实验二十二 分子的立体构型和分子的性质
人教版高中化学选修3--2.2分子的立体结构-课件品质课件PPT
用中心原子的价电子对数预测分子的立体结构：
价电子对n VSEPR模型
例
n=2
直线形
CO2、 CS2
n=3
平面三角形 CH2O、BF3
n=4
正四面体形
CH4、 CCl4
n=5
三角双锥形
PCl5
n=6
正八面体形
SCl6
思考并填写下列表格：
中心原
代表物 子价电
子对数
中心原子 孤对电子 对数
VSEPR模型
型，下列说法正确的（C ）
• 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
• 4.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
CO2 2 0
直线形
CH2O 3 0
平面三角形
C2H4 3
0
平面三角形
SO42- 4
0
四面体形
H2O 4 2
四面体形
NH3 4 1
平面三角形
中心原子价 中心原子孤 电子对数 对电子对数
2
0
4
0
2
0
4
1
3
1
3
0
中心原子上存在孤对电子的分子： • 先由价层电子对数得互斥模型， • 然后略去孤对电子占有的空间， • 分子的立体结构。
• 分子中的价层电子对（孤对电子和σ键电子）
由于斥力作用而趋向尽可能彼此远离以减小斥力， 分子尽可能采取对称的空间构型，电子对之间的夹 角越大，排斥力越小。
分子的结构与性质
分子的结构与性质一、分子的结构1.分子的几何构型分子的几何构型是指分子中原子之间的相对位置和空间分布。
分子的几何构型直接影响了分子的性质，如形状、极性等。
常见的分子几何构型有线性、平面三角形、四面体、平面四方形等。
以水分子（H2O）为例，它的分子几何构型是平面三角形。
氧原子呈现出sp3杂化，形成两对孤对电子，与两个氢原子通过共价键结合在一起。
水分子的这种构型使得分子呈现出极性，其中氧原子带负电荷，两个氢原子带正电荷，从而赋予了水分子诸多的性质，如高沸点、强的化学活性等。
2.分子的键的属性分子中的原子之间通过共价键、离子键或金属键等方式结合在一起。
不同类型的键对分子的性质具有不同的影响。
共价键是由两个非金属原子共享一对电子而形成的化学键。
共价键使得分子具有稳定的结构，并且能够保持一定的角度和长度。
共价键的强度与键的键能有关，键能越大，共价键越强，分子越稳定。
举例来说，氧气（O2）分子就是由两个氧原子通过共价键结合而成的，其键能很高，因此氧气分子稳定且不容易被分解。
离子键是由正负电荷之间的静电吸引力形成的。
离子键通常形成在金属和非金属之间。
离子键的强度较大，分子通常具有高熔点和高沸点。
比如氯化钠（NaCl）是由钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）通过离子键结合在一起的，因此具有高熔点（801℃）和高溶解度。
金属键是金属原子通过金属键结合在一起形成的。
金属键的特点是金属原子中的电子活动，在整个金属中自由流动，形成电子云。
金属键使得金属具有良好的导电性和导热性，以及高延展性和可塑性。
二、分子的性质分子的性质与其结构密切相关，不同的分子结构决定了不同的性质。
1.物理性质分子的物理性质包括物质的密度、沸点、熔点、溶解度等。
这些性质与分子的结构以及分子之间的相互作用有关。
以碳酸氢钠（NaHCO3）为例，它的分子结构是一个氢氧根离子（HCO3-）与一个钠离子（Na+）通过离子键结合而成的。
由于离子的排列比较紧密，分子间作用力较大，因此碳酸氢钠的熔点（156℃）和沸点（851℃）都比较高。
分子空间构型与物质性质
H
CL
CCl4
CL CL
C
CL
正四面体
ⅣA族
ⅤA族
ⅥA族
ⅦA族
RH4
RH3
H2R
HR
极性分子
极性分子
非极性分子
极性分子
手性分子
如果一对分子，其组成和原子的排 列方式完全相同，但如同左手和右手 互为镜像，在三维空间里不能重叠， 这对分子称为手性异构体，有手性异 构体的分子称为手性分子。
连接四个不同的原子 或基团的碳原子称为 ——手性碳原子
2p
激发
2s
sp3
sp3杂化
sp2杂化轨道
如CH2= CH2 ：C的电子构型:1s22s22p2
激发 2p 2s 2p 杂化 sp2杂化轨道
2s
两个碳原子上都有一个与σ骨架平面垂直的未杂化的p轨道， 它们互相平行，彼此肩并肩重叠形成π键：
sp2杂化轨道
一个s轨道与两个p轨道杂化，得三个sp2杂化轨道， 三个杂化轨道在空间分布是在同一平面上，互成120º 。
如：N2、CO、C22-、CN- —— 直线型 （2）2原子11价电子 如：NO、O2+、—— 直线型 （3）3原子16价电子
（4）3原子18价电子
如：CO2、BeCl2、N2O、NO2+、N3-—— 直线型
如：NO2-、SO2、O3 —— V型或角型 （5）3原子24价电子 如：NO3-、BF3、CO32-、SO3—— 平面正三角形 （6）5原子32价电子 如：SiF4、CCl4、SO42-、PO43-—— 正四面体 （7）(BN)n晶体和碳单质具有类似结构。 B3N3H6 与C6H6是等电子分子。
手性分子
CH3 HO H C2H5 H5C2
《2-2 分子的立体构型》 教案3
《分子的立体构型》教案(第1课时)知识与技能：1、认识共价分子的多样性和复杂性2、初步认识价层电子对互斥模型；3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构重点：分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构难点：价层电子对互斥理论知识结构与板书设计第二节分子的立体结构一、形形色色的分子1、三原子分子立体结构：有直线形C02 、CS2等，V形如H2O、S02等。
2、四原子分子立体结构：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角锥形：如氨分子等。
3、五原子分子立体结构：正四面体形如甲烷、P4等。
4、测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
二、价层电子对互斥模型1、价层电子互斥模型2、价层电子对互斥理论：对ABn型的分子或离子，中心原子A价层电子对（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）之间存在排斥力，将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低。
3、价层电子对互斥模型：(1)中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子中的价电子对相互排斥的结果(2)中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥，使分子的空间结构发生变化。
4、价层电子对互斥理论的应用(1)确定中心原子A价层电子对数目(2)价电子对数计算方法(3)确定价层电子对的空间构型(4)分子空间构型确定教学步骤、内容[复习]共价键的三个参数。
[过渡]我们知道许多分子都具有一定的空间结构，如：……，是什么原因导致了分子的空间结构不同，与共价键的三个参数有什么关系？我们开始研究分子的立体结构。
[板书]第二节分子的立体结构一、形形色色的分子[讲]大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中的原子的空间关系问题，这就是所谓“分子的立体结构”。
例如，三原子分子的立体结构有直线形和V形两种。
如C02分子呈直线形，而H20分子呈V形，两个H—O键的键角为105°。
人教化学选修三【课件】2.2分子的立体构型(第1课时)
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价层电子对互斥理论
2、价层电子对数计算
①确定中心原子价层电子对数目 价层电 ＝(中心原子价电子数＋结合原子数)/2 子对数 ＝配位原子数＋孤电子对数
＝σ键电子对数＋孤电子对数 孤电子对数＝价层电子对数 — 结合原子数 O、S为结合原子时，按“0 ”计算 N为结合原子时，按“- 1 ”计算
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价层电子对互斥理论
1、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是
A．CO2
B．H2S
B
C．PCl3
D．SiCl4
2、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是
A．H2O
B．CO2
BC
C．C2H2
D．P4
3、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的
A．H3O + C．PCl5
B．CO32— D．SF6
V形
H2O 105°
直线形
CO2 180°
4
形形色色的分子
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）
C2H2 直线形 180°
CH2O 平面三角形 120° COCl2
NH3 三角锥形 107°
P4 正四面 60°
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形形色色的分子
４、五原子分子立体结构 最常见的是正四面体
V形
SnBr2 PbCl2
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价层电子对互斥理论
电子对数 电子对的空 成键电子
目
间构型
对数
孤电子 对数
4
0
4
四面体
3
1
电子对的 排列方式
人教版选修3 化学：2.2 分子的立体构型 教案
分子的立体构型（课时1）一、教材分析本节课选自人教版选修三第二章第二节课时一，该部分是新课程改革之后新增的内容。
就整个高中化学课程而言，本节是具有强烈支撑作用的知识模块，本节内容承前启后，即解释了常见分子和离子的立体构型，又进一步为后面学习晶体及其在生活中的应用埋下铺垫。
所以本节内容至关重要。
按照新课程标准对物质结构与性质模块的要求，在必修2已介绍共价键的知识基础上，本节介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥理论对分子或离子结构的多样性和复杂性进行了解释。
通过学习，学生能在分子水平上，从分子结构的视角认识物质的性质，学生的科学素养能得到进一步提高。
对于前后知识逻辑性的延伸应用，可以增强学生对分子结构的有效理解与运用。
二、学生分析本节知识属于化学理论教学和已有知识关联度较少，通过设计引导希望尽可能取得较好的教学效果。
虽然学生已初步了解分子和离子的电子式、结构式，以及性质和结构的关系，但学生对分子和离子的空间立体构型还没有形成正确的深入理解，另一方面学生的空间想象思维略弱，相关知识的准确度把握不够，在教学过程中需要细致讲解。
三、三维目标分析1、知识与技能正确理解价层电子对互斥理论；学会计算分子或离子的孤电子对数（=(a-xb)÷2）；能用VSEPR模型推测简单分子或离子的立体结构。
2、过程与方法通过对典型分子立体结构的探究过程，学会运用观察、比较、归纳等方法对信息进行加工，提高科学探究能力；通过推导分子的立体构型，培养学生空间想象能力。
3、情感态度与价值观培养学生独立思考的精神和严谨细致的科学态度；提高用数学的思想解决化学问题的计算能力；通过PPT和模型展示分子的立体结构，激发学生学习化学的兴趣，感受化学世界的奇妙。
四、重难点分析重点：分子的立体构型；价层电子对互斥理论；孤电子对数的计算；VSEPR 模型和分子模型的差别。
难点：价层电子对互斥理论；VSEPR模型和分子模型的差别。
五、教法学法分析教法是模型实物展示、探究式教学法、多媒体教学、讲授法、图表法、举例子。
分子的立体构型(VSEPR)ppt课件
三原子分子
分子 的立 四原子分子 体结
构
直线 形，如CO2 V 形，如H20
平面三角 形，如HCHO、BF3
三角锥 形，如NH3
五原子分子——— 最常见的是正四面体形，如CH4
11
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
12
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？
①CH4 ②NH4+ ③CH3Cl ④P4 ⑤SO42A、①②③ B、①②④ C、①②⑤ D、①④⑤
5、用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 ＿D＿＿ A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形
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＿三＿角锥 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是
正四面体 形。
2 、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 ＿＿D ＿
A、H2O
B、H3O+ C、NH3 D、NH4+
3 、下列分子①BCl3 ②CCl4 ③H2S ④CS2中,其键角由小到大的
顺序为＿＿③＿② ① ④
4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109°28′ 的是＿ ＿C＿＿
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
1
共价键
复习回顾
σ键 成键方式 “头碰头”,呈轴对称
π键 成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称
键参数
键能
衡量化学键稳定性
键长 键角 描述分子的立体结构的重要因素
2
一、形形色色的分子
思考:在O2、HCl这样 的双原子分子中存在
分子的立体结构问题
吗？何谓“分子的立
体结构”？
2.2分子的立体构型
③杂化轨道可形成σ键，也可容纳孤对电子 （但不形成π键）
④符合价层电子对互斥理论
三种SP杂化轨道的比较
杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂的原 1个 s + 1 个 p 子轨道 2个sp 杂化轨道 杂化轨道 数 杂化轨道间 ° 180 夹角 空间构型
1个 s + 2 个 p 1个 s + 3 个 p
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体构型
高二（理）化学
一、常见的分子
O2
HCl
H2O
CO2
C2H2
CH2O
COCl2
NH3
P4
CH4
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
C8H8
CH3OH
资料卡片：形形色色的分子
C60
C70 C20 C40
思考 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间 结构却不同，什么原因？ 化学式 结构式 分子的立体结构模型
Al
Cl
Cl
Cl
2、 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，
首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶 解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说 法正确的是
B
A. 反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应 前后Cu2+的浓度 不变。 B. 沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子 [Cu（NH3）4]2+。
C. 向反应后的溶液加入乙醇，溶液将会没有
实验测定：BeCl2分子中有2个完全等同的Be—Cl 键，键角为1800 ，分子的空间构型为直线。
实例分析3：试说明BF3分子的空间构型
2p 2s 激发 B原子价层 电子基态 3个原子轨道 2s 杂化 3个sp2杂化轨道 2p
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第五章结构化学
实验二十二分子的立体构型和分子的性质
一、实验目的
（1）分子的立体构型从分子中原子排布的几何关系描述分子的结构，对于了解分子的性质具有重要意义。
（2）通过自己动手制作和仔细观察分子模型，掌握分子的空间结构，加深对分子构型和分子性质的了解。
二、实验原理
1．分子点群与分子的偶极矩和旋光性
具有极性化学键的分子，其分子形状決定分子是否具有偶极矩，进而影响分子间作用力及沸点、表面张力、汽化热与溶解度等性质。
利用路易斯电子点式和价层电子对互斥理论（Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR）可以预测分子形狀，进而获得分子晶体的对称动作群（即分子点群）。
分子点群与分子的偶极矩和旋光性密切相关。
分子是否具有偶极矩的判据：若分子中有两个或两个以上的对称元素交于一点，则该分子无偶极矩，反之则有偶极矩。
即属于C1、C s、C n、C nv群的分子有偶极矩，属于C i、S n、C nh、D n、D nh、D nd、T d和O h群的分子无偶极矩。
分子是否具有旋光性的判据：有象转轴S n的分子无旋光性，无象转轴S n的分子有旋光性。
由于S1＝σ，S2＝i，因此，也可以说具有对称面σ、对称中心i和象转轴S4n(n=1,2,…)的分子无旋光性，属于C1，Cn，Dn点群的分子有旋光性。
三、仪器与试剂
塑料球棍分子模型 1 套（湖南大学教育科技公司生产,包括彩色塑料小球若干,另准备随意贴黏土数块, 色纸一张），数码相机1台（公用）。
四、预习要求
1.了解寻找分子中独立对称元素、判断分子点群的方法；
2.了解分子所属点群判断分子有无偶极矩；
3.了解分子所属点群判断分子有无旋光性。
五、实验内容
1．根据路易斯电子点式和价层电子对互斥理论预测分子形状，并用不同颜色的球棍搭建具有正确键角的分子模型(表1)，用数码相机记录所搭建的分子模型。
寻找对称元素及数目，确定分子点群，并判断其是否具有偶极矩和旋光性。
黑球：代表碳原子C；白球：代表氢原子H；红球：代表氧原子O；蓝球：代表氮原子N；绿球：代表氯原子Cl；其他：代表杂原子P或F。
（1）搭出下列分子模型，了解它们的对称性，填写表1各栏内容。
H2O2，NF3，BF3，C2H6（重叠式、交叉式以及任意式），CH3CCl3（扭曲式），CH4，
CH3Cl ，CH2Cl2，CHCl3，PtCl42-，PCl5，，，Cl
，，
C6H12（环己烷：船式和椅式），SF6。
（2）搭出下列乙烯型化合物的模型，了解它们的对称性。
并填写表2各栏内容CH2＝CH2，CHCl＝CHCl（顺式），CHCl＝CHCl（反式），CH2＝CCl2（3）搭出下列丙二烯型化合物的模型，了解它们的对称性。
CH2＝C＝CH2，CHCl＝C＝CHCl
六、实验数据与记录
1．室温℃大气压Pa
2. 根据实验容填写表1、表2和表3。
表22.1 常见分子点群的辨认
[注意] 在搭制分子的球棍模型时，通常按照下面的惯例用不同的颜色表示不同的原子：C黑色，H浅灰色，O红色，N蓝色，Cl绿色，Br红棕色，I红紫色，S 黄色，P紫色；金属原子则以该金属单质显示的颜色表示。
[思考题]
（1）在14种点阵型式中，为什么有四方I, 而无四方F? 为什么有正交C, 而无四方C? 为什么有立方F, 而无立方C? 根据什么原则确定点阵型式？
（2）结构基元、点阵点、晶胞和点阵型式等概念的正确含义和相互关系怎样？
七、参考文献
1. 周公度, 段连运, 结构化学基础 (第三版), 北京大学出版社 (2002)
2. 厦门大学化学系物构组, 结构化学, 科学出版社 (2004)
3. 李炳瑞, 结构化学, 高等教育出版社 (2004)
4. 东北师范大学等, 高等教育出版社 (2003)。