高中化学选修3分子的立体构型

第2节 分子的立体构型

(第1课时 )

【使用说明与学法指导】

1.请同学门认真阅读教材,划出重要知识,规范完成学案预习自学内容并熟记基础知识,用红笔做好疑难标记.

2.规范完成学案巩固练习,改正完善并落实好学案所有内容.

3.把学案中自己的疑难问题和易忘.易出错的知识点以及解题方法规律,及时整理在典型题本上,多复习记忆.

【学习目标】

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；

4、培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。

【重点、难点分析】

学习重点：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

学习难点：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

【知识链接】

1、写出CO2、H2O、NH3、CH4电子式、结构式

2、写出H、C、N、O基态原子的电子排布式，判断其价电子数目，并判断它们分别可以形成几个共价键

【自主学习】先阅读课本，理解填写下列概念

一、形形色色的分子（阅读课本）

1、分子的立体构型

2、几种常见的分子立体构型

(1)三原子分子

化学式 结构式 立体构型 比例模型 球棍模型 键角

H2O 图2-8 图2-8

CO2 图2-8 图2-8

（2）四原子分子

化学式 结构式 立体构型 比例模型 球棍模型 键角

CH2O 图2-9 图2-9

NH3 图2-9 图2-9

注意：四原子分子中白磷P4也是正四面体立体结构，但键角是600

（3）五原子分子

化学式 结构式 立体构型 比例模型 球棍模型 键角

CH4 图2-10 图2-10

(4)其他多原子分子：阅读课本，了解其立体构型

二、价层电子对互斥模型（VSEPR models）

1、价层电子对互斥理论

分子的立体构型是分子中 相互排斥的结果。这种简单的理论可以用来预测分子的立体结构

价层电子对互斥理论教学设计

【教材分析】

课标解读： 内容标准要求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立体构型，能说明简单配合物的成键情况。

教材解读： 价层电子对互斥理论是新课程人教版《化学》选修三第二章“分子结构与性质”第二节的内容，是高中化学新课程教材中新增的内容，它建立在共价键的分类、键参数、电子式的书写等基础知识之上，来预测ABn型共价分子的立体构，使学生对已有认知中“CO2分子为直线型、H2O分子为V型、CH4分子为正四面体型”等知识有更深层的认识。第一节的共价键为其做铺垫，而后面的杂化轨道理论又可以与之相辅相成的共同完美解决分子立体构型的问题。

【学情分析】

认知基础： 对共价键分类、键参数、电子式的书写等基础知识有一定的掌握，对不同分子具有不同的立体结构有疑问，并且成为进一步探究的内动力。

认知方式： 学生逻辑思维能力较差，空间想象力较弱，对类似“孤对电子数的计算”理解不够，不少学生还停留在死记硬背的层次，不能够灵活运用和处理。

【三维目标】

知识与技能：1.认识价层电子对；初步认识价层电子对互斥理论；

2.能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；

过程与方法：通过学习，激发对新问题的探究兴趣，学会用价层电子对互斥理论预测简单分子或离子空间构型的方法步骤

情感态度与价值观：通过对分子立体构型的探究，提高学生的空间想象能力，培养学生严谨的科学态度。

【教学重难点】

重点：利用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的立体结构

难点：价层电子对互斥理论模型；价层电子对数的计算

【教学方法】讲授、提问，归纳、讨论，多媒体演示

【教学过程】

[旧知回忆] 二氧化碳、水、甲烷的空间结构

[辅助课件展示]

[创设问题情境]：再给出O2、NH3、C2H5OH、CH2O分子空间构型图

提问：1.什么是分子的立体构型？

2.同样三原子分子的H2O和CO2、四原子分子的CH2O和NH3，为什么它们的立体构型不同？

龙源期刊网

怎样快速推断分子的立体构型

作者：曹少伟

来源：《新课程·中学》2012年第09期

人教课标版高中化学选修3——《物质结构与性质》中介绍了用价层电子对互斥理论（简称VSEPR理论）预测AXn型分子的立体构型的方法。该方法的要点是：（1）确定中心原子A的价层电子对数；（2）由VSEPR模型确定分子（或离子）的立体构型。

VSEPR理论因为方法简单而得到普遍应用。但是按上述方法确定价层电子对数感觉还是有些麻烦，现介绍一种确定价层电子对数的简便方法。

中心原子（A）的价层电子数=中心原子（A）的价电子数+配位原子（X）提供的电子数。价层电子对数=价层电子数×。每个配位原子（X）提供的电子数等于该化合物中X的化合价的绝对值。若为离子，则结果应减去或加上该离子失去或得到的电子数；若配位原子为氧族元素原子，则认为其不提供电子给中心原子。

举例如下：分别求H2O、BeCl2、NO2、NH4+、SO42-的空间构型。

解析：对于H2O，中心原子O最外层6个电子加上2个H原子提供的2个电子，故价层电子数为8，价层电子对数为4。VSEPR模型为四面体，但O原子只与两个H原子成键，说明四面体四个顶点中两个顶点为H原子占据，另两个顶点为未参与成键的孤对电子占据，故H2O分子立体构型为V形。

对于BeCl2，Be原子最外层2个电子、2个Cl原子提供2个电子，价电子数共4个，共2对，故立体构型为直线形。

NO2分子中，N原子最外层5个电子，认为O原子不提供电子，故中心原子价层电子对数为2.5进为3，VSEPR模型为平面三角形，但N原子只结合两个O原子，两个O原子占据三角形两个顶点，故另一顶点为孤对电子占据，N原子处于三角形中心，故NO2立体构型为V形。

对于NH4+，N原子最外层5个电子，4个H原子提供4个电子，又失去一个电子，故价层电子对数为×（5+4-1）=4，立体构型为正四面体。

其次节 分子的立体构型

第一课时价层电子对互斥理论

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[课标要求]

1．生疏共价分子结构的多样性和简单性。

2．能依据价层电子对互斥理论推断简洁分子或离子的构型。

1．常见分子的立体构型：CO2呈直线形，H2O呈V形，HCHO呈平面三角形，NH3呈三角锥形，CH4呈正四周体形。

2．价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。中心原子形成几个σ键就有几对σ键电子对，而中心原子上的孤电子对数可由下式计算：12(a－xb)，其中a表示中心原子的价电子数，x表示与中心原子结合的原子数，b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．价层电子对为2时，VSEPR模型为直线形；价层电子对为3时，呈平面三角形；价层电子对为4时，呈四周体形，由此可推想分子的立体构型。

形形色色的分子

1．三原子分子的立体构型有直线形和V形两种

化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称

CO2 O===C===O 180° 直线形

H2O

105° V形

2．四原子分子大多数实行平面三角形和三角锥形两种立体构型

化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CH2O

约120° 平面三角形

NH3

107° 三角锥形

3．五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四周体

化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称

CH4

109°28′ 正四周体形

CCl4

109°28′

正四周体形

1．下列分子的立体结构模型正确的是( )

A B C D

解析：选D CO2分子是直线形，A项错误；H2O分子为V形，B项错误；NH3分子为三角锥形，C项错误；CH4分子是正四周体结构，D项正确。

2．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键的夹角都接近90°，说明H2S分子的立体构型为________________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键的夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为______________；甲烷(CH4)分子中，任意两个C—H键的夹角都是109°28′，说明CH4分子的立体构型为__________________。