第2章 第2节 第1课时 价层电子对互斥模型-【创新教程】2024-2025学年高中化学选择性必修第二册五维课堂（人教版2019）

第二节　分子的空间结构 第１课时　价层电子对　互斥模型 课标要点 核心素养 １．了解分子结构的测定方法 ２．认识共价分子结构的多样性和复 杂性 ３．理解价层电子对互斥理论的含义 ４．能根据有关理论判断简单分子或 离子的空间结构 １．宏观辨识与微观探析:通过认识分子结构,辨识分子结 构的多样性及复杂性 ２．科学探究与创新意识:认识科学探究是进行科学解释 和发现、创造和应用的科学实践活动 ３．证据推理与模型认知:结合价层电子对互斥理论与分 子的空间结构,能论证证据与模型建立及其发展之间 的关系 [知识梳理] [知识点一]　分子结构的测定 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．分子结构的确定———红外光谱法 不同的官能团或化学键吸收频率不同,在红 外光谱图中处于不同的位置,可初步判断某 有机物中含有何种化学键或官能团.如乙 醇的红外光谱: 读谱:该有机物分子中有３种不同的化学 键,分别是C－H、O－H、C－O键. ２．相对分子质量的确定———质谱法 用高能电子流轰 击样品分子,使分 子失去电子变成 带正电荷的分子 离子和碎片离子. 分子离子和碎片 离子各自具有不 同的相对质量,它们在磁场的作用下到达检 测器的时间因相对质量而先后有别,其结果 被记录为质谱图. 如甲苯分子的质谱图: 读谱:相对分子质量＝最大质荷比,甲苯的 相对分子质量为９２. [知识点二]　多样的分子空间结构 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 分子 类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填 充模型 球棍模型 三原子 分子 CO２ 　　　 　　　 １８０° H２O 　　　 O H H １０５° 四原子 分子 CH２O 　　　 　　　 O C􀪅 H H １２０° NH３ 　　　　 N H HH １０７° 五原子 分子 CH４ 　　　　 　　 [知识点三]　价层电子对互斥模型 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．价层电子对互斥模型 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电 子对”相互　　　的结果. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２３􀅰 化学􀅰选择性必修二 ２．中心原子上价层电子对的计算 (１)价层电子对 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　{ (２)计算 ①σ键电子对的计算 由分子式确定,即中心原子形成几个σ键, 就有几对σ键电子对.如 H２O分子中,O 有２对σ键 电 子 对,NH３ 分 子 中,N 有 　　对σ键电子对. ②中心原子上的孤电子对的计算 中心原子上的孤电子对数＝１２ (a－xb) a．表示中心原子的　　　　. 对于主族元素:a＝ 　. 对于阳离子:a＝　　　　　　　　　　　 －　　　　　　　　　. 对于阴离子:a＝　　　　　　　　　　　 ＋　　　　　　　　　　　. b．x表示 　. c．b表示与中心原子结合的原子　　　　 　　　　,氢为　　,其他原子＝　　　　 　　　　. (３)VSEPR模型与分子或离子的空间结构 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对 数 价层电子对 互斥理论→VSEPR模型 略去孤电子对 →分 子或离子的空间结构. 分子或 离子 孤电 子对数 价层电 子对数 VSEPR 模型名称 分子或离子 的空间结构名称 CO２ ０ ２ 直线形 直线形 SO２ １ ３ 平面三角形 V形 CO２－３ ０ ３ 平面三角形 平面三角形 H２O ２ ４ 四面体形 V形 NH３ １ ４ 四面体形 三角锥形 CH４ ０ ４ 正四面体形 正四面体形 [自我评价] １．[判一判] (对的在括号内打“√”,错的在括号内打 “×”) (１)碳、硅都属于第ⅣA 族元素,故 CO２ 和 SiO２ 的空间结构相同. (　　) (２)正四面体结构的分子的键角都是１０９°２８′. (　　) (３)CH２Cl２ 分子只有一种,可说明CH４ 的空 间结构为正四面体形. (　　) (４)分子的VSEPR模型和相应分子的空间结 构是相同的. (　　) (５)根据价层电子对互斥理论,H３O＋ 的空间 结构为平面正三角形. (　　) (６)SO２ 分子与CO２ 分子的组成相似,故它们 都是直线形分子. (　　) ２．[想一想] (１)科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的 N(NO２)２ 如图所示.已知 该分子中N－N－N键角都是１０８．１°.试 推测四个氮原子围成的空间是空间正四面 体吗? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)将下列 VSEPR模型、分子或离子和空间 结构用短线连起来: VSEPR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＋４ b．平面三角形 C．平面三角形 ③SO２－３ c．正四面体 D．四面体 ④BeCl２ d．三角锥形 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３３􀅰 第二章　分子结构与性质 　价层电子对互斥模型与分子结构 [情境素材] 在１９４０年希吉维克提出 VSEPR理论后, 又由吉列斯比等人发展了这一理论.目前, 几经修改的 VSEPR理论由于其在判断中 心原子杂化方式方面的强大功能,对进一步 推出微粒内部键的情况、研究化合物的化学 性质有着很大的帮助,其在判断分子构型方 面有着广泛的应用,是重要的共价键理论 之一. ◉[思考探究] (１)为何孤电子对会影响分子的空间结构? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)如何计算分子(离子)中心原子的孤电子 对数? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (３)根据上面背景信息分析BCl３ 的价层电子 对数、价层电子对空间结构、分子空间结构 是怎样的? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (４)NF３ 的价层电子对、价层电子对空间结构、 分子空间结构是怎样的? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (５)通过(１)、(２)两例分析价层电子对的空间 结构与分子的空间结构一定相同吗? 二者 之间有何规律存在? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 [核心突破] １．价层电子对互斥理论要点 (１)对于ABx 型分子中,几何构型主要取决于 中心原子 A价层电子对的相互排斥.价 层电子对数＝ σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数. (２)中心原子的价层电子对数和空间结构的 关系 价层电 子对数 ２ ３ ４ ５ ６ 空间 结构 直线形 平面三 角形 正四 面体 三角 双键 正八 面体 (３)价层电子对之间相互排斥作用大小孤电子 对－孤电子＞孤电子对－成键电子对＞成 键电子对－成键电子对 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４３􀅰 化学􀅰选择性必修二 ２．用价层电子对理论判断共价分子或离子空 间结构 (１)确定中心原子的价层电子对数 ①对于ABx 型分子,σ键电子对＝B原子 的个数,如 H２O的中心原子是O,有２对σ 键电子对. ②中心原子上的孤电子对数＝１２ (a－xb), 其中a为中心原子的价层电子数,x 为B 原子的个数, b为B最多能接受的电子数. ③对于阳(或阴)离子来说,a为中心原子 的价 层 电 子 数 减 去(或 加 上)离 子 的 电 荷数. ④中心原子价层电子对数＝σ键电子对数 ＋中心原子的孤电子对数 (２)根据中心原子价层电子对数确定 VSEPR 模型 (３)略去孤电子对,确定分子构型 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 VSEPR 模型 分子或 离子的 空间 结构 实例 ２ ０ ２ 直线形 直线形 HgCl２、 BeCl２、CO２ ３ ０ ２ １ ３ 三角形 平面 三角形 BF３、 BCl３ V形 SnBr２、 PbCl２ ４ ０ ３ １ ２ ２ ４ 四面 体形 正四面 体形 CH４、 CCl４ 三角 锥形 NH３、 NF３ V形 H２O ◉[典例示范] [典例]　用价层电子对互斥理论(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．H２O、CS２ 都是直线形的分子 B．BF３ 键角为１２０°,SnBr２ 键角大于１２０° C．CH２O、BF３ 都是平面三角形的分子 D．PCl３、PCl５ 都是三角锥形的分子 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[思维建模] 解答有关分子构型问题的思维流程如下: 价 层 电 子 对 数 σ键电 子对数 每个σ键 有１对电子 → 中心原子孤 电子对数 １ ２ (a－xb)→ → 价层电子对互斥理论 → VSEPR 模 型 略去孤电子对 →分子空间结构. [尝试解答]　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 价层电子对的空间结构与分子的空间结构 不一定一致,分子的空间结构指的是成键 电子对的空间结构,不包括孤电子对(未用 于形成共价键的电子对).两者是否一致 取于中心原子上有无孤电子对,当中心原 子上无孤电子对时,两者的构型一致;当中 心原子上有孤电子对时,两者的构型不一致. ◉[学以致用] １．若ABn 分子的中心原子A上没有未用于形 成共价键的孤电子对,根据价层电子对互斥 模型,下列说法正确的是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５３􀅰 第二章　分子结构与性质 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 ２．下列描述中正确的是 (　　) A．BeCl２ 为V形的极性分子 B．ClO－４ 的空间结构为正四面体形 C．P４ 和CH４ 都是正四面体分子且键角都 为１０９°２８′ D．H２O和CO２－３ 空间结构均为平面三角形 ３．用价层电子对互斥模型推测下列分子或离 子的空间结构 分子或离子 VSEPR 模型名称 空间结构名称 BeCl２ SCl２ BF３ PF３ NH＋４ SO２－３ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １．下列分子的空间结构模型正确的是 (　　) A B C D ２．TBC的一种标准谱图如图所示,它是 (　　) A．核磁共振谱 B．质谱 C．红外光谱 D．紫外光谱 ３．意大利罗马大学的FulvioCaＧ cace等人获得了极具理论研究 意义的气态 N４ 分子,其分子结 构如图所示.已知断裂１molN－N键吸 收１６７kJ热量,生成１molN≡N键放出 ９４２kJ热量,根据以上信息和数据,判断下 列说法正确的是 (　　) A．N４ 属于一种新型的化合物 B．N４ 分子中存在极性键 C．N４ 分子中N－N键键角为１０９°２８′ D．１molN４ 转变成N２ 将放出８８２kJ热量 ４．下列各组分子或离子的空间结构不相似 的是 (　　) A．NH＋４ 、CH４ B．H３O＋、NH３ C．CO２－３ 、BF３ D．CO２、SO２ ５．有下列分子或离子:①CS２,②PCl３,③H２S, ④CO２－３ ,⑤H３O＋,⑥NH＋４ ,⑦BF３,⑧SO２. 粒子的空间结构为直线形的有　　　　;粒 子的空间结构为 V形的有　　　　;粒子 的空间结构为平面三角形的有　　　　;粒 子的空间结构为三角锥形的有　　　　;粒 子的空间结构为正四面体形的有　　　　. [课堂小结] 分 子 的 空 间 结 构 常见分子的空间结构 分子的空间 结构理论 → 价层电子 对互斥模型 中心原子上价层电子对数 的计算 分子(或离子)空间结构的 判断 ì î í ï ïï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï 学习至此,请完成配套训练 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６３􀅰 化学􀅰选择性必修二 第二节　分子的空间结构 第１课时　价层电子对　互斥模型 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点二 直线形　O＝C＝O　V形　平面三角形　三角锥形　四面 体形　１０９°２８′ 知识点三 １．排斥　２．(１)σ键电子对　中心原子上的孤电子对　(２)３　 价层电子数　原子的最外层电子数　中心原子的价层电子 数　离子的电荷数　中心原子的价层电子数　离子的电荷 数(绝对值)　与中心原子结合的原子数　最多能接受的电 子数　１　８－该原子的价层电子数 自我评价 １．(１)×　提示:CO２ 为直线形分子,而SiO２ 为正四面体形空 间网状结构. (２)×　提示:正 四 面 体 结 构 的 分 子 的 键 角 不 一 定 为 １０９° ２８′,如 CCl４、CH４ 等分子的键角为１０９°２８′,而 P４ 分子的键 角为６０°. (３)√　(４)×　(５)×　(６)× ２．(１)提示:不是.由于 N－N－N 键角都是１０８．１°.所以氮 原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形. (２)提示:A－②－c,B－④－a,C－①－b, D－③－d 重难突破􀅰释疑惑 重难点　思考探究 (１)提示:中心原子的孤电子对占有一定的空间,对其他成键电 子对存在排斥力,从而影响其分子的空间结构. (２)提示:ABm 型分子的价层电子对数n＝ A原子的价层电子数＋B原子提供的价层电子总数±电荷数 ２ 利用上式计算 A原子的价层电子对数时,需注意: ①氧族元素的原子作为中心原子 A 时提供６个价层电子, 作为配位原子B时不提供价层电子. ②卤素原子作为中心原子 A 时提供７个价层电子,作为配 位原子B时提供１个价层电子. ③若为分子,电荷数 为０;若 为 阳 离 子,则 减 去 电 荷 数,如 NH＋４ ,n＝ ５＋１×４－１ ２ ＝４ ;若为阴离子,则加上电荷数,如 SO２－４ ,n＝ ６＋２ ２ ＝４ . (３)提示:BCl３ 的价层电子对数有３对,价层电子对空间结构为平 面三角形,分子空间结构为平面三角形. (４)提示:NF３ 的价层电子对为４对,价层电子对空间结构为四 面体形,分子空间结构为三角锥形. (５)提示:价层电子对的空间结构与分子的空间结构不一定一 致,分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括 孤电子对(未用于形成共价键的电子对).两者是否一致取 决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对 时,两者的空间结构一致;当中心原子上有孤电子对时,两 者的空间结构不一致. 典例示范 [典例１]　C　[CS２ 的中心原子只含有２对价层电子对,没有 孤电子对,分子结构为直线形,H２O中 O原子的价层电子对 数＝２＋ １２ (６－２×１)＝４,而且含有２个孤电子对,分子的 空间结构为 V 形,故 A 错误;BF３ 中价层电子对数＝３＋ １ ２ ×(３－３×１)＝３,所 以 为 平 面 三 角 形 结 构,键 角 为 １２０°; SnBr２中价层电子对数＝２＋ １ ２ × (４－２×１)＝３,且含有一 个孤电子对,为 V 形结构,孤电子对与成键电子对之间的排 斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力,所以 BF３ 键角为１２０°,SnBr２ 键角小于１２０°,故 B错误;CH２O 中碳形 成３个σ键,为平面三角形结构,BF３ 中价层电子对数＝３＋ １ ２× (３－３×１)＝３,所以为平面三角形结构,所以 CH２O、 BF３ 都是平面三角形的分子,故 C正确;PCl３ 中价层电子对 数＝３＋１２ × (５－３×１)＝４,且 含 有 一 个 孤 电 子 对,所 以 PCl３ 为三角锥形结构;PCl５ 中价层电子对数＝５＋ １ ２ × (５ －５×１)＝５,且 不 含 孤 电 子 对,为 三 角 双 锥 结 构,故 D 错误.] 学以致用 １．C　[若中心原子 A上没有未用于成键的孤电于对,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.] ２．B　[BeCl２ 分子中,铍原子含有两个共价单键,不含孤电子 对,所以价层电子对数是２,分子的空间结构为直线形,正负 电荷中心重合,为非极性分子,故 A 错误;由价层电子对互 斥模型可知 ClO－４ 中 Cl原子的价层电子对数＝４＋ １ ２ × (７ ＋１－４×２)＝４,无孤电子对,所以 ClO－４ 是正四面体形,故 B正确;P４ 键角为６０°,CH４ 键角为１０９°２８′,二者都是正四 面体分子,故 C错误;水分子中氧原子形成２个 O－H 键、 含有２个孤电子对,空间结构为 V 形,CO２－３ 的中心原子 C 原子上含有３个σ键,中心原子上的孤电子对数＝１２× (４＋ ２－２×３)＝０,所以中心原子均为sp２ 杂化,故 D错误.] ３．解析:根据各分子的电子式和结构式,分析中心原子的孤电 子对数,依据 中 心 原 子 连 接 的 原 子 数 和 孤 电 子 对 数,确 定 VSEPR模型和分子的空间结构. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５９􀅰 参考答案 分子或 离子 中心原 子上的 孤电子 对数 价层电 子对数 VSEPR 模型名称 空间结 构名称 BeCl２ ０ ２ 直线形 直线形 SCl２ ２ ４ 四面体形 V形 BF３ ０ ３ 平面 三角形 平面三角形 PF３ １ ４ 四面体形 三角锥形 NH＋４ ０ ４ 四面体形 正四面体形 SO２－３ １ ４ 四面体形 三角锥形 答案: 分子或离子 VSEPR 模型名称 空间结构名称 BeCl２ 直线形 直线形 SCl２ 四面体形 V形 BF３ 平面三 角形 平面三角形 PF３ 四面体形 三角锥形 NH＋４ 四面体形 正四面体形 SO２－３ 四面体形 三角锥形 随堂自测􀅰夯基础 １．D　[CO２ 的空间结构是直线形,A项错误;H２O的空间结构 为 V形,B项错误;NH３ 的空间结构为三角锥形,C项错误; CH４ 是正四面体结构,D项正确.] ２．C　[核磁共振谱用于测定 H 原子的种类和数目,与图无关, 故 A不选;质谱用于测定有机物的相 对 分 子 质 量,与 图 无 关,故B不选;图中横坐标为波数,为红外光谱,故 C选;紫 外光谱横坐标为波长,与题不符,故 D不选.] ３．D　[N４ 由 N元素组成,是一种单质,是氮气的同素异形体, 而化合物是由不同元素组成的纯净物,故 A 错误;N４ 分子 中的共价键为氮氮键,是由同种元素组成的,属于非极性键, 故B错误;由分子结构可知键角为６０°,故 C错误;１molN４ 气体中含有６molN－N 键,可生成２molN２,形成２mol N≡N键,则１molN４ 气体转变为 N２ 化学键断裂吸收的热 量为６×１６７kJ＝１００２kJ,形成化学键放出的热量为１８８４kJ, 所以反应放热,放出的热量为１８８４kJ－１００２kJ＝８８２kJ, 故应为放出８８２kJ热量,故 D正确.] ４．D　[NH＋４ 中 N原子价层电子对数＝４＋ ５－１－４×１ ２ ＝４ ,且 不含孤电子对,CH４ 中 C原子价层电子对数＝４＋ ４－４×１ ２ ＝４,且不含孤电子对,所以二者都是正四面体结构,故 A 不 选;H３O＋ 中 O原子价层电子对数＝３＋ ６－１－３×１ ２ ＝４ ,且 含有一个孤 电 子 对,NH３ 中 N 原 子 价 层 电 子 对 数 ＝３＋ ５－３×１ ２ ＝４ ,且 含 有 一 个 孤 电 子 对,所 以 二 者 都 是 三 角 锥 形,故 B 不 选;CO２－３ 中 C 原 子 价 层 电 子 对 数 ＝３＋ ４＋２－３×２ ２ ＝３ ,且不含孤电子对、BF３ 中B原子价层电子对 数＝３＋３－３×１２ ＝３ ,且不含孤电子对,所以二者都是平面 三角形,故 C不选;二氧化碳是直线形分子,二氧化硫分子 中S原子价层电子对数＝２＋６－２×２２ ＝３ ,且含有一个孤电 子对,所以为 V形,二者结构不相似,故 D选.] ５．解析:中心原子上孤电子对数及粒子的空间结构如表. ABn 中心原子孤 电子对数 分子或离子 分子或离子 的空间结构 AB２ AB３ AB４ ０ CS２ 直线形 CO２－３ 、BF３ 平面三角形 NH＋４ 正四面体 AB２ AB３ １ SO２ V形 PCl３、H３O＋ 三角锥形 AB２ ２ H２S V形 答案:①　③⑧　④⑦　②⑤　⑥ 第２课时　杂化轨道理论简介 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 ２．s　p　sp３　sp３　σ 知识点二 １．１　３　正四面体形　２．１　２　１２０°　平面三角形 ３．１　１　１８０°　直线形 自我评价 １．(１)×　提示:参与杂化的轨道能量相近. (２)√　提示:sp３ 杂化轨道中孤电子对数目为０、１、２时分别 对应空间结构为四面体形、三角锥形、V形. (３)√　(４)√　(５)×　(６)× ２．提示:乙烯分子中碳原子采取sp２ 杂化,C＝C是成键碳原子 的sp２ 杂化轨道“头碰头”形成σ键,同时其余的p轨道垂直 于平面,“肩并肩”形成π键. ３．解析:ClO－ 的组成决定其空间结构为直线形.其他３种离 子的中心原子的杂化方式都为sp３ 杂化,从离子的组成上看 其空间结构依次类似于 H２O、NH３、CH４(或 NH＋４ ). 答案:直线形　V形　三角锥形　正四面体形 重难突破􀅰释疑惑 重难点一　思考探究 (１)提示:杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不 同.s轨道与p轨道的能量不同,杂化后,形成的一组杂化 轨道能量相同. (２)提示:不能.只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道. ２s与３p不在同一能级,能量相差较大. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６９􀅰 化学􀅰选择性必修二