[42802836]2.2.1+分子结构的测定和多样性、价层电子对互斥模型知识清单——2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2.docxVIP

2.2.1分子结构的测定和多样性、价层电子对互斥模型——高二化学人教版（2019）选修二课堂速测

一、分子结构的测定

早年科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测，现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。

1．红外光谱在测定分子结构中的应用

分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息。

2．质谱法在测定分子相对分子质量中的应用

现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。

二、多样的分子空间结构

单原子分子(稀有气体分子)、双原子分子不存在空间结构，多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即所谓“分子的空间结构”。

1．三原子分子

化学式

电子式

结构式

键角

空间结构

空间结构名称

CO2

O==C==O

180°

直线形

H2O

105°

V形

2.四原子分子

化学式

电子式

结构式

键角

空间结构

空间结构名称

CH2O

约120°

平面三角形

NH3

107°

三角锥形

3．五原子分子

化学式

电子式

结构式

键角

空间结构

空间结构名称

CH4

109°28′

正四面体形

CCl4

109°28′

正四面体形

4.其他多原子分子的空间结构

三、价层电子对互斥模型

1．价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)：对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键的σ键电子对和未成键的孤电子对)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，就有几对σ键电子对。如H2O分子中，O有2对σ键电子对。NH3分子中，N有3对σ键电子对。

(3)中心原子上的孤电子对数的计算

中心原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)

①a表示中心原子的价电子数；

对主族元素：a＝最外层电子数；

对于阳离子：a＝价电子数－离子所带电荷数；

对于阴离子：a＝价电子数＋离子所带电荷数。

②x表示与中心原子结合的原子数。

③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。

3．价层电子对的空间结构(即VSEPR模型)

价层电子对数目：234

VSEPR模型：直线形平面三角形正四面体形

4．VSEPR模型的应用——预测分子空间结构

由价层电子对的相互排斥，得到含有孤电子对的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便可得到分子的空间结构。

(1)中心原子不含孤电子对

分子或离子

σ键电子对数

孤电子对数

VSEPR模型及名称

分子(或离子)的空间结构及名称

CO2

2

0

直线形

直线形

COeq\o\al(2－,3)

3

0

平面三角形

平面三角形

CH4

4

0

正四面体形

正四面体形

(2)中心原子含孤电子对

分子或离子

价层电子对数

孤电子对数

VSEPR模型及名称

分子的空间结构及名称

NH3

4

1

四面体形

三角锥形

H2O

4

2

四面体形

V形

SO2

3

1

平面三角形

V形

【针对训练】

1.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，判断下列说法中正确的是()

A．若n＝2，则分子的空间结构为V形

B．若n＝3，则分子的空间结构为三角锥形

C．若n＝4，则分子的空间结构为正四面体形

D．以上说法都不正确

2.有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：，。下列说法错误的是()

A．X的组成为CHeq\o\al(＋,3)

B．Y的组成为CHeq\o\al(－,3)

C．X的价层电子对数为4

D．Y中键角小于120°

3.美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是()