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5 分子的空间结构_第2课时

免费读1259字2024-07-22

  老师:同学们好,我是来自北京市第四中学的于杰老师。今天我们继续学习分子的空间结构第二课时,也就是应用夹层电子对互斥理论来预测分子的空间结构。上节课,我们通过自己动手完成气球模型的制作,以气球空间互斥类比电子对互斥,感受到了电子对由于互相排斥作用而尽可能趋于彼此远离而处于不同的空间取向。

  老师:我们还发现,分子的空间结构除了和中心原子与结合原子的电子对有关,还与中心原子的孤电子对有关,两者合称为下层电子对。科学家在归纳了许多已知的分子的空间结构后,提出了夹层电子对互斥模型,英文首字母缩写是VSEPR,也被称为VSEPR模型,其中的要点包括分子的空间结构是中心原子的夹层电子对互相排斥,尽可能趋于彼此远离,实现能量最低、结构最稳定的结果。下层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的Sigma键电子对和中心原子上的孤电子对。由于夹层电子对互相排斥,彼此远离,分子尽可能采取对称结构,所以当中心原子的下层电子对数分别为二、三、四、十V、s、e、p、r。理想模型分别为直线型、平面、三角形和四面体型。因此我们可以应用夹层电子对互斥模型来预测分子的空间结构。

  老师:VSEPR模型只需要根据分子中的Sigma键对数和中心原子的固电子对数,就可以并行的判断和预测分子属于哪一种空间结构,例如甲烷分子、氨分子和水分子的中心原子的价层电子对数均为4。vsEPR理想模型均为四面体型。根据分子的中心原子有无估电子对可以分为两类,第一类无固电子对的分子,也就是中心原子上的甲电子都用于形成共价键。例如甲烷分子VSEPR理想模型就是其分子的空间结构,因此甲烷分子的空间结构为正四面体型。第二类,有固电子对的分子,例如水分子和氨分子的中心原子上分别有两个和一个固电子对。因为分子的空间结构是由中心原子与结合原子的空间排布,所以确定分子的空间结构时不包括估电子对,要略去估电子对,便可以得到水分子的空间结构为v型,氨分子的空间结构为三角锥形。

  老师:总结一下,应用夹层电子对互斥模型来预测分子的空间结构,包括三步,首先,在确定了Sigma键电子对数和中心原子上的固电子对数后,把它们相加,便可确定分子中的中心原子上的架层电子对数。然后根据夹层电子对相互排斥,得到含有固电子队的VSEPR理想模型。如果中心原子上无估电子队,则vsEPR理想模型就是其分子的空间结构。如果有,则要略去vsEPR理想模型中的中心原子上的固电子对,便可得到分子的空间结构。

  老师:只要计算出夹层电子对数,就能确定VSEPR理想模型,这是应用模型的关键,那如何来计算价层电子对数?价层电子对数等于Sigma键电子对数,加上估电子对数,我们分别来看一下。在应用架层电子对互斥模型预测分子的空间结构时,要注意,计算成件电子对时,对于多重件只记其中的Sigma舰电子对,而不计肽碱电子对。例如二氧化碳分子含有两个碳氧双碱,只计算两

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