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标题：分子的立体结构（第一课时）

学科：高中化学

单位：凌源中学

姓名：李朋

地址：辽宁省凌源市东城街道汇龙湾小区G座1-102 手机号：13842157031 邮编：122500

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第二节 分子的立体构型（第一课时）

课题：第二节

分子的立体构型

授课班级

二班

课 时

1.了解分子空间结构的多样性和复杂性。

教学目的

2.理解价层电子对互斥理论的含义。

3.能利用价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的空间构型。 重

点

难

点

能利用价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的空间构型

能利用价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的空间构型

第一课时

第二节 分子的立体结构

一、形形色色的分子

1、三原子分子：直线形如C02 知

识

结

构

与

板

书

设

计

V形如H2O 2、四原子分子：平面三角形：如甲醛(CH20)分子

三角锥形：

如氨分子

3、五原子分子立体结构：正四面体形如甲烷、P4等

二、价层电子对互斥理论

1、用途：用来预测分子（ ABn ）的立体构型

2、理论中心内容：ABn 分子中心原子A上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)；由于电子对间相互排斥作用，电子对间尽可能彼此远离以减小斥力，电子对之间的夹角越大，排斥力越小，分子尽可能采取对称的空间构型。

A上价层电子对总数

电子对排布方式

VSEPR模型 2

2

3

4

3、分子立体构型(ABn型)的确定方法

（1）中心原子A上价层电子对（σ键和孤电子对）的确定

具体计算方法：σ键数目

====

n

孤电子对

====

1/2(a-nb)

则A上价层电子对数 ====

n + 1/2(a-nb)

其中：① n为与中心原子结合的B原子数 ②a为中心原子的价电子数(阴、阳离子还要分别加、减离子的电荷数)），b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1，其他为“8－价电子数”) (2) 判断出分子中心原子中有无孤电子对的存在，最终确定分子空间构型

①若中心原子A的价层电子对只有σ键电子对，无孤电子对。

则价层电子对的在空间的相对位置就是分子的构型，即VSEPR模型和分子模型一致。

②中心原子A上有孤电子对，

若中心原子有孤电子对，孤电子对也要占据空间，并与σ键电子对相互排斥,则VSEPR模型和分子模型不一致。推测分子的最终立体构型必须略去孤电子对所占空间。

总结：对于ABn型分子空间构型确定的一般步骤：

确定中心原子A的价层电子对数，据计算结果确定分子的VSEPR模型，略去孤电子对在VSEPR模型中所占的空间，剩下的空间即为分子的立体空间构型

教学过程

教学步骤、内容

教学方法、手段、师生活动

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[引课]通过前面的学习，我们对共价键的学习又有了更进一步的了解和认

识，从必修二的共用电子对的形成到选修三的原子轨道的重叠，都让我们对

原子成键、物质形成有了更深刻的认识，原子和原子之间可以通过轨道重叠

形成分子

，我们清楚了分子的形成过程，本节继续探讨分子的空间构型

[板书] 第二节 分子的立体结构

一、形形色色的分子

[过渡]在我们日常生活中，除了稀有气体为单原子分子外，大多数分子均有两个或两个以上原子组成，对于双原子分子而言，从结构出发，全是直线，无论元素种类如何。那随着原子数目的增多，分子的结构是否相同呢？请同学们打开课本阅读35页，并完成表格：

[板书]1、三原子分子立体结构：有直线形C02

等，V形如H2O等。

[讲]大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种立体结构。例如，甲醛(CH20)分子呈平面三角形，键角约120°；氨分子呈三角锥形，键角107.3°。

[板书]2、四原子分子立体结构：平面三角形：如甲醛(CH20)分子等，三角锥形：如氨分子等。

[讲]五原子分子的可能立体结构更多，最常见的是正四面体形，如甲烷分子的立体结构是正四面体形，键角为109°28。

[板书]3、五原子分子立体结构：正四面体形如甲烷等。

教师讲解，并板书

[讲] 分子的空间构型不仅局限于上面的几种情况它具有多样性和复杂性，在

多原子分子中，分子的结构形形色色，异彩纷呈，形成多彩的世界

[投影]

展示分子的不同结构

学生观察各分子的结构

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学生阅读并了解分子结构的测定方法

[设问]分子的空间结构我们看不见，那么科学家是怎样测定的呢？

[投影］

[阅读]科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？

肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢?早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。

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。

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[讲］分子中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，结合这些信息，可分析出分子的立体结构。

[板书]4、测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。

[过渡]C02和H20都是三原子分子，为什么CO2呈直线形而H20呈V形?为了探

究其原因，发展了许多结构理论。

[板书]二、价层电子对互斥理论

[讲］在1940年，希吉维克（Sidgwick）和坡维尔（Powell）在总结实引入新的理论

验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子

的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比（R.J,Gillespie）和尼霍尔姆

（Nyholm）在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，

简称VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。

[讲］分子的空间构型与成键原子的价电子有关。价层电子对互斥模型可以用

来预测分子的立体结构。

[板书］

1.用途：用来预测分子（ ABn ）的立体构型

2.理论中心内容(VSEPR theory)

[讲］应用这种理论模型，分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)，

由于相互排斥作用，而趋向尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对

称的空间构型。

[讲]价层电子对互斥模型认为，它们之所以有这样的立体结构是由于分子中从理论总结规律的价电子对相互排斥的结果（以氨气分子为例进行讲解）。

并投影

[板书] ABn 分子中心原子A上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的

孤电子对)；由于电子对间相互排斥作用，电子对间尽可能彼此远离以减小斥

力，电子对之间的夹角越大，排斥力越小，分子尽可能采取对称的空间构型。

[讲]这种模型把分子分成以下两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形

成共价键，如C02、CH20、CH4等分子中的碳原子，在这类分子中，由于价层电

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子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离，成键原子的几何

构型总是采取电子对排斥最小的那种结构。它们的立体结构可用中心原子周

围的原子数n来预测，概括如下：

A上价层电子对总数

电子对排布方式

VSEPR模型

2

3 讲解规律并用具体物质来讲解其应用

4

[板书] 3、分子立体构型(ABn型)的确定方法

（1）.中心原子A上价层电子对的确定

具体计算方法： σ键数 ==== n 孤电子对 ==== 1/2（a-nb） A上价层电子对 ==== n + 1/2（a-nb） 其中：

① n为与中心原子结合的B原子数

②a为中心原子的价电子数(阴、阳离子还要分别加、减离子的电荷数)），b

为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1，其他为“8－价电子

数”) [示例] 示例 σ键数 孤电子对数

CH4

NH3

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H3O NH4+ 2- +

CO3

NO3-

[思考]：

示例 σ键数 孤电子对数 价层电子对数 CH4 4 NH3 3 0 1 4 4 VSEPR模型 正四面体 正四面体

H2O 2 2 4 正四面体

但是CH4 、

NH3、 H2O的VSEPR模型和真实构型竟然不同？

[解释]孤电子对的出现和存在让分子构型出现了差异!!! VSEPR模型与真实构型不完全等价！！！

[思考]VSEPR模型和分子的立体构型，二者是相同的吗？

提示：不是。

讲解规律并用具体物质来讲解其(1)VSEPR模型指的是包括共价键和孤电子对在内的分子空间构型；分子的立应用

体构型指的是组成分子的所有原子(只考虑分子内的共价键)所形成的分子空

间构型。

(2)若分子中没有孤电子对，VSEPR模型和分子模型一致；若分子中有孤电子

对，VSEPR模型和分子模型不一致。

[板书]

（2）判断出分子中心原子中有无孤电子对的存在，最终确定分子的空间构型

①对ABm型分子，若中心原子A的价层电子对只有σ键电子对，则价层电子对

的在空间的相对位置就是分子的构型，即VSEPR模型和分子模型一致。

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化学式

CH4 NH4+ CO32-

σ键数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型

化学式

孤电子对数

价层电子对数

含孤电子对的VSEPR模型

分子的立体构型

H2O

学生总结规律并形成结论

NH3

构

分子

②中心原子A上有孤电子对的分子 若中心原子有孤电子对，孤电子对也要占据空间，并与σ键电子对相互排斥,则VSEPR模型和分子模型不一致。推测分子的最终立体构型必须略去孤电子对所占空间。

[讲]另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子，如H2O和NH3，对于这类分子，首先建立四面体模型，每个键占据一个方向（多重键只占据一个方向），孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，H20和NH3的中心原子上分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H：O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。

[投影] [总结]：对于ABn型分子空间构型确定的一般步骤：

确定中心原子A的价层电子对数，据计算结果确定分子的VSEPR模型，略去

孤电子对在VSEPR模型中所占的空间，剩下的空间即为分子的立体空间构型

[思考与交流]现在的你能解释出同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结

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构却不同是什么原因吗？

[总结] 本节重点总结： 1.理解价层电子对互斥理论的含义。

2.掌握ABn型分子或离子中心原子数的计算方法，并能推测出分子的最终空间

构型 本节作业：①练习册P15-16 ②预习杂化轨道理论

教学回顾：通过本节课的教学过程，学生了解了物质世界的丰富多彩，也能利用相关理论把握预测一些简单分子的结构，是一堂趣味性和理论性较强的课题，虽是新授课，但是理论性偏强，比较抽象，课后仍需持续练习，加强基础性训练，在把握好基本基础上，争取更好的理解和解决更多问题

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