,机理如下:含s、p、d轨道的杂化类型有:dsp2;sp3d;sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为(填标号)。答案(1)sp3(2)D(3)
