【26版步步高化学人教版选择性必修二学习笔记第二章第二节第1课时分子结构的测定和多样性价层电子对互斥模型

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第二节　分子的空间结构

第1课时　分子结构的测定和多样性　价层电子对互斥模型

［核心素养发展目标］1.了解分子结构的测定方法。2.通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。3.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。

一、分子结构的测定

　　科学家应用光谱、晶体等方法测定分子结构，应用测定分子的相对分子质量。 

1.红外光谱

(1)原理

当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些的红外线，再记录到图谱上呈现。通过和已有谱图库，或通过量子化学，可分析出分子中含有何种或的信息。 

(2)红外光谱仪原理示意图

(3)实例

某未知物的红外光谱图：

通过红外光谱图可知，该物质中有、、化学键，并推测可能含有官能团。 

2.相对分子质量的确定——质谱法

甲苯分子的质谱图：

读谱：相对分子质量=最大质荷比，甲苯的相对分子质量为。 

1.如图所示是某分子式为C₄H₈O₂的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为(　　)

A.CH₃COOCH₂CH₃

B.CH₃CH₂CH₂COOH

C.HCOOCH₂CH₂CH₃

D.(CH₃)₂CHCH₂COOH

2.如图是有机物A的质谱图，则A的相对分子质量是(　　)

A.29B.43

C.57D.72

二、多样的分子空间结构

观察下列几种简单的分子的空间结构模型。

四原子分子都是平面三角形或三角锥形吗？

1.正误判断

(1)所有的三原子分子都是直线形结构(　　)

(2)正四面体形的键角均为109°28'(　　)

(3)SiCl₄、SiH₄、N、CH₃Cl均为正四面体结构(　　)

(4)SF₆分子的空间结构为正八面体形(　　)

(5)椅式C₆H₁₂比船式C₆H₁₂稳定(　　)

2.下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是(　　)

A.键角为180°的分子，空间结构是直线形

B.键角为120°的分子，空间结构是平面三角形

C.键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形

D.键角为90°~109°28'之间的分子，空间结构可能是V形

3.(1)硫化氢(H₂S)分子中，两个H—S的夹角接近90°，说明H₂S分子的空间结构为。 

(2)二硫化碳(CS₂)分子中，两个CS的夹角是180°，说明CS₂分子的空间结构为。 

(3)能说明CH₄分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是(填字母)。 

a.两个键之间的夹角为109°28'

b.C—H为极性共价键

c.4个C—H的键能、键长都相等

d.二氯甲烷(CH₂Cl₂)只有一种(不存在同分异构体)

几种常见分子的空间结构

(1)常见的空间结构为直线形的分子有BeCl₂、HCN、C₂H₂、CO₂等。

(2)常见的空间结构为V形的分子有H₂O、H₂S、SO₂等。

(3)常见的空间结构为平面三角形的分子有BF₃、SO₃、HCHO等。

(4)常见的空间结构为三角锥形的分子有PH₃、PCl₃、NH₃等。

(5)常见的空间结构为正四面体形的分子有CH₄、CCl₄、SiH₄、SiF₄等；是四面体形但不是正四面体形的有CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃等。

三、价层电子对互斥模型

1.价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)

对AB_n型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的和未成键的)之间由于存在排斥力，将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，以使彼此之间斥力最小，分子或离子的体系能量最低，最稳定。 

2.价层电子对的计算

(1)中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数。

(2) σ键电子对数的计算

由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。如H₂O分子中， O有个σ键电子对，NH₃分子中， N有个σ键电子对。 

(3)中心原子上的孤电子对数的计算

①中心原子上的孤电子对数=(a-xb)

ⅰ.a表示中心原子的价电子数。具体情况如下表所示：

ⅱ.x表示与中心原子结合的原子数。

ⅲ.b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

②几种常见分子或离子的中心原子上的孤电子对数如下表所示：

3.价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)

4.VSEPR模型的应用——预测分子或离子的空间结构

(1)基本思路

对于AB_n型分子，利用VSEPR模型推测分子或离子空间结构的思路如下：

(2)具体实例

①中心原子不含孤电子对

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