19.专题4 第一单元 第2课时 价层电子对互斥模型 等电子原理-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（苏教版2019）

专题4 分子空间结构与物质性质 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第一单元 分子的空间结构 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 合 作 探 究 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 随 堂 演 练 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 谢谢观看！ 专题4　分子空间结构与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第2课时　价层电子对互斥模型　等电子原理 [素养发展目标]　1．了解价层电子对互斥模型，能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构。2．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。 斥力 对称 越小 一、价层电子对互斥模型 1．价层电子对互斥理论 分子中的价层电子对(包括__________和____________________)由于________作用，而趋向尽可能彼此远离以减小____，分子尽可能采取____的空间结构。电子对之间的夹角越大，排斥力____。 成键电子对 中心原子上的孤电子对 相互排斥 2．价电子对数的计算方法(ABm型) n＝ eq \f(A原子价电子数＋B原子提供的价电子数×m,2) A为中心原子，价电子数等于最外层电子数，B为配位原子，卤素原子、氢原子按提供1个价电子，氧原子、硫原子按不提供价电子计算。 3．根据价层电子对互斥模型判断分子空间结构 价层电子对数 电子对排 布方式 空间 结构 键角 范例 n＝2 __ ______ ________ CO2、 BeCl2、 CS2 2 直线形 180° 角形 120° 正四面 体形 109°28′ 价层电子对数 电子对排 布方式 空间 结构 键角 范例 n＝3 __ ______ ____ ________ CH2O、 BF3 n＝4 __ ______ ____ _________ CH4、 CCl4 3 4 平面三 ＞ 减小 减小 4．相关说明 (1)具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型____，价电子对分布的几何构型______。 (2)如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，价电子对之间的斥力大小顺序为：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，且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____，键角也____。 相同 也相同 ＞ 【即学即练】 1．将下列价层电子对互斥模型、分子或离子和空间结构用短线连起来： 价层电子对互斥模型　分子或离子　空间结构 A．正四面体 ①BF3 a．直线形 B．直线形 ②NH eq \o\al(＋,4) b．平面三角形 C．平面三角形 ③SO eq \o\al(2－,3) c．正四面体形 D．正四面体 ④BeCl2 d．三角锥形 答案：　A—②—c，B—④—a，C—①—b，D—③—d。 二、等电子原理 1．等电子原理 具有相同价电子数和相同______的分子或离子具有相同的________。 2．等电子体 满足等电子原理的分子或离子称为等电子体。如CO和N2属于等电子体。 原子数 结构特征 3．应用 (1)判断某些分子或离子的空间结构 SiCl4、SiO eq \o\al(4－,4) 、SO eq \o\al(2－,4) 互为等电子体，中心原子都是___杂化，都形成________立体结构。 (2)材料性能判断 晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体AlP、GaAs也都是良好的半导体材料。 sp3 正四面体 【即学即练】 2．下列几组微粒互为等电子体的是________(填序号)。 ①SO eq \o\al(2－,3) 和PO eq \o\al(3－,3) ②NO＋和CN－　③CO2和CS2 ④N2O和CO2　⑤BF3和SO3 答案：　①②③④⑤ 价层电子对互斥模型的理解与应用 1．下图为CH4、NH3、H2O分子结构示意图 (1)CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么类型的杂化轨道？价层电子对互斥模型与分子的空间结构一定一致吗？什么时候一致？ 提示：CH4、NH3、H2O分子中，中心原子均形成sp3杂化轨道。不一定一致，中心原子有孤电子对时，二者结构不一致；当中心原子无孤电子对时，二者结构一致。 (2)NH3分子中H—N—H的键角为107°18′，H2O分子中H—O—H的键角为104°30′，CH4分子中H—C—H的键角为109°28′。导致这3种分子键角差异的原因是什么？ 提示：sp3杂化轨道空间结构为正四面体，键角为109°28′，CH4分子中C原子的杂化轨道上没有孤电子对，NH3分子中N原子的杂化轨道上有1对孤电子对，H2O分子中O原子的杂化轨道上有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力随孤电子对数目的增多而增强，故CH4、NH3和H2O分子中键角依次减小。 2．乙醇和乙酸同样可以用“价电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。 (1)根据上述图示，结合价层电子对互斥模型，分析判断乙醇分子中C—O—H的空间结构是什么？ 提示：乙醇分子结构中，羟基上的氧原子有2对成键电子对和2对孤电子对，(见图中乙醇结构的①、②、③、④)，价层电子对数是4，共有4个空间取向，中心氧原子上的价电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子(氧原子)上的孤电子对可得C—O—H呈V形。 (2)根据上述图示，结合价层电子对互斥模型分析判断乙酸分子结构中CCOO的空间结构是什么？ 提示：在乙酸分子中，中心原子是羰基(CO)上的碳原子，中心碳原子(羰基碳)上有3个成键电子对(见图中乙酸结构中的①、②、③)，孤电子对数为0；CO上的成键电子对仅有一个空间取向，因此，中心碳原子的价电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，因此，呈平面三角形。 1．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： n＝ eq \f(\o(\s\up17(中心原子的),\s\do5(价电子数))＋\o(\s\up17(每个配位原子提),\s\do15(供的价电子数))×m,2) 其中，中心原子的价电子数等于中心原子的最外层电子数，配位原子中卤素原子、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。 2．根据价层电子对互斥模型判断分子的空间结构 (1)判断步骤 (2)常见分子的电子对分布几何构型和分子的空间结构 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 电子对的排列方式 价电子对分布几何构型 分子的空间结构 实例 2 0 2 直线形 直形线 HgCl2、BeCl2、CO2 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 电子对的排列方式 价电子对分布几何构型 分子的空间结构 实例 2 0 2 三角形 平面三角形 BF3、BCl3 3 0 3 V形 SnBr2、PbCl2 2 1 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 电子对的排列方式 价电子对分布几何构型 分子的空间结构 实例 4 0 4 四面体形 正四面体形 CH4、CCl4 3 1 三角锥形 NH3、NF3 2 2 V形 H2O 1．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间结构为平面三角形的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．CO eq \o\al(2－,3) B．CCl4 C．ClO eq \o\al(－,3) D．NH3 A　[CO eq \o\al(2－,3) 的中心原子上的价层电子对数为3，为平面三角形，A符合题意；CCl4的中心原子上的价层电子对数为4，为正四面体形，B不符合题意；ClO eq \o\al(－,3) 的中心原子上的价层电子对数为4，为三角锥形，C不符合题意；NH3的中心原子上的价层电子对数为4，为三角锥形，D不符合题意；故选A。] 2．(2022·泗阳县实验高级中学质量调研)下列分子或离子中，价层电子对互斥模型与分子或离子的空间结构不一致的是(　　) A．NH3 B．SO3 C．CCl4 D．CO2 A　[NH3中心原子N原子价层电子对数＝ eq \f(5＋1×3,2) ＝4，互斥模型为正四面体形，略去孤电子对后，实际上其空间结构是三角锥形，A符合题意；SO3的价层电子对数＝ eq \f(6＋0×3,2) ＝3，分子价层电子对互斥模型为平面三角形，孤电子对为0，即分子的空间结构为平面三角形，故B不符合题意；CCl4中中心原子C原子价层电子对数＝ eq \f(4＋1×4,2) ＝4，互斥模型为正四面体形，中心原子不含孤电子对，空间结构为正四面体形，C不符合题 意；CO2中每个O原子与C原子形成两个共用电子对，所以C原子价层电子对数为2，且不含孤电子对，互斥模型与分子的空间结构相同，D不符合题意；故选A。] 3．已知：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH eq \o\al(＋,4) ，⑦BF3，⑧SO2。请回答下列问题： (1)中心原子没有孤电子对的是_________________(填序号，下同)。 (2)空间结构为直线形的是___________；空间结构为平面三角形的是___________。 (3)空间结构为V形的是____________。 (4)空间结构为三角锥形的是___________；空间结构为正四面体形的是___________。 解析：　(2)CS2的中心原子的价电子对数＝ eq \f(4,2) ＝2，不含孤电子对，故为直线形；CH2O的中心原子的价电子对数为3，不含孤电子对，故为平面三角形；BF3的中心原子的价电子对数＝ eq \f(3＋3,2) ＝3，不含孤电子对，故为平面三角形。(3)H2S的中心原子的价电子对数＝ eq \f(6＋2,2) ＝4，含2对孤电子对，故为V形结构；SO2的中心原子的价电子对数＝ eq \f(6,2) ＝3，含1对孤电子对，故为V 形结构。(4)PCl3的中心原子的价电子对数＝ eq \f(5＋3,2) ＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；H3O＋的中心原子的价电子对数＝ eq \f(6＋1×3－1,2) ＝4，含1对孤电子对，故为三角锥形；NH eq \o\al(＋,4) 的中心原子的价电子对数＝ eq \f(5＋1×4－1,2) ＝4，不含孤电子对，故为正四面体结构。 答案：　(1)①④⑥⑦ (2)①　④⑦　(3)③⑧　(4)②⑤⑥ 1．用价层电子对互斥模型预测H2Se和NH3的几何结构，下列说法正确的是(　　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形 C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形 B　[H2Se中Se原子的价电子对数＝ eq \f(6＋1×2,2) ＝4，含有2对孤电子对，所以其空间结构为V形；NH3中N原子的价电子对数＝ eq \f(5＋1×3,2) ＝4，含有1对孤电子对，所以其空间结构为三角锥形。] 2．若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对，运用价层电子对互斥模型，下列说法正确的是(　　) A．若n＝2，则分子的空间结构为V形 B．若n＝3，则分子的空间结构为三角锥形 C．若n＝4，则分子的空间结构为正四面体形 D．以上说法都不正确 C　[若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对，则根据斥力最小的原则，当n＝2时，分子的空间结构为直线形；当n＝3时，分子的空间结构为平面三角形；当n＝4时，分子的空间结构为正四面体形。] 3．利用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构，也可推测键角的大小，下列判断正确的是(　　 ) A．CS2是V形分子 B．SnBr2的键角大于120° C．BF3是三角锥形分子 D．NH eq \o\al(＋,4) 的键角等于109°28′ D　[CS2的中心原子的价电子对数＝ eq \f(4,2) ＝2，不含孤电子对，CS2为直线形分子，A项错误；SnBr2的中心原子的价电子对数＝ eq \f(4＋2,2) ＝3，含有一对孤电子对，SnBr2为V形分子，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以SnBr2的键角小于120°，B项错误；BF3的中心原子的价电子对数＝ eq \f(3＋3,2) ＝3，BF3为平面三角形分子，C项错误；NH eq \o\al(＋,4) 的中心原子的价电子对数＝ eq \f(5＋4－1,2) ＝4，NH eq \o\al(＋,4) 为正四面体形分子，NH eq \o\al(＋,4) 的键角等于109°28′，D项正确。] 4．(2022·河南洛阳期末)下列各组微粒的空间结构相同的是(　　 ) ①NH3和H2O　②NH eq \o\al(＋,4) 和H3O＋ ③NH3和H3O＋　④O3和SO2 ⑤CO2和BeCl2　⑥SiO eq \o\al(4－,4) 和SO eq \o\al(2－,4) ⑦BF3和Al2Cl6 A．全部 B．除④⑥⑦以外 C．③④⑤⑥ D．②⑤⑥ C　[NH3呈三角锥形结构，H2O为V形结构，二者结构不同，①不合题意；NH eq \o\al(＋,4) 为正四面体结构，H3O＋为三角锥形结构，二者结构不同，②不合题意；NH3和H3O＋都呈三角锥形结构，③符合题意；O3和SO2都呈V形结构，④符合题意；CO2和BeCl2都呈直线形结构，⑤符合题意；SiO eq \o\al(4－,4) 和SO eq \o\al(2－,4) 都呈正四面体结构，⑥符合题意；BF3呈平面正三角形结构，Al2Cl6中Al采取sp3杂化，其空间结构为 ) eq \a\vs4\al(，二者结构不同，⑦不合题意；答案选C。] 5．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数目相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 (1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和__________。 (2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数目相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO eq \o\al(－,2) 互为等电子体的分子有________、________。 解析：　(1)仅由第2周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如：N2与CO电子总数均为14，CO2与N2O电子总数均为22。 (2)依题意，只要原子数目相同，价电子总数也相同，即可互称为等电子体，NO eq \o\al(－,2) 为三原子，其价电子总数为(5＋6×2＋1)＝18，SO2、O3也为三原子，各分子价电子总数均为6×3＝18。 答案：　(1)N2　CO　CO2　N2O　(2)SO2　O3 $$