内容正文:
第二节 分子的空间结构
第二章 分子结构和性质
第二课时
价层电子对互斥模型
学习目标
1、理解价层电子对互斥理论的含义。
2、能运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构,发展学生的模型认知能力。
化学式 电子式 分子空间结构模型 成键特点
CO2
H2O
CH2O
NH3
孤电子对:指未形成共价键的成对价电子
中心原子C最外层电子全部与2个O成双键
中心原子O最外层电子两个与O成键,有2个孤电子对
中心原子C最外层电子2个与O成双键,2个与H键成单键
中心原子N最外层电子3个与H成单键,1对孤电子对
问题与讨论:三原子分子CO2和H2O、四原子分子CH2O和NH3,为什么它们的空间结构不同?比较其电子式,你能找到原因吗?
难道分子空间结构除了与成键原子数有关,还与孤电子对有关?
为了探其原因,发展了许多结构理论。有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥(VSEPR models) ,这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。
三、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
1、内容:
分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。
ABn型分子:
价层电子对
互相排斥
尽可能远离
能量最低最稳定
注意:多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对。
价层电子对数:
是指分子中的中心原子与结合原子间的σ 键电子对和中心原子上的孤电子对数
2、价层电子对数的确定:
价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数
①σ 键电子对数
由化学式确定
σ键电子对数=中心原子结合的原子数
分子 中心原子 共价键 键数 键电子对数
H2O O O-H 2
NH3 N N-H 3
SO3 S 2
SO42- S 4
2
3
2
4
②中心原子上的孤电子对数
a:根据电子式直接确定
1
2
0
0
0
0
中心原子上孤电子对数= (a-xb)
2
1
中心原子价电子数
与中心原子结合的原子数
与中心原子结合的原子最多容纳电子数(H为1,其它原子为:8-价电子数)
b:根据公式计算确定
对主族元素,a = 最外层电子数;
对于阳离子,a = 价电子数-离子电荷数;
对于阴离子,a = 价电子数+|离子电荷数|。
【思考与讨论】
(1)以P和S为例,说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它的价电子数。
(2)以N和Cl为例,说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它最多能接受的电子数。
主族元素价电子数=最外层电子数=主族序数
P原子价电子数为5; S原子价电子数为6
主族元素最多接受电子数=8-最外层电子数=8-主族序数(H为1)
最多接受电子数:N原子为8-5=3, S原子为8-6=2
电子式
中心原子
a
x
b
孤电子对数
O C C C N N
6 4 4 4 5 5
2 2 2+1 4 3 4
1 8-6 1、8-6 1 1 1
1/2(6-2×1)=2 1/2(4-2×2)=0 1/2(4-2×1-1×2)=0 1/2(4-4×1)=0 1/2(5-3×1)=1 1/2(5-1-4×1)=0
2 0 0 0 1 0
与根据电子式判断相同,主要针对不知道电子式的微粒更方便。
课堂练习1:计算下列微粒的中心原子的孤电子对数。
孤电子对数= (a-xb)
2
1
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
SO2
SO3
BF3
NO3-
SO42-
S
S
B
N
S
0
2
3
6
1
2
2
6
3
5+1
6+2=8
3
3
4
2
0
0
1
2
0
中心原子上孤电子对数= (a-xb)