2.2.2 价层电子对互斥模型课件-2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

2.2.2 价层电子对互斥模型 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。 教 学 目 标 教 学 重 点 应用价层电子对互斥模型预测简单分子或离子的空间结构 教 学 难 点 中心原子上的孤电子对数的计算 【问题引入】 三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？ CO2 直线形 180° CH2O 平面三角形 约120° H2O V形 105° NH3 三角锥形 107° 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理论(VSEPR models) ，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。 价层电子对互斥理论(VSEPR models) 认为，分子的空间结构是“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 电子对带负电荷，因此它们之间有排斥的作用力。排斥的力量越大，分子越不稳定。 要想让分子成为较稳定状态，应使价层电子对之间尽可能彼此远离（即夹角越大越好），这样它们之间的斥力就可以减小。 一、价层电子对互斥模型（VSEPR model） 1.要点 ⑴ 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。 ⑵ VSEPR的“价层电子对”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。 ⑶ 中心原子的价层电子对数(VP)＝σ键电子对数 + 孤电子对数 ⑷ 价层电子对之间由于静电排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离，分子也尽可能采取对称结构，使静电斥力最小。 2.价层电子对数的确定： 价层电子对数=σ键电子对数+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 由化学式确定，即与中心原子结合的原子个数,就是σ键电子对数。如H2O中的中心原子为O，O有____个σ键电子对，NH3中的中心原子为N，N有___个 σ键电子对。 2 3 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 中心原子上的孤电子对数 = （a-xb） — 2 1 其中：①对于分子，a为中心原子的价电子数，若中心原子为主族元素，a = 最外层电子数； ②对于阳离子,a=中心原子的价电子数-离子电荷数； ③对于阴离子，a=中心原子的价电子数+|离子电荷数|。 x为与中心原子结合的原子数； b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，H为1，其他原子＝ 8－该原子的价电子数。 b.根据公式计算确定(用于不知道电子式的微粒) 分子或 离子 中心 原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 H2O O SO2 S NH4+ N CO32- C 6 5-1=4 0 4+2=6 0 2 2 4 1 3 2 6 1 2 2 1 例如： 中心原子上的孤电子对数 = （a-xb） — 2 1 ③价层电子对数 价层电子对数=σ键电子对+中心原子上的孤电子对数 化学式 价层电子对数 结合的原子数 孤电子对数 HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－ 2 0 2 1 3 2 2 4 4 3 4 4 4 4 3 3 4 4 4 4 0 0 0 0 0 1 2 3.确定VSEPR 模型 价层电子对数 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 VSEPR模型 VSEPR模型名称 直线形 平面三角形 四面体形 三角双锥 八面体形 得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥,略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。 微粒 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 SO2 2 1/2×(6-2×2)=1 3 平面三角形 V形 价层电子对互斥模型 分子空间构型 略去孤电子对 去掉VSEPR 模型中的孤对电子，得到分子的真实构型。 4.确定分子构型 例如： 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 NH3 3 1/2×(5-3×1)=1 4 四面体形 三角锥形 价层电子对互斥模型 分子空间构型 略去孤电子对 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电 子对数 NH4+ 4 1/2×(4-4×1)=0 4 价层电子对互斥模型 离子空间构型 略去孤电子对 四面体形 四面体形 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电 子对数 CO32- 3 1/2×(6-3×2)=0 3 平面三角形 平面三角形 价层