(讲义)专题4 第1单元 第2课时 价层电子对互斥模型和等电子原理-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(苏教版2019)

第2课时　价层电子对互斥模型和等电子原理 学习任务 1．了解价层电子对互斥模型，能根据此理论解释或预测简单分子的空间结构。 2．了解等电子原理的内容。 一、价层电子对互斥模型 1．价层电子对互斥理论 (1)价电子对：包括成键电子对和孤电子对，即价电子对＝成键电子对 ＋孤电子对。 (2)分子中的价电子对由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。 2．价电子对数(ABm型分子)的计算方法 对于ABm型分子(A是中心原子，B是配位原子)，分子的价电子对数可以通过下式确定： 价电子对数目(n)＝ (1)对于主族元素，中心原子的价电子数＝最外层电子数。 (2)配位原子中卤素原子、氢原子按提供1个价电子数计算。如PCl5 中n＝5。O、S作为配位原子时按不提供价电子计算。 (3)对于复杂离子，在计算价电子对数时，还应加上或减去离子所带的电荷数。如NH中n＝4，SO中n＝4。 (4)若剩余1个电子，即出现奇数电子，也把这个单电子当作1对电子处理。如NO2中n＝3。 3．价层电子对互斥模型(也称价层电子对分布的几何构型)与分子空间结构 (1)价电子对数与配位原子数目相等的ABm型分子的几何构型 根据分子的价电子对数，可以很方便的确定价电子对数都是成键电子对的ABm型分子的几何构型。 价电子对数 电子对排布方式 几何构型 键角 实例 2 直线形 180° CO2、 BeCl2、CS2 3 平面三角形 120° BF3、SO3 4 正四面体 109°28′ CH4、CCl4 (2)孤电子对数≠0的分子几何构型 一般来说，孤电子对、成键电子对之间斥力大小的顺序为孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。 分子 价电子 对数 成键电 子对数 孤电子 对数 几何 构型 键角 同类型 分子 NH3 4 3 1 三角 锥形 107.3° NF3、PCl3 H2O 4 2 2 V形 104.5° H2S、SCl2 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)价层电子对互斥模型就是分子空间结构。 (×) (2)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。 (√) (3)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。 (×) (4)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。 (√) 二、等电子原理 1．概念：具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。符合此条件的分子或离子互为等电子体。 2．典例：CO和N2，它们的分子中价电子总数是10，都形成1个σ键和2个π键，CO的结构式为C≡O，CO和N2键能都较大，性质也相似。 3．应用：利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的空间结构。 　已知CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COS、CO、PCl3的空间结构。 [解析]　COS与CO2互为等电子体，结构相似，所以COS为直线形结构；CO与SO3互为等电子体，结构相似，所以CO为平面正三角形结构；PCl3与NF3互为等电子体，结构相似，所以PCl3为三角锥形结构。 [答案]　COS为直线形结构；CO为平面正三角形结构；PCl3为三角锥形结构。 价层电子对的计算与应用 《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。炉甘石洗剂，用于急性瘙痒性皮肤病，如荨麻疹和痱子。局部外用，用时摇匀，取适量涂于患处，每日2～3次。主要功效用于急性瘙痒性皮肤病，如荨麻疹和痱子。 [问题1]　ZnCO3中，阴离子的价层电子对数是多少？中心碳原子的孤电子对数和σ键数目分别为多少？ [提示]　价层电子对数＝(4＋2)/2＝3, σ键数目＝氧原子数＝3，孤电子对数＝价电子对数－σ键数＝0。 [问题2]　CO的价电子对分布的几何构型和空间结构分别什么？ [提示]　平面三角形、平面三角形。 [问题3]　各写出一种与 CO互为等电子体的分子和离子的化学式。 [提示]　SO3(BF3)、NO(SiO)。 一、价层电子对互斥模型的应用 1．根据价层电子对互斥理论，首先计算出价电子对数，价电子对数与杂化轨道数相同，再由杂化轨道数判断杂化类型。 2．根据成键电子对数与孤电子对数的关系，可以判断分子的空间结构。 价电子 对数 σ键电 子对数 中心原子 上的孤电 子对数 价电子对 分布的几 何构型 分子空 间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2、CS2、 BeCl2、NO 3 3 0 平面 三角形 平面 三角形 BF3、SO3、 NO、CO、