第一单元 分子构型与物质的性质
第一课时 分子的空间构型
【教学目标】
1.掌握价层电子对互斥理论,知道确定分子空间构型的简易方法;
2.了解等电子原理及其应用。
【教学重点】价层电子对互斥理论、判断分子空间构型的简易方法、等电子原理
【教学难点】价层电子对互斥理论
【教学方法】讲解法、归纳法、练习法
【教学过程】
〖复习回顾〗
1.从电子云重叠方式将共价键分类。
2.描述共价键的键参数有哪些?
3.CH4、NH3、H2O分子的电子式、结构式?
〖引入〗大都数分子是由2个以上原子组成的。就产生分子的空间构型问题。
〖PPT〗展示O2、HCl、H2O、CO2、C2H2、CH2O、NH3、P4等分子的模型图
〖思考、讨论〗
分子的空间构型多种多样。即使同为3原子分子如CO2和H2O其空间构型却不同,这是什么原因?如何简单判断分子的空间构型?
〖PPT〗信息提示:怎样测定分子的立体结构
科学家们已经创造了许多测定分子结构的现代仪器,用实验的方法可以测定分子的空间构型,如红外光谱、晶体的X射线衍射、核磁共振等。
此 外,科学家们归纳了许多已知分子空间构型,提出了一种简单的理论模型用来预测简单分子或离子的空间构型。——价层电子对互斥模型
一、价层电子对互斥模型
1. 要点:对ABm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成键电子对和没有成键的孤电子对)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。
如CH4分子 ,中心原子C价层电子对数为4,均是成键电子对,无孤电子对,四对电子对采取空间正四面体的分布使彼此间的斥力最小。
2.价层电子对数 2 3 4
空间分布方式 直线形 平面三角形 正四面体
那么,我们如何较快的判断出价层电子对数呢?
3.中心原子价层电子对数 = 成键电子对数 + 孤电子对数
对于ABm型分子
(1)对于主族元素,中心原子价电子数=最外层电子数,配位原子按提供的价电子数计算,
如:PCl5 中
(2)O、S作为配位原子时按不提供价电子计算,作中心原子时价电子数为6;
(3)离子的价 电子对数计算
如:NH4+ : ; SO42- :
例1. 价层电子对数 孤电子对数 电子对分布 分子构型
BeCl2 2 0 直线形 直线形
BF3 3 0 平面三角形 平面三角形
CH4 4 0 正四面体 正四面体
价层电子对互斥模型把分子分成两类:
(1)中心原子上的价电子都用于成键
在这类分子中,中心原子无孤电子对,分子空间构型同价层电子对空间分布构型。
(2)中心原子上有孤对电子的分子
对于这类分子,首先判断中心原子价层电子对空间分布,孤电子对也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。最后判断分子构型要略去孤电子对。
〖思考、讨论〗NH3、H2O分子构型分别是三角锥形和V形,键角分另为107°18′、104.5°,与109°28′相差不大,可能说明了什么问题?
相邻电子对间斥力大小顺序:
孤对电子对 孤对电子对>孤对电 子对 成键电子对>成键电子对 成键电子对
例2. BF3是平面三角型的几何构型,但NF3却是三角锥型的几何构型,试用所学理论加以说明。
例3. 计算下列分子或离子中的价电子对数,并根据已学内容填写下表
物质 价电子对数 中心 原子杂化轨道类型 杂化轨道/电子对空间构型 轨道夹角 分子空间构型 键角
气态BeCl2
CO2
SO2
SiCl4
SO3
CH2O
CH3Cl
PCl3
说明:电子对空间构型与分子构型既有区别又有联系,分子构型可根据价层电子对互斥理论从电子对空间构 型推导而得,此规律一般不适用于推测过渡金属化合物的几何 构型,对极少数化合物判断也不准,如 :C