分子的立体构型.ppt

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1、分子的立体构型 沂源一中沂源一中 焦方亮焦方亮一、课标及考试说明解读：课标：认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。山东省考试说明：能用价层电子对互斥理论推测简单分子或离子的空间结构。二、教材分析：二、教材分析：1 1、教材的地位与作用、教材的地位与作用 本节内容选自选修本节内容选自选修3 3物质结构和性质物质结构和性质第二章第二章分分子结构和性质子结构和性质的第二节。因为分子的许多性质与化学反的第二节。因为分子的许多性质与化学反应都与分子的立体构型有关，故本节课是学生在学习了应都与分子的立体构型有关，故本节课是学生在学习了共价键共价键一节的基础上为进一步解释

2、分子的立体构型一节的基础上为进一步解释分子的立体构型而学习两种新理论，即价层电子对互斥理论和杂化轨道而学习两种新理论，即价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，第一课时主要以价层电子对互斥理论来认识几种理论，第一课时主要以价层电子对互斥理论来认识几种典型分子的空间构型。本节是第二章典型分子的空间构型。本节是第二章分子结构与性质分子结构与性质的关键，本节课的功能价值定位是将更加有利于学生正确的关键，本节课的功能价值定位是将更加有利于学生正确认识分子构型，通过本节的学习，使学生进一步体会物质认识分子构型，通过本节的学习，使学生进一步体会物质结构决定性质这一内在关系，能从物质结构决定性质的视结构决定性质这

3、一内在关系，能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质，逐步形成科角解释一些化学现象，预测物质的有关性质，逐步形成科学的价值观，为分子的性质学习奠定基础。学的价值观，为分子的性质学习奠定基础。2、教学目标（第一课时）、教学目标（第一课时）（1）知识和技能：认识共价分子的多样性和复杂性；）知识和技能：认识共价分子的多样性和复杂性；初步认识价层电子对互斥理论；能用初步认识价层电子对互斥理论；能用VSEPR模型预测模型预测简单分子或离子的立体结构。简单分子或离子的立体结构。（2）过程与方法：通过设置问题情境、分组讨论、概括）过程与方法：通过设置问题情境、分组讨论、概括总结等过程，

4、在用总结等过程，在用VSEPR模型预测简单分子或离模型预测简单分子或离子的立体结构的过程中培养学生观察能力、分析能力、子的立体结构的过程中培养学生观察能力、分析能力、空间想象能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的空间想象能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力能力（3）情感态度与价值观：让学生在分子水平上进一步）情感态度与价值观：让学生在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，培养学生严谨认真的形成有关物质结构的基本观念，培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力，体验科学的魅力，进一步科学态度和空间想象能力，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观；通过合作学习培养学生的团队精神形成科

5、学的价值观；通过合作学习培养学生的团队精神和与他人合作的良好心理品质。和与他人合作的良好心理品质。基于对教材的认识，我确立本节课的教学重难点分别是：基于对教材的认识，我确立本节课的教学重难点分别是：3 3、教学重难点、教学重难点重点：分子的立体构型；利用价层电子对互斥模型预测重点：分子的立体构型；利用价层电子对互斥模型预测 分子的立体构型。分子的立体构型。难点：价层电子对互斥理论的应用难点：价层电子对互斥理论的应用三、学情分析：三、学情分析：学生在前面已经学习了核外电子排布和共价键的有关知识学生在前面已经学习了核外电子排布和共价键的有关知识，这些都为本节课的学习提供知识基础，但是由于学生的，这

6、些都为本节课的学习提供知识基础，但是由于学生的空间想象能力偏弱，不能与相关的立体几何知识建立有效空间想象能力偏弱，不能与相关的立体几何知识建立有效链接，相关知识的准确度也不高，在教学中需要精细把握链接，相关知识的准确度也不高，在教学中需要精细把握。但由于本节课的内容属于纯粹的理论教学，与已有知识。但由于本节课的内容属于纯粹的理论教学，与已有知识关联很少，通过精心的设计引导应该能取得较好的教学效关联很少，通过精心的设计引导应该能取得较好的教学效果。果。四、教法与学法：四、教法与学法：1、教法：、教法：以激发学生的学习动机为主线，通过幻灯片展示、质以激发学生的学习动机为主线，通过幻灯片展示、质疑提

7、问、观察讨论、应用等形式，调动学生学习的积极疑提问、观察讨论、应用等形式，调动学生学习的积极性。性。以知识的层次结构为基础，通过分析讲解，将教师的以知识的层次结构为基础，通过分析讲解，将教师的认识转化为学生的认识。认识转化为学生的认识。整堂课围绕整堂课围绕“建构新知建构新知知识应用知识应用发现问题发现问题再建构新知再建构新知再解决问题再解决问题”这条主线张开，从而达到知这条主线张开，从而达到知识的螺旋上升。识的螺旋上升。2、学法：、学法：探究学习法探究学习法自主学习法自主学习法小组合作学习法小组合作学习法五、教学过程：五、教学过程：温故而知新温故而知新1 1、什么是价电子？如何根据主族元素在周

8、期表中的位置、什么是价电子？如何根据主族元素在周期表中的位置 确定它的价电子数？确定它的价电子数？2 2、依据形成过程的不同可把共价键分为哪几类？形成特、依据形成过程的不同可把共价键分为哪几类？形成特 点分别是什么？点分别是什么？3 3、COCO2 2、H H2O O、CHCH2=CHCH2、CHCHCHCH中中键和键和键的数目分别键的数目分别 是多少？是多少？4 4、如何计算分子中、如何计算分子中键和键和键的数目？键的数目？5 5、键参数指的是？各自的含义是什么？举例说明。、键参数指的是？各自的含义是什么？举例说明。双原子分子中不存在分子的立体结构问题！双原子分子中不存在分子的立体结构问题！

9、5 5、形形色色的其他分子、形形色色的其他分子CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH分子世界如此形形色色，异彩纷呈，分子世界如此形形色色，异彩纷呈，美不胜收，常使人流连忘返。美不胜收，常使人流连忘返。那么分子结构又是怎么测定的呢那么分子结构又是怎么测定的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分子结构的现代仪器，定分子结构的现代仪器，红外光谱红外光谱就是其中的一种。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

10、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，综综合合这这些些信信息息，可可分分析析出出分子的立体结构。分子的立体结构。科学视野科学视野分子的立体结构是怎

11、样测定的分子的立体结构是怎样测定的？（指导阅读（指导阅读P39P39）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。同为同为三原子三原子分子，分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？分子的空间结构却不同，什么原因？直线形直线形V形形 同为同为四原子四原子分子，分子，CH2O与与 NH3 分分 子的的空间结构也不同，什么原因？子的的空间结构也不同，什么原因？三角锥形三角锥形 平面平面 三角形三角形探究与讨论：探究与讨论：1、写出、写出H、C、N、O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

12、：1234N：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电子对有无孤电子对空间结构空间结构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 平面平面三角形三角形 正正四面体四面体中心原子：中心原子：对对ABn型分子，型分子，B围绕围绕A成键，则成键，则A为中心原子，为中心原子

13、，n值值为中心原子结合的原子数。为中心原子结合的原子数。分析分析CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4电子电子式的中心原子价电子层电子的成键情况。式的中心原子价电子层电子的成键情况。孤对电子：孤对电子：未用于形成共价键的电子对未用于形成共价键的电子对结论结论：成键电子对和孤对电子对会影响分子的成键电子对和孤对电子对会影响分子的空间构型空间构型.中心原子中心原子代表物代表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无孤对电子无孤对电子CO22AB2CH2O3AB3CH44AB4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

14、正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结:孤对电子对分子立体结构影响较大。孤对电子对分子立体结构影响较大。BeClBeCl2 2、BFBF3 3、CClCCl4 4分子的空分子的空间构型是什么间构型是什么？要点解读：要点解读：ABn 型分子型分子(离子离子)中的中心原子中的中心原子A周围周围的价层电子对的几何构型，主要取决于的价层电子对的几何构型，主要取决于价价层电子对数，层电子对数，价层电子对价层电子对（孤电子对、成键（孤电子对、成键电子对）电子对）在空间方向上在空间方向上尽量远离，使它们之尽量远离，使它们之间间斥力最小斥力最小,能量最低能量最低,物质才能最稳定物质才能最稳定。二、价层电子对

15、互斥理论二、价层电子对互斥理论（VSEPR）“价层电子对价层电子对”相互排斥的结果相互排斥的结果 决定了分子的立体结构决定了分子的立体结构价层电子对价层电子对是指分子中的中心原子上的电是指分子中的中心原子上的电子对，包括子对，包括键电子对和中心原子上的孤键电子对和中心原子上的孤电子对。电子对。2 电子对数电子对数目与立体目与立体 结构结构435 6 电子对数电子对数目与立体目与立体 结构结构VSEPR模型：模型：一一个个分分子子或或离离子子中中的的价价层层电电子子对对在在空空间间的的分分布布（即即含含孤对电子孤对电子的的VSEPRVSEPR模型）模型）2 2 3 4 3 4 5 65 6 直线

16、形直线形 平面三角形平面三角形 正四面体正四面体 三角双锥体三角双锥体 正八面体正八面体平面平面三角形三角形1200正四面体正四面体109.50MMMMMM直线直线1800价价电电子子对对432n空空间间构构型型二、价层电子对互斥理论二、价层电子对互斥理论（VSEPR）ABn型分子型分子中心原子：中心原子：A价层电子对价层电子对=键电子对键电子对+中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对键电子对键电子对=n=中心原子结合的原子数中心原子结合的原子数中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对=(axb)/2a:中心原子的价电子数中心原子的价电子数对于主族元素：对于主族元素：对于主族元素：对于主族元

17、素：价电子等于原价电子等于原价电子等于原价电子等于原子的最外层电子的最外层电子的最外层电子的最外层电子数子数子数子数分子分子中心原子中心原子 a x b中心原子中心原子上的孤电上的孤电子对数子对数 H2O O SO2 S CH4 C NH3 N 6 14 02241 6 221=（a-xb)练习：孤电子对的计算练习：孤电子对的计算 5 311化学式化学式中心中心原子原子价层电子对价层电子对VSEPR模型模型键键电子对电子对a x b孤电子孤电子对对共计共计CO2C24 2 202直线BeCl2Be22 2 102直线BF3B33 3 103平面三角形SO2S26 2 213平面三角形CH4C4

18、4 4 104正四面体H2OO26 2 124正四面体NH3N35 3 114正四面体对于阳离子来说，对于阳离子来说，a a为中心原子的价电子数减去离为中心原子的价电子数减去离子的电荷数。子的电荷数。对于阴离子来说，对于阴离子来说，a a为中心原子的价电子数加上离为中心原子的价电子数加上离子的电荷数。子的电荷数。化学式化学式中心中心原子原子价层电子对价层电子对VSEPR模型模型键键电子电子对对ax b孤电孤电子对子对共计共计NH4+N45-14 1 04正四面体正四面体CO32-C34+2 3 203平面三角形平面三角形H3O+O36-13 114正四面体正四面体VSEPR模型就是其分子的立体

19、结构。模型就是其分子的立体结构。先由价层电子对数得出含有孤对电子先由价层电子对数得出含有孤对电子的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电的价层电子对互斥模型，然后略去孤对电子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩子在价层电子对互斥模型占有的空间，剩下的就是分子的立体结构。下的就是分子的立体结构。中心原子上无孤对电子的分子：中心原子上无孤对电子的分子：中心原子上存在孤对电子的分子：中心原子上存在孤对电子的分子：1、价层电子、价层电子对数对数：2直线型直线型CO2分子类型：分子类型：AB2CH2O2 2、价层电子、价层电子对数对数：3 3分子类型：分子类型：AB3BF3平面三角形平面三角形3 3、价层电子

20、、价层电子对数对数：4 4CH4三角锥形三角锥形H2OV V形形正四面体正四面体NH3AB4AB3AB2分子类型分子类型成键电成键电子对数子对数孤对电孤对电子对数子对数403122正四面体正四面体NH3 的空间构型的空间构型的空间构型 项目项目分子式分子式ABn型型分子分子(n值值)VSEPR模型模型价层电价层电子对的子对的空间构空间构型型分子的立体分子的立体结构模型结构模型分子分子的空的空间构间构型型CO2H2O NH3CH2OCH4直线形直线形四面体四面体正四面体正四面体直线形直线形形形三角三角锥形锥形平面平面三角形三角形正四正四面体面体四面体四面体平面三角形平面三角形22334中心中心原

21、子原子所含所含孤对孤对电子电子对数对数 02100分子式分子式ABn型分型分子子(n值值)中心原子中心原子上的孤上的孤电子对数电子对数分子或分子或离子的离子的价层电价层电子对数子对数价层电子对价层电子对的空间构型的空间构型分子或离子分子或离子的空间构型的空间构型BeCl2202BF3303SO2213NH4+404CO32-303H3O+314SO32-314直线形直线形直线形直线形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形形形正四面体正四面体正四面体正四面体平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形正四面体正四面体三角锥形三角锥形正四面体正四面体三角锥形三角锥形小结：小结：分

22、子或离子的真实立体构型取决于孤电子对的数目！分子或离子的真实立体构型取决于孤电子对的数目！分子或离子的真实立体构型取决于孤电子对的数目！分子或离子的真实立体构型取决于孤电子对的数目！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电子对有无孤电子对空间结构空间结构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

23、线形V 形形三角三角锥锥 形形 平面平面三角形三角形 正正四面体四面体用用VSEPRVSEPR理论判断分子或离子立体构型的步骤。理论判断分子或离子立体构型的步骤。总总 结结1、准确判断中心原子。、准确判断中心原子。2、计算、计算键电子对数。键电子对数。3、计算孤电子对数。、计算孤电子对数。4、确定、确定VSEPR模型的立体构型。模型的立体构型。5、根据孤电子对数确定分子或离子的真实立体构型、根据孤电子对数确定分子或离子的真实立体构型方法二：方法二：方法二：方法二：1 1 1 1、准确写出电子式。、准确写出电子式。、准确写出电子式。、准确写出电子式。2 2 2 2、判断价电子对（成键电子对和孤电

24、子对）的数目。、判断价电子对（成键电子对和孤电子对）的数目。、判断价电子对（成键电子对和孤电子对）的数目。、判断价电子对（成键电子对和孤电子对）的数目。3 3 3 3、判断、判断、判断、判断VSEPRVSEPRVSEPRVSEPR模型的立体构型。模型的立体构型。模型的立体构型。模型的立体构型。4 4 4 4、根据孤电子对数确定真实立体构型。、根据孤电子对数确定真实立体构型。、根据孤电子对数确定真实立体构型。、根据孤电子对数确定真实立体构型。判断分子空间构型方法：判断分子空间构型方法：价层电子对数价层电子对数VSEPRVSEPRVSEPRVSEPR模型模型模型模型略去孤电子对略去孤电子对略去孤电

25、子对略去孤电子对分子（离子）的立体构型分子（离子）的立体构型分子（离子）的立体构型分子（离子）的立体构型排斥力：排斥力：孤电子对孤电子对-孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对-键电子对键电子对键电子对键电子对-键电子对键电子对1、BF3和和NF3都是四个原子的都是四个原子的分子，分子，BF3的中心原子是的中心原子是 ，NF3的中心原子是的中心原子是 ；BF3分子的立体构型是分子的立体构型是 NF3分子的立体构型是分子的立体构型是 。以上两分子中是否所有原子以上两分子中是否所有原子都满足都满足8电子稳定结构？电子稳定结构？练习：练习：BN正三角形正三角形三角锥形三角锥形 BF3中的中的B原子只有原子

26、只有3对价电对价电子，最外层是子，最外层是6个电子。个电子。2、写出下列粒子的电子式，、写出下列粒子的电子式，用价层电子对互斥模型推测下用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。列分子或离子的空间构型。H2S；SCl2；PCl3；课堂练习课堂练习1.下列物质中，分子的立体结构与水分子下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是相似的是 （）A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl42.下列分子的立体结构，其中属于直线型下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是分子的是 （）A.H2O B.CO2 C.C2H2 D.P4BBC1.若若ABn型分子的中心原子型分子的中心原子A上没有

27、未用于形上没有未用于形成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模成共价键的孤对电子，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的（型，下列说法正确的（）A.若若n=2，则分子的立体构型为则分子的立体构型为V形形 B.若若n=3，则分子的立体构型为三角锥形则分子的立体构型为三角锥形 C.若若n=4，则分子的立体构型为正四面体形则分子的立体构型为正四面体形 D.以上说法都不正确以上说法都不正确C2.用价层电子对互斥模型判断用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型的分子构型 A、正四面体形、正四面体形 B、V形形 C、三角锥形、三角锥形 D、平面三角形、平面三角形D美国著名化学家鲍林（美国著名化学家鲍林（L.Pauling,19011994）教授具有独特的化学想象力：只要教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能通过给他物质的分子式，他就能通过“毛估毛估”法，大体上想象出这种物质的分子结构模法，大体上想象出这种物质的分子结构模型。请你根据价层电子对互斥理论，型。请你根据价层电子对互斥理论，“毛毛估估”出下列分子的空间构型。出下列分子的空间构型。PCl5 PCl3 SO3 SiCl4 三角双锥形三角双锥形三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形正四面体正四面体