2.2.2价层电子对互斥模型 课件 2024-2025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2课时 价层电子对互斥模型 人教版选择性必修2 情境引入 CO2 和H2O都是三原子分子，为什么CO2 呈直线形而H2O呈Ｖ形？ CH2O 和NH3 都是四原子分子，为什么H2O 呈平面三角形而NH3 呈三角锥形？ 价层电子对互斥(VSEPR models)模型，可用来预测分子的空间结构。 学习目标 1. 理解价层电子对互斥理论的含义。 2．初步认识价层电子对互斥模型，能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构。 能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构 重难点 阅读课本第44-47页，思考下列问题： 1.请简述价层电子对互斥模型的内容 2.以S和P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 3.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 4.确定BF3和NH4+和SO32-的VSEPR模型和它们的空间结构 价层电子对互斥模型（VSEPR model） —可以预测分子的空间构型 1. 内容：ABn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 中心原子周围的“价层电子对”相互排斥 成键σ键电子对 孤电子对 （1）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； （2）多重键只计其中σ键的电子对，不计π键电子对。 2.价层电子对计算 [探究一] 寻找中心原子 中心原子：同时与其他多个原子形成共价键的原子 判断方法：形成化学键多的为中心原子 处于中心位置 H2O NH3 CH2O HClO 练习：找出下列物质的中心原子 2.价层电子对计算 价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数 （1）σ 键电子对数 σ键电子对数＝中心原子结合的原子数（由化学式确定） 分子 中心原子 σ 键数 H2O O NH3 N SO3 S SO42- S NH4+ N NO3- N [探究二] 中心原子价层电子对数 2 3 3 4 4 3 注：①多重键只计算σ键电子对，不计π键电子对。即共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个σ电子对。 ②该理论不适合中心原子为过渡金属的分子。 价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数 （2）中心原子孤电子对数 2 1 方法一：中心原子上孤电子对数＝ (a-xb) a 中心原子的价层电子数 主族元素 =最外层电子数 阳离子 =中心原子的价层电子数- 离子的电荷数 阴离子 =中心原子的价层电子数+︱离子的电荷数︱ x 与中心原子结合的原子数 b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 H =1 其他原子 =8-该原子的价层电子数 教学过程 练习：计算下列粒子中心原子的孤电子对数 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 CO2 SO2 CO32- NH4+ C 4+2＝6 3 2 (6-3×2)÷2＝0 N 5-1＝4 4 1 (4-4×1)÷2＝0 C 4 2 2 (4-2×2)÷2＝0 S 6 2 2 (6-2×2)÷2＝1 （2）中心原子孤电子对数 方法二：根据电子式直接确定 CH4 NH3 H2O 注：多中心原子的孤电子对数一般利用电子式（或结构式）直接确定 例：H2O2 H — O—O—H ·· ·· ·· ·· 练习：根据肼（N2H4）结构式确定N的孤电子对 ·· ·· 孤电子对数：0 2 3 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 3. 确定 VSEPR 模型 “价层电子对”相互排斥使 共用电子对尽可能的远离，此时键角最大，分子的能量最低最稳定。由于斥力作用，若有两对价层电子，则夹角180°；若有三对价层电子，夹角120°；若有四对价层电子，夹角109°。 4. 确定分子构型 略去VSEPR模型中的中心原子上的孤电子对，便可得到分子的空间结构。 教学过程 判断VSEPR模型 分子的立体构型 确定分子结构的思维模型 价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数 价层电子对 互斥理论 略去孤电子对 教学过程 思考与讨论：确定BF3、NH4+和SO32-的VSEPR模型和它们的空间结构，并与同学交流。 分子 或离子 价层电子 对数 孤电子 对数 VSEPR模型名称 分子的空间 结构 BF3 3 0 NH4+ 4 0 SO32- 4 1 平面三角形 正四面体 四面体 平面三角形 正四面体 三角锥形 课堂练习 分子或离子 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 立体构型 a x b (a−xb) 分子 CO2 BeCl2 SO2 SO3 NH3 H2O CH4(CCl4) 离子 H3O+ CO32- SO42- ClO3- 分子或离子 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 立体构型 a x b (a−xb) 分子 CO2 2 4 2 2 0 2 直线形 直线形 BeCl2 2 2 2 1 0 2 直线形 直线形 SO2 2 6 2 2 1 3 平面三角形 V形 SO3 3 6 3 2 0 3 平面三角形 平面三角形 NH3 3 5 3 1 1 4 四面体形 三角锥形 H2O 2 6 2 1 2 4 四面体形 V形 CH4(CCl4) 4 4 4 1 0 4 正四面体形 正四面体形 离子 H3O+ 3 6−1=5 3 1 1 4 四面体形 三角锥形 CO32- 3 4+2=6 3 2 0 3 平面三角形 平面三角形 SO42- 4 6+2=8 4 2 0 4 正四面体形 正四面体形 ClO3- 3 7+1=8 3 2 1 4 四面体形 三角锥形 课堂练习 （1）由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。 （3）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。 （2）价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律： 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。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。 价层电子对互斥模型注意： 1、实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°，为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？ 成键电子对相互排斥 一对孤电子对对成键电子对排斥 两对孤电子对对成键电子对排斥 价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律： 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。 拓展：孤电子对影响分子键角 随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。 比成键电子对受到左右两端带正电的原子核的吸引，而孤对电子只受到一端原子核的吸引。相比之下，孤对电子对较“胖”一些，占据较大的空间；而成键电子对较“瘦”，占据较小的空间。孤电子对与成键电子对之间的斥力也要大一些。N上的孤电子对对成键电子对“挤压”的更厉害，使键角减小。 2、同为三角锥形结构，键角NH3>PH3 而NH3>NF3？为什么“中心原子电负性越大，键角越大；配位原子电负性越大，键角越小”试给出合理解释？ 因为中心原子的电负性越大，成键电子对更靠近中心原子，成键电子对之间斥力增大，所以键角增大。 配位原子的电负性越大，成键电子对远离中心原子，成键电子对之间斥力减小，所以键角减小。 教学过程 思考：【2021年全国乙卷】H2O的键角小于NH3的，分析原因。 CH4 H2O NH3 解析：CH4、H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形，但由于孤电子对有较大的斥力，孤电子对越多，与成键电子对之间的排斥力越大，键角越小。 答案：H2O中含有两对孤电子对而NH3中含有一对孤电子对，H2O中孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，故键角减小。 下列说法中不正确的是(　　) A．分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)之间存在相互排斥作用 B．分子中的价电子对之间趋向于彼此远离 C．分子在很多情况下并不是尽可能采取对称的空间构型 D．当价电子对数目分别是2、3、4时，价电子对分布的几何构型分别为直线形、平面三角形、正四面体形 典例1． 【答案】C　 课堂练习 典例2． 【答案】C　 课堂练习 用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构，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．CH2O、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 典例3． 【答案】C　 课堂练习 在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是(　　) A．白磷分子的键角为109°28′ B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子的键角为60° D．分子中有6对孤电子对 课堂小结 价电子对互斥模型 σ键电子对 中心原子上的 孤对电子数目 价层电子对数 价层电子对 互斥模型 VSEPR模型 略去孤电子对 分子的立体构型 感 谢 倾 听　 $$