（选必2）2.2.1 分子结构的测定与多样性价层电子对互斥模型（解析版）（导学案2）

skybamboo · 发表于昨天 06:23

第二章分子结构与性质

第二节分子的空间结构
2.2.1 分子结构的测定与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.认识共价分子结构的多样性和复杂性。
3.理解价层电子对互斥理论的含义。
4.能根据有关理论判断简单分子或离子的空间结构。

教学重点：价层电子对互斥理论
教学难点：价层电子对互斥理论

一、分子结构的测定
1．红外光谱仪
分子中的原子不是固定不动的，而是不断地________的。当一束红外线透过分子时，分子会________跟它的某些化学键的________频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。可分析出分子中含有何种________或官能团的信息。
2．质谱仪：
现代化学常利用质谱仪测定分子的________。
二、多样的分子空间构型
1.三原子分子的空间构型

物质	化学式	空间结构	结构式	键角	空间结构模型
二氧化碳	CO2			180°	<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>
水	H2O			105°	<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>

2.四原子分子的空间构型

物质	化学式	空间结构	结构式	键角	空间结构模型
甲醛	CH2O			120°	<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>
氨	NH3			107°	<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>

3.五原子分子的空间构型

物质	化学式	空间结构	结构式	键角	空间结构模型
甲烷	CH4		<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>	109°28′	<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>
四氯化碳	CCl4		<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>	109°28′	<Object: word/embeddings/oleObject8.bin>

【总结】
分子的立体构型与键角的关系：

分子类型	键角	立体构型	实例
AB2	180°		CO2、BeCl2、CS2
	<180°		H2O、H2S
AB3	120°		BF3、BCl3
	<120°		NH3、H3O＋、PH3
AB4	109°28′		CH4、NH4+、CCl4

三、价层电子对互斥模型
1．内容
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________相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的________与结合原子间的________和________________。多重键只计其中的σ键电子对，不计π电子对。
2．价层电子对数的确定
(1)σ键电子对数可由________确定，即中心原子形成几个σ键，就有几对σ键电子对。
(2)中心原子上的孤电子对数，确定方法如下：
中心原子上的孤电子对数＝________；
①a为________________；
对主族元素：a＝；
对于阳离子：a＝－；
对于阴离子：a＝＋。
②x为________________；
③b为与中心原子结合的原子________________。
【学生活动1】

(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

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_____________________________________________________________________________________

(2)以N和Cl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。

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分子或离子	中心原子	a	x	b	中心原子数的孤电子对数
H2O
NH3
SO3
NH4+

分子或离子	孤电子对数	价层电子对数	VSEPR 模型名称	分子或离子的空间结构名称
CO2
SO2

H2O
NH3
CH4
NH4+

【总结】
VSEPR模型与分子或离子的空间结构
【学生活动2】
H2O、NH3的键角分别是105°、107°，请解释原因。
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【总结】
价层电子对之间的斥力
①电子对之间的夹角越小，斥力越大。
②分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子-成键电子。
③由于三键、双键比单键包含的电子多，所以斥力大小顺序：三键＞双键＞单键。
【答案】

分子结构的测定

1.振动着吸收振动化学键

2.相对分子质量

二、多样的分子空间构型

直线形 V形平面三角形三角锥形正四面体正四面体

【总结】
直线形    V形    平面三角形    三角锥形    正四面体形
三、价层电子对互斥模型
1.价层电子对    中心原子 σ键电子对中心原子上的孤电子对
原子的最外层电子数
中心原子的价电子数－离子的电荷数。
中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)
与中心原子结合的原子数    最多能接受的电子数
【学生活动1】

(1)S的价电子数是6，P的价电子数是5

(2)N最多能接受的电子数是3，Cl最多能接受的电子数1

(3)

(4)

分子或离子	孤电子对数	价层电子对数	VSEPR 模型名称	分子或离子的空间结构名称
CO2	0	2	直线形	直线形
SO2	1	3	平面三角形	V形
	0	3	平面三角形	平面三角形
H2O	2	4	四面体形	V形
NH3	1	4	四面体形	三角锥形
CH4	0	4	正四面体形	正四面体形
NH4+	0	4	正四面体形	正四面体形

【学生活动2】
H2O、NH3的价层电子对均为4，H2O、NH3的孤电子对分别为2、1，分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子-成键电子，故H2O、NH3的键角分别是105°、107°。

下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】解：中价层电子对个数且含有一个孤电子对，所以VSEPR模型为四面体结构，实际为三角锥形结构，故A错误；B.中价层电子对个数且不含孤电子对，所以离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致都是平面三角形结构，故B正确；C.中价层电子对个数且含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型是平面三角形，实际上是V形，故C错误；D.中价层电子对个数且含有一个孤电子对，所以VSEPR模型是四面体结构，实际空间构型为三角锥形，故D错误；故选：B。

用短线“”表示共用电子对，用“”表示未成键孤对电子的式子叫路易斯结构式．R分子的路易斯结构式可以表示为，则以下叙述错误的是

A. R为三角锥形 B. R可以是C. R是极性分子 D. 键角小于

【答案】B

【解析】解：A、在中含有3个单键和1个孤电子对，价层电子对数为4，而且含有1个孤电子对，空间上为三角锥形，故A正确；B、B原子最外层含有3个电子，中B原子形成3个共价键，B原子没有孤对电子，所以R不是，故B错误；C、由极性键构成的分子，若结构对称，正负电荷的中心重合，则为非极性分子，R分子的结构不对称，R是极性分子，故C正确；D、由于存在孤电子对，斥力增强，键角小于，故D正确；故选：B。

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. 与为角形形 B. 与为直线形C. 与为三角锥形 D. 与为平面三角形

【答案】D

【解析】

A.水分子中O原子价层电子对个数，VSEPR模型为正四面体结构，含有2个孤电子对，略去孤电子对后，实际上其空间构型是V形，中Be原子的价层电子对个数，不含孤电子对，则分子空间构型是直线形，故A错误；B.分子中每个S原子和C原子形成两个共用电子对，所以C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以为直线形结构，分子中S原子的价层电子对个数且含有1对孤电子对，所以为V形结构，故B错误；C.分子中B原子的价层电子对个数且不含有孤电子对，所以其空间构型为平面三角形，分子中P原子的价层电子对数，含孤电子对数为1，杂化轨道数4，中心原子采取杂化，分子空间构型为三角锥形，故C错误；D.中S原子价层电子对个数键个数孤电子对个数，含孤电子对数为0，杂化轨道数3，硫原子采用杂化，分子形状为平面三角形；中碳原子价层电子对个数，采用杂化，所以离子的立体构型为平面三角形，故D正确；故选D。

已知原子总数和价电子总数相同的离子或分子结构相似，如、都是平面三角形。那么下列分子或离子中与有相似结构的是

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

具有相同原子数和价电子数的微粒互称为等电子体，它们具有相似的结构特征。含有5个原子，32个价电子，、、原子数分别为6、4、3，都不是的等电子体。含有5个原子，32个价电子，和互为等电子体，根据等电子原理，二者具有相似的结构，故B正确。故选B。

根据VSEPR理论判断下列各组分子或离子结构相同的是

A. 和 B. 和 C. 和 D. 和

【答案】D

【解析】

A.和，中中心原子价层电子对个数是3，且含有一对孤电子对，所以分子空间构型是V形，分子是直线型分子，二者空间构型不同，故A错误；B.中中心原子价层电子对个数是3，且不含孤电子对，所以分子空间构型是平面三角形，中中心原子价层电子对个数，且含有一对孤电子对，所以为三角锥形，二者空间构型不同，故B错误；C.中中心原子价层电子对个数，且含有一对孤电子对，所以为三角锥形，中中心原子价层电子对个数，且含有两对孤电子对，所以为V形结构，二者空间构型不同，故C错误；D.中中心原子价层电子对个数是4，且不含孤电子对，为正四面体形结构，中中心原子价层电子对个数是4，且不含孤电子对，为正四面体形结构，二者空间构型相同，故D正确。故选D。

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