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1、分子的立体结构（第一课时）（第一课时）2021/8/11 星期三1一、形形色色的分子一、形形色色的分子O2HClH2OCO22021/8/11 星期三2C2H2CH2OCOCl2NH3P42021/8/11 星期三3CH4CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH2021/8/11 星期三4C60C20C40C702021/8/11 星期三52021/8/11 星期三6三三原原子子分分子子立立体体结结构构：有有直直线线形形C0C02 2 、CSCS2 2等，等，V V形如形如H H2 2OO、S0S02 2等。等。例如例如:2021/8/11 星期三7四四原原子子分分子子立立体体
2、结结构构：平平面面三三角角形形：如如甲甲醛醛(CH(CH2 20)0)分分子子等等，三三角角锥锥形形：如如氨氨分分子等。子等。2021/8/11 星期三8五五原原子子分分子子立立体体结结构构：正正四四面面体体形形如如甲甲烷烷、P4等。等。2021/8/11 星期三9肉肉眼眼不不能能看看到到分分子子，那那么么，科科学学家家是是怎怎样样知知道道分分子子的的形形状状的的呢呢?早早年年的的科科学学家家主主要要靠靠对对物物质质的的宏宏观观性性质质进进行行系系统统总总结结得得出出规规律律后后进进行行推推测测，如如今今，科科学学家家已已经经创创造造了了许许许许多多多多测测定定分分子子结结构构的的现现代代仪仪
3、器器，红红外外光光谱谱就是其中的一种。就是其中的一种。分分子子中中的的原原子子不不是是固固定定不不动动的的，而而是是不不断断地地振振动动着着的的。所所谓谓分分子子立立体体结结构构其其实实只只是是分分子子中中的的原原子子处处于于平平衡衡位位置置时时的的模模型型。当当一一束束红红外外线线透透过过分分子子时时，分分子子会会吸吸收收跟跟它它的的某某些些化化学学键键的的振振动动频频率率相相同同的的红红外外线线，再再记记录录到到图图谱谱上上呈呈现现吸吸收收峰峰。通通过过计计算算机机模模拟拟，可可以以得得知知各各吸吸收收峰峰是是由由哪哪一一个个化化学学键键、哪哪种种振振动动方方式式引引起起的的，综合这些信息
4、，可分析出分子的立体结构。综合这些信息，可分析出分子的立体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎样测定的分子的立体结构是怎样测定的？2021/8/11 星期三10测分子体结构：红外光谱仪测分子体结构：红外光谱仪吸收峰吸收峰分析。分析。2021/8/11 星期三11思考：思考：同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结分子的空间结构却不同，什么原因？构却不同，什么原因？同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空间分子的的空间结构也不同，什么原因？结构也不同，什么原因？2021/8/11 星期三12探究与讨论：探究与讨论：1、写出、写出H、C、N、O
5、等原子的电子式：等原子的电子式：原子原子HCNO电子式电子式可形成可形成共用电子对数共用电子对数HO：C：1234N：2021/8/11 星期三13 2、写出、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子等分子的电子式、结构式及分子的空间结构：式、结构式及分子的空间结构：分子分子CO2H2ONH3CH2OCH4电子式电子式结构式结构式中心原子中心原子有无孤对电子有无孤对电子空间结构空间结构O C O:H O H:H N H:H:H C H:O:H C H:HHO=C=OH-O-HH-N-H-HH-C-H=OH-C-H-HH无无有有有有无无无无直线形直线形V 形形三角三角锥锥 形形
6、平面平面三角形三角形 正正四面体四面体2021/8/11 星期三14代表代表物物中心原子中心原子结合的原子数结合的原子数分子分子类型类型空间构型空间构型中心原子中心原子无孤对电子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4中心原子中心原子有孤对电子有孤对电子H2O2AB2NH33AB3直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结:价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型2021/8/11 星期三15分子或离子分子或离子结构式结构式VSEPR模型模型分子或离子的立体结构分子或离子的立体结构HCNNH4+H3O+SO2 BF3N HHHH+H C NBFF
7、 FS=O=OOHHH+2021/8/11 星期三16C.H.H.HH.N.HHHC HHHHOHHCHHO=N HHHC=O=O23423000O.HH.21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形形三角锥形三角锥形HH.C.O.C.OO.代表物代表物思考并填写下列表格：思考并填写下列表格：电子式电子式结构式结构式中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数中心原子中心原子孤孤对电子对电子对数对数空间构型空间构型CO2CH2OCH4H2ONH32021/8/11 星期三17应用反馈应用反馈:化学式化学式 中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数中心原子结中心原子结合的原子数合的原子
8、数空间构型空间构型HCNSO2NH2BF3H3O+SICl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形直线形 V 形形V 型型平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体SO4204正四面体正四面体2021/8/11 星期三18一1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图：呈V型，键角116.5o。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）三个O原
9、子均等地享有这4个电子。请回答：1臭氧与氧气的关系是练习练习2021/8/11 星期三192下列物质的分子与下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是分子的结构最相似的是 a、H2O b、CO2 c、SO2 d、BeCl23分子中某分子中某1原子有原子有1对没有跟其它原子共用电对没有跟其它原子共用电 子叫孤对电子，那么子叫孤对电子，那么O3分子有分子有 对孤对电子对孤对电子4O3分子是否为极性分子分子是否为极性分子 （是（是or否）否）参考答案参考答案1同同素素异异形形体体，因因为为氧氧气气和和臭臭氧氧是是同同一一元元素素形成的不同的单质。形成的不同的单质。2C 35 4是是2021/8/11
10、星期三20价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型(VSEPR模型模型)是一种可以用来预测是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型，总的原则是分子的中心原子分子立体结构的理论模型，总的原则是分子的中心原子上孤对电子对与成键电子对之间的排斥力最小（注意：上孤对电子对与成键电子对之间的排斥力最小（注意：分子中的双键、叁键等多重键要作为一对电子看待）。分子中的双键、叁键等多重键要作为一对电子看待）。这种理论把分子分为两类：一类是中心原子上的价电子这种理论把分子分为两类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，这种分子中，中心原子周围的原子都用于形成共价键，这种分子中，中心原子周围的原子数决定着分子的立
11、体结构。数决定着分子的立体结构。如如HCN的空间结构为直线形；的空间结构为直线形；另一类是中心原子上有孤对电子另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电未用于形成共价键的电子子)的分子，由于中心原子上的孤对电子也要占据中心原的分子，由于中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。所以子周围的空间，并参与互相排斥。所以H2O的空间结构的空间结构为为V形。形。2021/8/11 星期三21一一类类是是中中心心原原子子上上的的价价电电子子都都用用于于形形成成共共价价键键，这这种种分分子子中中，中中心心原原子子周周围围的的原原子子数数决决定定着着分分子子的的立立体体结结构构
12、。，如如C0C02 2、CHCH2 20 0、CHCH4 4等等分分子子中中的的碳碳原原子子，它它们们的的立立体体结结构构可可用中心原子周围的原子数用中心原子周围的原子数n n来预测，概括如下：来预测，概括如下：ABn ABn 立体结构立体结构 范例范例n=2 n=2 直线型直线型 C0 C02 2n=3 n=3 平面三角形平面三角形CHCH2 20 0n=4 n=4 正四面体型正四面体型CHCH4 42021/8/11 星期三22另另一一类类是是中中心心原原子子上上有有孤孤对对电电子子(未未用用于于形形成成共共价价键键的的电电子子对对)的的分分子子，如如H H2 2O O和和NHNH3 3，中中心心原原子子上上的的孤孤对对电电子子也也要要占占据据中中心心原原子子周周围围的的空空间间，并并参参与与互互相相排排斥斥。例例如如，H H2 20 0和和NHNH3 3的的中中心心原原子子工工分分别别有有2 2对对和和l l对对孤孤对对电电子子，跟跟中中心心原原子子周周围围的的键键加加起起来来都都是是4 4，它它们们相相互互排排斥斥，形形成成四四面面体体，因因而而H H：O O分子呈分子呈V V形，形，NHNH3 3分子呈三角锥形。分子呈三角锥形。2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24