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1、第二章 第二節(jié) 分子的立體結構 課 時 第一課時 教 學 目 的 知識 與 技能 1.認識共價分子的多樣性和復雜性 2.初步認識價層電子對互斥模型； 3.能用VSEPR模型預測簡單分子或離子的立體結構； 過程與方法 情感態(tài)度價值觀 培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和空間想象能力 重 點 分子的立體結構；利用價層電子對互斥模型預測分子的立體結構 難 點 價層電子對互斥理論 教學過程 教學步驟、內容 師生活動 [復習]共價鍵的三個參數(shù)。 [過渡]我們知道許多分子都具有一定的空間結構，如：……，是什么原因導致了分子的空間結構不同

2、，與共價鍵的三個參數(shù)有什么關系？我們開始研究分子的立體結構。 [板書]第二節(jié) 分子的立體結構 一、形形色色的分子 [講]大多數(shù)分子是由兩個以上原子構成的，于是就有了分子中的原子的空間關系問題，這就是所謂“分子的立體結構”。例如，三原子分子的立體結構有直線形和V形兩種。如C02分子呈直線形，而H20分子呈V形，兩個H—O鍵的鍵角為105。 [板書]1、三原子分子立體結構：有直線形C02 、CS2等，V形如H2O、S02等。 [講]大多數(shù)四原子分子采取平面三角形和三角錐形兩種立體結構。例如，甲醛(CH20)分子呈平面三角形，鍵角約120；氨分子呈三角錐形，鍵角107。 [板書]

3、2、四原子分子立體結構：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角錐形：如氨分子等。 [講]五原子分子的可能立體結構更多，最常見的是正四面體形，如甲烷分子的立體結構是正四面體形，鍵角為10928。 [板書]3、五原子分子立體結構：正四面體形如甲烷、P4等。 [講] 分子世界是如此形形色色，異彩紛呈，美不勝收,常使人流連忘返. 分子的立體結構與其穩(wěn)定性有關。例如，S8分子像頂皇冠，如果把其中一個向上的硫原子倒轉向下，盡管也可以存在，卻不如皇冠式穩(wěn)定；又如，椅式C6H12比船式穩(wěn)定。 [設問]分子的空間結構我們看不見，那么科學家是怎樣測定的呢？ [閱讀]科學視野—分子的立體結構是怎樣

4、測定的？ 肉眼不能看到分子，那么，科學家是怎樣知道分子的形狀的呢?早年的科學家主要靠對物質的宏觀性質進行系統(tǒng)總結得出規(guī)律后進行推測，如今，科學家已經創(chuàng)造了許許多多測定分子結構的現(xiàn)代儀器，紅外光譜就是其中的一種。 分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結構其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學鍵、哪種振動方式引起的，綜合這些信息，可分析出分子的立體結構。 ［講］分子中原子不是固定不動的，而是不斷地振動著的。所謂分子立體結

5、構其實只是分子中的原子處于平衡位置時的模型。當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過計算機模擬，可以得知各吸收峰是由哪一個化學鍵、哪種振動方式引起的，結合這些信息，可分析出分子的立體結構。 [板書]4.測分子體結構：紅外光譜儀→吸收峰→分析。 [過渡]C02和H20都是三原子分子，為什么CO2呈直線形而H20呈V形?CH20和NH3都是四原子分子，為什么CH20呈平面三角形而NH3呈三角錐形?為了探究其原因，發(fā)展了許多結構理論。 [板書]二、價層電子對互斥模型 ［講］在1940年，希吉維克（Sidgwick）和坡維爾（Po

6、well）在總結實驗事實的基礎上提出了一種簡單的理論模型，用以預測簡單分子或離子的立體結構。這種理論模型后經吉列斯比（R.J,Gillespie）和尼霍爾姆（Nyholm）在20世紀50年代加以發(fā)展，定名為價層電子對互斥模型，簡稱VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。 ［板書］1.價層電子互斥模型 ［講］分子的空間構型與成鍵原子的價電子有關。價層電子對互斥模型可以用來預測分子的立體結構。 ［講］應用這種理論模型，分子中的價電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)，由于相互排斥作用，而趨向盡可能彼此遠離以減小斥力，分子盡可能采取對稱的空間構型。

7、 ［問］價電子對間的斥力又是怎么樣的呢？ ［投影小結］價電子對之間的斥力 1.電子對之間的夾角越小，排斥力越大。 2.由于成鍵電子對受兩個原子核的吸引，所以電子云比較緊縮，而孤對電子只受到中心原子的吸引，電子云比較“肥大”，對鄰近電子對的斥力較大，所以電子對之間的斥力大小順序如下：孤電子對—孤電子對>孤電子對—成鍵電子>成鍵電子—成鍵電子 3.由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子數(shù)多，所以其斥力大小次序為三鍵>雙鍵>單鍵 [講]價層電子對互斥模型認為，它們之所以有這樣的立體結構是由于分子中的價電子對相互排斥的結果。 [板書] 2.價層電子對互斥理論：對ABn型的分子或離子，中心原子A

8、價層電子對（包括用于形成共價鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠的相對位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低。 [講]這種模型把分子分成以下兩大類：一類是中心原子上的價電子都用于形成共價鍵，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，在這類分子中，由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠離，成鍵原子的幾何構型總是采取電子對排斥最小的那種結構。它們的立體結構可用中心原子周圍的原子數(shù)n來預測，概括如下： [板書] 3.價層電子對互斥模型： (1)、中心原子上的價電子都用于形成共價鍵：分子中的價電子對相互排斥的結果 ［投

9、影］ ABn 立體結構 范例 n=2 直線型 C02、BeCl2 n=3 平面三角形 CH20、BF3 n=4 正四面體型 CH4、CCl4 n=5 三角雙錐形 PCl5 n=6 正八面體形 SF6 [講]另一類是中心原子上有孤對電子(未用于形成共價鍵的電子對)的分子，如H2O和NH3，對于這類分子，首先建立四面體模型，每個鍵占據一個方向（多重鍵只占據一個方向），孤對電子也要占據中心原子周圍的空間，并參與互相排斥。例如，H20和NH3的中心原子上分別有2對和l對孤對電子，跟中心原子周圍的σ鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而H：O分子呈V

10、形，NH3分子呈三角錐形。 [投影] [板書](2).中心原子上有孤對電子：孤對電子也要占據中心原子周圍的空間，并參與互相排斥，使分子的空間結構發(fā)生變化。 [思考與交流]用VSEPR模型預測下列分子或離子的立體結構。 [匯報] 直線型價電子都用于成鍵，同CO2；空間正四面體；三角錐型； V型；空間正三角型。 ［講］利用價層電子對互斥理論時，首先要根據原子的最外層電子數(shù)，判斷中心原子上有沒有孤對電子，然后再根據中心原子結合的原子的數(shù)目，就可以判斷分子的空間構型 ［板書］4. 價層電子對互斥理論的應用 ［講］推斷分子或離子的空間構型的具體步驟 ［板書］(1)確定中心原子A價

11、層電子對數(shù)目 ［講］中心原子A的價電子數(shù)與配體X提供共用的電子數(shù)之和的一半，即中心原子A價層電子對數(shù)目。計算時應注意： ［投影小結］(1)氧族元素原子作為配位原子時，可認為不提供電子，但作為中心原子時可認為它所提供所有的6個價電子 (2) 如果討論的是離子，則應加上或減去與離子電荷相應的電子數(shù)。如PO43-中P原子價層電子數(shù)就加上3，而NH4＋ 中N原子的價層電子數(shù)應減去1 (3) 如果價層電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù)電子，可把這個單電子當作電子對來看待 ［板書］(2) 價電子對數(shù)計算方法 ［講］對于ABm型分子(A為中心原子，B為配位原子)，分子的價電子對數(shù)可以通過下式確定 ［投影］ n

12、= ［板書］(3)確定價層電子對的空間構型 ［講］由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可的相互遠離。價層電子對的空間構型與價層電子對數(shù)目的關系： ［投影］價層電子對數(shù)目與價層電子對構型關系 價層電子對數(shù)目 2 3 4 5 6 價層電子對構型 直線 三角形 四面體 三角雙錐 八面體 ［板書］(4) 分子空間構型確定 ［講］根據分子中成鍵電子對數(shù)和孤對電子數(shù)，可以確定相應的穩(wěn)定的分子幾何構型。 ［思考與交流］請應用VESPR理論，判斷下列粒子構型：CH4 、ClO3― 、PCl5 ［講］在CH4 中，C 有4個電子，4個H 提供4個電子，C 的價

13、層電子總數(shù)為8個，價層電子對為4對 。C 的價層電子對的排布為正四面體，由于價層電子對全部是成鍵電子對，因此 CH4 的空間構型為正四面體。 在ClO3― 中，Cl 有7個價電子，O不提供電子，再加上得到的1個電子，價層電子總數(shù)為8個，價層電子對為4對。Cl的價層電子對的排布為四面體，四面體的 3 個頂角被3個O占據，余下的一個頂角被孤對電子占據，因此 為三角錐形。 在 PCl5 中，P 有5個價電子，5 個Cl分別提供1個電子，中心原子共有5對價層電子對，價層電子對的空間排布方式為三角雙錐，由于中心原子的價層電子對全部是成鍵電子對，因此PCl5 的空間構型為三角雙錐形。 ［講］

14、利用價層電子對互斥理論，可以預測大多數(shù)主族元素的原子所形成的共價化合物分子或離子的空間構型 [小結] 價層電子對互斥模型對少數(shù)化合物判斷不準，不能適用于過渡金屬化合物，除非金屬具有全滿、半滿或全空的d軌道。根據價層電子對互斥理論：分子的立體結構是由于分子中的價電子對相互排斥的結果，其規(guī)律如下： ［投影］ 分子類型 中心原子 空間構型 AB2 有孤對電子 V型 無孤對電子 直線形 AB3 有孤對電子 三角錐形 無孤對電子 平面三角形 AB4 無孤對電子 四面體形 ［隨堂練習］ 1、用VSEPR模型預測，下列分子形狀與H2O相似，都為V型的是

15、 A.OF2 B.BeCl2 C.SO2 D.CO2 2、用VSEPR模型預測，下列分子中鍵角不是1200的是 A．C2H2 B．C6H6 C．BF3 D．NH3 3、根據價電子對互斥理論,判斷H3O+的空間結構式 A.三角錐形 B.正四面體 C.平面正三角形 D.變形四面體 知 識 結 構 與 板 書

16、設 計 第二節(jié) 分子的立體結構 一、形形色色的分子 1.三原子分子立體結構：有直線形C02 、CS2等，V形如H2O、S02等。 2.四原子分子立體結構：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角錐形：如氨分子等。 3.五原子分子立體結構：正四面體形如甲烷、P4等。 4.測分子體結構：紅外光譜儀→吸收峰→分析。 二、價層電子對互斥模型 1.價層電子互斥模型 2.價層電子對互斥理論：對ABn型的分子或離子，中心原子A價層電子對（包括用于形成共價鍵的共用電子對和沒有成鍵的孤對電子）之間存在排斥力，將使分子中的原子處于盡可能遠的相對位置上，以使彼此之間斥力最小，分子體系能量最低。 3.價層電子對互斥模型： (1)中心原子上的價電子都用于形成共價鍵：分子中的價電子對相互排斥的結果 (2)中心原子上有孤對電子：孤對電子也要占據中心原子周圍的空間，并參與互相排斥，使分子的空間結構發(fā)生變化。 4. 價層電子對互斥理論的應用 (1)確定中心原子A價層電子對數(shù)目 (2) 價電子對數(shù)計算方法 (3)確定價層電子對的空間構型 (4) 分子空間構型確定 課后反思