菊座理化实验室 化学 · 选择性必修二

搭建分子空间结构模型

四种分子,四种形状 · 分子结构与性质

键角 109.5°
空间结构 正四面体
分子极性 非极性分子

键角取文献值,不是实测

球棍模型示意:中心原子与配位原子用短棍连接,尚未旋转。

先猜水和甲烷,哪个分子的键角更小?

先选一个,再看结论和实验。

结论水。水 104.5°,甲烷 109.5°。

第 1 镜 · 装置 装置:甲烷的球棍模型,中心原子和配位原子用短棍连接,先不转。

第 1 镜 · 0.0 / 8.0 s
改变条件
分子
换分子只换中心原子和电子对,球棍比例不变

先选一个分子,再点播放,从不同角度看中心原子和配位原子怎样排布。

要点 · 记忆点

分子结构与性质
记住这句

电子对互相排斥、尽量散开;孤电子对越多,键角压得越小。

形状由电子对定

中心原子周围的成键电子对和孤电子对一起算,总数决定骨架。四对电子对指向正四面体的四个顶点。

孤对把键角压小

甲烷 109.5°,氨 107°,水 104.5°。孤电子对只受一个原子核吸引,电子云更靠近中心,把成键电子对挤在一起。

二氧化碳为什么是直线

碳原子 sp 杂化,两个碳氧双键方向相反,键角 180°,也没有孤电子对来压。

极性看能不能抵消

甲烷的四个 C-H 键对称,二氧化碳的两个 C=O 方向相反,正负电中心重合,都是非极性分子;氨和水不能抵消。

易错键有极性,分子不一定有极性。看的是各键极性方向能不能互相抵消,不是数极性键有几根。

观察什么

转动模型

四个配位原子有的共面,有的分在两侧。甲烷和二氧化碳转一圈形状不变,氨和水能看出锥形和折角。

键角

画布上的夹角随转动变化,不是键角本身。键角以文献值为准:甲烷 109.5°、氨 107°、水 104.5°、二氧化碳 180°。

球和棍

球的大小、棍的长短和真实的原子半径、键长不成比例,孤电子对也没画出来。

这个实验在说明什么

这页要弄清的是:分子的形状和极性从哪儿来。甲烷、氨、水、二氧化碳四种摆在一起转,看中心原子周围的电子对怎样散开。

换分子只换中心原子和电子对,球棍比例不变。骨架由成键电子对和孤电子对的总数定,比如四对电子对就指向正四面体的四个顶点;孤电子对只受一个原子核吸引,把成键电子对挤在一起,键角就小了。

键有极性,分子不一定有极性,看的是各键方向能不能互相抵消,不是数极性键有几根。球的大小、棍的长短和真实半径、键长不成比例,孤电子对也没画出来;画布上的夹角随转动变化,键角以文献值为准。

键角 109.5°、107°、104.5°、180° 都是文献值;画布用简单透视画球棍模型,角度随转动变化,只作示意。教材:人教社电子课本 · 化学选择性必修 2。

讲给家长听

合上这一页,说说孤电子对为什么把键角压小。

卡住了?看一眼

孤电子对排斥力更大,把成键电子对挤得更近,键角变小。