4.1.2价层电子对互斥模型和等电子原理（同步课件）-高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修第二册）

第一节 分子的空间结构 课时2 价层电子对互斥模型和等电子原理 第四章 分子空间结构与物质性质 授课人： 学习目标 1.了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质，结合实例说明“等电子原理”的应用。 2．了解价层电子对互斥理论，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间结构的思维模型。 常见分子的空间结构 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C20 用实验的方法可以测定分子的空间结构 红外光谱 晶体的X射线衍射 核磁共振 CO2 直线形 180° 键长116pm H2O V形 104°30′ 键长116pm NH3 三角锥形 107°18′ 键长101pm CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么类型的杂化轨道？ CH4 正四面体形 109°28′ 键长109pm 一、价层电子对互斥模型 NH3 空间结构：三角锥形 键角：107°18′ 氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-H σ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。 sp3杂化 2s 2p 未用于形成共价键的电子对 孤电子对 一、价层电子对互斥模型 H2O 空间结构：V形 键角为：104°30′ sp3杂化 2s 2p 109°28′ 孤电子对 109°28′ 氧原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠形成2个O-H σ键，其中2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。 一、价层电子对互斥模型 H2O CH4 NH3 成键电子对 孤电子对 由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。 分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关。 在1940年，希吉维克（Sedgwick）和坡维尔（Powell）在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论模型后经吉列斯比（R.J,Gillespie）和尼霍尔姆（Nyholm）在20世纪50年代加以发展，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR（Valence Shell Electron Pair Repulsion）。 价层电子对互斥理论 一、价层电子对互斥模型 一、价层电子对互斥模型 分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）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。 内容:分子的空间结构是中心原子的“价电子对”相互排斥的结果。 一 价层电子对互斥(VSEPR models)模型 价层电子对 互相排斥 尽可能远离 能量最低 最稳定 一、价层电子对互斥模型 ABm型分子的价电子对计算方法 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： 二 价电子对的计算 2 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m n= 对于主族元素，等于原子的最外层电子数，如：C为4个，N为5个； 对于阳离子，等于价电子数-离子电荷数，如：NH4+为5-1=4个； 对于阴离子，等于价电子数+|离子电荷数|，如：PO43-为5+3=8个。 一、价层电子对互斥模型 作为配位原子，卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算； 作为中心原子，卤素原子按提供7个价电子计算，氧族原子按提供6个价电子计算； 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。 如：O为2、N为3（化合价数） 2 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m n= 一、价层电子对互斥模型 价电子对数 空间结构 2 3 4 直线形 平面三角形 正四面体形 109°28′ 价电子对（n）分布的几何构型 一、价层电子对互斥模型 价电子对互斥模型（VSEPR模型）的用途 预测分子或离子的空间构型 中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。 若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构 价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数 判断VSEPR理想模型 略去孤电子对得到分子空间结构 一、价层电子对互斥模型 思考： CO2为什么不是直角形状，而是直线型呢？ CO2 直线形 180° 键长116pm CO2分子的价电子对数： 2 4+0×2 n= =2 CO2分子价电子对为2。这2对价层电子对之间彼此排斥，便得到了直线型的VSEPR模型，也就是二氧化碳分子的空间构型。 一、价层电子对互斥模型 中心原子无孤电子对的分子 中心原子有孤电子对的分子 CH4 H2O NH3 含孤电子对的VSEP