第二节 分子的立体构型(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

教学重点：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 教学难点：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：有直线形如C02等，V形如H2O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]展示常见分子的球棍模型，我们知道许多分子都具有一定的空间结构，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。

[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°。 [板书]第二节 分子的立体结构 一、形形色色的分子

[板书]1、三原子分子立体结构：有直线形C02 等，V形如H2O等。 [讲]大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种立体结构。

例如：甲醛(CH20)分子呈平面三角形，键角约120°；氨分子呈三角锥形，键角107°。 [板书]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。

[讲]五原子分子的可能立体结构更多，最常见的是正四面体形，如甲烷分子的立体结构是

正四面体形，键角为109°28

[讲] 分子世界是如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收,常使人流连忘返. 分子的立体结构与其稳定性有关

[投影]C02和H20都是三原子分子，为什么CO2呈直线形而H20呈V形?CH20和NH3都是四原子分子，为什么CH20呈平面三角形而NH3呈三角锥形?为了探究其原因，发展了许多结构理论。

[板书]二、价层电子对互斥模型 ［板书］1、价层电子互斥模型

［讲］分子的空间构型与成键原子的价电子有关。价层电子对互斥模型可以用来预测分子的立体结构。

［讲］应用这种理论模型，分子中的价层电子对(包括成键电子对和孤电子对)，由于相互排斥作用，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。 ［问］价电子对间的斥力又是怎么样的呢？ ［投影小结］

价电子对之间的斥力

1、电子对之间的夹角越小，排斥力越大。

2、由于成键电子对受两个原子核的吸引，所以电子云比较紧缩，而孤对电子只受到中心原子的吸引，电子云比较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大，所以电子对之间的斥力大小顺序如下：孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子>成键电子—成键电子

3、由于三键、双键比单键包含的电子数多，所以其斥力大小次序为三键>双键>单键

[讲]价层电子对互斥模型认为，它们之所以有这样的立体结构是由于分子中的价电子对相互排斥的结果。 [板书]

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。

[讲]这种模型把分子分成以下两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，在这类分子中，由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离，成键原子的几何构型总是采取电子对排斥最小的那种结构。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下： [板书] 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 ［投影］

[讲]另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子，如H2O和NH3，对于这类分子，首先建立四面体模型，每个键占据一个方向（多重键只占据一个方向），孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H20和NH3的中心原子上分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。 [投影]

[板书](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。

[思考与交流]用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构。 [汇报]

直线型价电子都用于成键，同CO2；空间正四面体；三角锥型；V型；空间正三角型。

［讲］利用价层电子对互斥理论时，首先要根据原子的最外层电子数，判断中心原子上有没有孤对电子，然后再根据中心原子结合的原子的数目，就可以判断分子的空间构型 ［板书］4、 价层电子对互斥理论的应用

［讲］推断分子或离子的空间构型的具体步骤 ［板书］(1)确定中心原子A价层电子对数目

［讲］中心原子A的价电子数与配体X提供共用的电子数之和的一半，即中心原子A价层电子对数目。计算时应注意：

［投影小结］(1)氧族元素原子作为配位原子时，可认为不提供电子，但作为中心原子时可认为它所提供所有的6个价电子

(2) 如果讨论的是离子，则应加上或减去与离子电荷相应的电子数。如PO43-中P原子价层

＋

电子数就加上3，而NH4 中N原子的价层电子数应减去1 ［板书］(2) 价电子对数计算方法

［讲］对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定 ［投影］

［板书］(3)确定价层电子对的空间构型

［讲］由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可的相互远离。价层电子对的空间构型与价层电子对数目的关系：

［投影］价层电子对数目与价层电子对构型关系 ［板书］(4) 分子空间构型确定

［讲］根据分子中成键电子对数和孤对电子数，可以确定相应的稳定的分子几何构型。 ［思考与交流］请应用VESPR理论，判断下列粒子构型： [投影]

［讲］利用价层电子对互斥理论，可以预测大多数主族元素的原子所形成的共价化合物分子或离子的空间构型 ［投影小结］ ［投影］随堂练习 [作业]应用反馈