选修3物质结构与性质《第二节分子的立体结构》优质课教案下载

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3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构?

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?难?点：价层电子对互斥理论

二、教学步骤、内容

【引入】我们前面一起学习了构成分子的共价键的相关知识，这节课我们一起来学习分子在三维空间的结构特征，也就是分子的立体构型。请同学们阅读教材35页，找出什么是分子的空间构型。

【资料展示】老师在这里收集了一些常见分子的三维模型，我们一起来看看。

如C02分子呈直线形，而H20分子呈V形，两个H—O键的键角为105°，白磷的空间结构：磷原子位于正四面体的体心处，键角为60°，氨气分子为三角锥形，甲醛分子为平面三角形结构。甲烷分子为正四面体结构。

我们能明显的感受到，随着构成分子的原子个数增加，分子的空间构型呈现出越来越复杂的趋势。

教材的第35和36页展示了许多常见的分子空间构型特征，请大家阅读教材，填写表格，老师请两位同学在黑板上写出这几种物质的电子式。

【多媒体展示】

【讲】这些分子的空间构型是如何获得的呢？教材37页的科学视野中向大家介绍了一种分子立体构型的测定方法：红外光谱分析。

分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。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。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。?

【问】这种方法非常高效，但里离我们有点远，大家接触这种大型仪器的机会很少，那么，有没有什么简单的方法，能够迅速预测一些简单常见的分子的立体构型呢？

【讲】要想预测分子的空间构型，我们首先要了解影响分子空间构型的因素有哪些。在这节课刚开始的时候，我们一起欣赏了许多分子的空间模型图，当时我们有个明显感受，那就是分子空间构型的复杂程度和形成分子的原子个数正相关。

所以我们可以得到结论：影响分子空间构型的第一个因素，是与中心原子结合的原子个数。

【讲】如果把σ键视作骨骼，那么π键可以看作为皮肉，事实上，我们可以简单认为中心原子与其它原子首先通过σ键结合在一起，那么，与中心原子结合的原子有几个，这个分子中就有多少σ键。

【问】知道分子中的σ键个数就能预测分子的空间构型了吗？我们来一起看看C02 和H2O，这两个分子都是三原子分子，与中心原子结合的原子都为两个，但C02是直线型分子，而H2O是”V”字型的。问题出在哪里呢？请同学们注意观察这两个分子的电子式，有什么明显的区别，C02的中心原子周围无孤电子对。而H2O

的中心原子周围有两对孤电子对。

【讲】所以，中心原子周围所含的孤电子对数也会影响到分子的空间构型。

同时考虑这两个因素的影响，预测分子空间构型的方法，被称作价层电子对互斥模型，简称VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）模型。

【讲】运用VSEPR模型预测分子的空间构型包括两个步骤：

1）首先是计算分子中心原子的价层电子对数目=σ电子对数

2）然后计算中心原子包含的孤电子对数目=?(Ａ原子价电子数±离子电荷数 －与中心原子结合的原子数目×该原子最多能接受的电子)

3）最后计算价层电子对数=σ电子对数+孤电子对数目

【讲】中心原子的价层电子对数目与分子的空间构型有如下关系：

【讲】我们以甲烷为例：