肉眼不能看到分子,科學家是怎樣知道分子的結(jié)構的呢?
測定分子結(jié)構的現(xiàn)代儀器和方法
紅外光譜晶體X射線衍射
分子中的原子不是固定不動的,而是處于不斷振動著的。紅外線透過分子時,分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率相同的紅外線,再記錄到譜圖上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對,或通過量子化學計算,可以得知分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。
縱坐標表示相對豐度,橫坐標表示粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)之比(m/z),簡稱荷質(zhì)比,化學家通過分析得知,被測物的相對分子質(zhì)量是92,該物質(zhì)是甲苯。
分子的立體構型與鍵角的關系:
價層電子對互斥模型(VSEPR)
價層電子對互斥模型:分子的空間結(jié)構是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結(jié)果。
VSEPR的“價層電子對”是指分子中的中心原子與結(jié)合原子間的σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對。多重鍵只計其中的σ鍵電子對,不計π電子對。
σ鍵電子對可由化學式確定
中心原子上的價層電子對數(shù)的計算
其中:a表示中心原子的價電子數(shù)對主族元素:a=     ?。粚τ陉栯x子:a=   ?。   ?;對于陰離子:a=   ?。   ?。x為與中心原子結(jié)合的 。b為與中心原子結(jié)合的原子 ,H為1,其他原子= 。
以S和P為例,說明如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它的價電子數(shù)以N和Cl為例,說明如何根據(jù)主族元素在周期表中的位置確定它最多能接受的電子數(shù)。
S的價電子數(shù)是6,P的價電子數(shù)是5
N最多能接受的電子數(shù)是3,Cl最多能接受的電子數(shù)1
計算H2O、NH3、SO3、NH4+、CO32-分子的孤電子對數(shù)。
幾種分子或離子的中心原子上的孤電子對數(shù)
幾種分子或離子的中心原子上的空間構型
常見分子或離子的空間構型
根據(jù)價層電子對互斥模型判斷分子的空間構型
對于ABn型分子,利用VSEPR模型預測分子空間結(jié)構的思路:
σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)=價層電子對數(shù)
H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°,請解釋原因。
H2O、NH3的價層電子對均為4,H2O、NH3的的孤電子對分別為2、1,分子中電子對之間的斥力大小順序:孤電子對-孤電子對>孤電子對-成鍵電子對 >成鍵電子-成鍵電子,故H2O、NH3的鍵角分別是105°、107°。
價層電子對之間的斥力①電子對之間的夾角越小,斥力越大。②分子中電子對之間的斥力大小順序: 孤電子對-孤電子對>孤電子對-成鍵電子對>成鍵電子-成鍵電子。③由于三鍵、雙鍵比單鍵包含的電子多,所以斥力大小順序:三鍵>雙鍵>單鍵 。

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第二節(jié) 分子的空間結(jié)構

版本: 人教版 (2019)

年級: 選擇性必修2

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