2.2.2价层电子对互斥模型 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节 分子的空间结构 第二章 分子结构与性质 第2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。 情 景 引 入 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间构型却不同 同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同 为什么？ CO2 H2O HCHO NH3 化学式 电子式 分子空间结构模型 成键特点 CO2 H2O CH2O NH3 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 中心原子：对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子， n值为中心原子结合的原子数。 孤电子对：未用于形成共价键的电子对。 结 论： 成键电子对和孤电子对会影响分子的空间结构。 1.内容：价层电子对互斥模型认为，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。 分子的 空间结构 中心原子 “价层电子对” 相互排斥 σ 键电子对 未成键孤电子对(孤电子对) 分子中的“价层电子对” 包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对； 多重键只计其中σ键的电子对，不计π键电子对。 三、价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 中心原子价层电子对由于排斥作用，趋于尽可能彼此远离而减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构，分子体系能量最低。 【模型探究】 直线形 平面三角形 正四面体形 2对 3对 4对 价层电子对数：2 价层电子对数：3 价层电子对数：4 价层电子对数：5 价层电子对数：6 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 八面体形 2．价层电子对的空间结构(即VSEPR模型) (1)价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数 分子 中心原子 共价键 σ 键数 σ键电子对数 H2O O O－H 2 NH3 N N－H 3 SO2 S S－O 2 S S－O 4 2 3 2 (2)σ键电子对数的计算 4 3．价层电子对数的计算 (3)中心原子上的孤电子对数的计算 孤电子对数= 2 — 1 (a-xb) 与中心原子结合的原子数 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 对主族元素：a＝ 对于阳离子：a＝ 对于阴离子：a＝ 价电子数－电荷数 最外层电子数 价电子数＋电荷数（绝对值） b： H为1， 其他原子= 8﹣该原子的价电子数 中心原子的价电子数 课堂练习1：填写下表： 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 SO2 ___ ___ ___ ___ ___ NH3 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ________ ___ ___ ___ ___ ________ ___ ___ ___ ___ ________ ___ ___ ___ S 6 2 2 1 N 5 3 1 1 N 5－1＝4 4 1 0 N 5＋1＝6 3 2 0 C 4＋2＝6 3 2 0 课堂练习2： 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 σ 键数 孤电子对数 H2O SO3 NH3 CO2 PCl3 CH4 SO2 化学式 价层电子对数 σ 键数 孤电子对数 HCN NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 NH4+ SO42－ 4 2 2 3 3 0 4 3 1 2 2 0 4 3 1 4 4 0 3 2 1 2 2 0 4 2 2 3 3 0 4 3 1 4 4 0 4 4 0 4 4 0 价层电子对互斥模型 略去孤电子 分子（或离子）的空间结构 价层电子对数 VSEPR模型与分子的空间结构一致。 中心原子有孤电子对的分子： 中心原子无孤电子对的分子： 先判断VSEPR模型，后略去孤电子对，得到分子的空间结构。VSEPR模型与分子的空间结构不一致。 5.预测分子或离子空间结构 σ键电子对数 中心原子上的 孤电子对数 + 分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称 CO2 CH4 2 3 4 0 0 0 直线形 平面三角形 正四面体形 直线形 平面三角形 正四面体形 （1）中心原子无孤电子对的分子或离子 （2）中心原子有孤电子对的分子 分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称 NH3 H2O SO2 2 2 2 1 1 3 四面体形 V形 V形 四面体形 平面三角形 三角锥形 特别提醒　价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。 ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构 价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 球棍模型 立体结构 实 例 2 3 平面 三角 形 2 0 AB2 直线形 CO2 3 0 AB3 2 1 AB2 平面三角形 BF3 V形 SO2 小结: 直线形 价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 球棍模型 分子构型 实 例 4 正 四 面 体 4 0 AB4 3 1 AB3 2 2 AB2 正四面体 CH4 三角锥形 NH3 V形 H2O 思考与讨论 2.为什么NH3和H2O的键角比CH4的小呢？ 孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子对-成键电子对 109°28′ 107° 105° 价层电子对间的斥力大小关系： 1.价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致吗？什么时候一致？ 提示　不一定一致，中心原子上有孤电子对时，二者结构不一致；当中心原子上无孤电子对时，二者结构一致。 分子或离子 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 空间结构 HCN NO2－ NH2－ NO3- H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ PO43- 0 1 2 0 1 0 0 0 2 3 4 3 4 4 4 4 直线形 V 形 V 形 平面三角形 三角锥形 四面体 正四面体 正四面体 0 4 正四面体 2 2 2 3 3 4 4 4 4 直线形 平面三角形 四面体 正四面体 正四面体 正四面体 平面三角形 四面体 四面体 课堂练习3：预测下列微粒的空间结构。 AB2型分子：直线形或V形 知 识 小 结 价层电子对 互斥模型 价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型 的应用——预测分子（或离子）空间结构 价层电子对数为=σ键电子对数＋孤电子对数 价层电子对相互排斥，趋于尽可能远离而减小斥力 价层电子对数为2时：直线形 价层电子对数为3时：平面三角形、V形 价层电子对数为4时：四面体形、三角锥形、V形 价层电子对数为5时：常见三角双锥形 价层电子对数为6时：正八面体形 分子尽可能采取 对称的空间结构 步骤：价层电子对数→ VSEPR模型→空间结构 AB3型分子：平面三角形或三角锥形 AB4型分子：常见四面体形 分子（或离子） 空间结构 课堂练习4：下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（ ） A.价层电子对就是σ键电子对 B.孤电子对数由分子式来确定 C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果 D.孤电子对数等于π键数 C 课堂练习5：下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是 ( 　) A.H2O B.BeCl2 C.CH4 D.PCl3 D 课堂练习6：多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到电子或失去电子导致的，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的是（ ） A.NO2-和NH2- B.H3O+和ClO3- C.NO3-和CH3- D.PO43-和SO42- A 　　 课堂练习7：下列有关描述正确的是 (　 　) A. N为V形分子 B. Cl的空间结构为平面三角形 C. N的VSEPR模型、空间结构均为平面三角形 D. Cl的VSEPR模型、空间结构相同 C 　　 课堂练习8：用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小。下列判断正确的是( ) A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120° C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子 C 　　 课堂练习9：运用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间结构。 (1) BeCl2 　　 　　　;  (2) SCl2　　　 ;  SO32-___________;  (4) PF3　　 　 ; (5) H2Se　　　 ; (6) BBr3____________; (7) CHCl3　 　　; (8) SiF4____________。  直线形 V形 三角锥形 三角锥形 V形 平面三角形 四面体形 正四面体形 $$