第二章 第二节 第2课时 价层电子对互斥模型 课件1-2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课件PPT（人教版2019）

化学 第二节　分子的空间结构 第2课时　价层电子对互斥模型 学习目标 1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。 2.知道价层电子对互斥模型与分子的空间结构的关系,能够论证证据与模型的建立及其发展之间的关系。 学习重难点 重点： 价层电子对互斥模型。 难点： 中心原子孤电子对数的计算。 导入新课 现代化学的重要基础之一是分子(包括带电荷的离子)的立体结构。单写出路易斯结构式是不能得知分子或离子的立体结构的。分子的立体结构通常是指其σ键骨架在空间的排布。现代实验手段可以测定一个具体的分子或离子的立体结构，也可以通过X衍射、电子衍射、中子衍射等技术测定结构。早在1940年，Sidgwick和Powell就在总结测定结果的基础上提出了一种简单的理论(更确切地说，是一种模型)，用以预测简单分子或离子的立体结构。这种理论后经Giliespie和Nyholm在50年代加以发展，并称之为VSEPR(Valence Shell Electron Pair Repulsion)，即价层电子对互斥理论。 我们不难学会用这种理论来预测和理解分子或离子的立体结构，并用来进一步确定分子或离子的结构。当然我们不应忘记，这一理论绝不可能代替实验测定，也不可能没有例外。不过统计表明，对于我们经常遇到的分子或离子，用这一理论来预言其结构，很少发现例外。作为一种不需要太多计算的简单模型，它应当说是很有价值的。 导入新课 自主预习 1.价层电子对互斥模型 (1)模型要点: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。 (2)价层电子对:指分子中的中心原子与结合原子间的 和中心原子上的 。 注意：多重键只计其中的σ键电子对,不计π键电子对,如双键、三键中只有1个σ键电子对。 排斥 σ键电子对 孤电子对 2.中心原子上价层电子对的计算 (1)σ键电子对的计算 由化学式确定,即中心原子形成几个σ键,就有几对σ键电子对。如H2O中的中心原子为O,O有 个σ键电子对,NH3中的中心原子为N,N有 个σ键电子对。  2 3 自主预习 (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=(a-xb) 对于主族元素:a=原子的最外层电子数 对于阳离子: a =中心原子的价电子数 - 离子的电荷数 对于阴离子: a =中心原子的价电子数 + 离子的电荷数(绝对值) ②x为 。 ③b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,氢原子为 1 ,其他原子 = 8-该原子的价电子数。 与中心原子结合的原子数 自主预习 3.利用VSEPR模型对分子或离子的空间结构的推测 推测思路:σ键电子对数 + 孤电子对数 = 价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 注意：中心原子的孤电子对也要占据中心原子的空间,并与成键电子对互相排斥。推测分子的空间结构必须略去VSEPR模型中的孤电子对。 课堂探究 一、价层电子对互斥模型认知 [情境设问] 下列关于NH3分子的结构分析正确的是( ) A.中心原子上的孤电子对数为0，分子为平面三角形,键角为120° B.中心原子上的孤电子对数为0，分子为三角锥形,键角为107° C.中心原子上的孤电子对数为1，分子为三角锥形,键角为107° D.中心原子上的孤电子对数为1，分子为平面三角形,键角为109°28' C 课堂探究 一、价层电子对互斥模型认知 （1）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。VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的σ键电子对,不计π键电子对。 （2）价层电子对包括 和 ，不包括成键的π电子对 。 [重点内容] 成键的σ电子对 孤电子对 价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤对电子对数 σ键电子对数=与中心原子结合的原子数 中心原子上的孤电子对数= (a-xb) 课堂探究 一、价层电子对互斥模型认知 注意： 对于原子，a为中心原子的最外层电子数； 对于阳离子，a为中心原子的最外层电子数减去离子的电荷数； 对于阴离子， a为中心原子的最外层电子数加上离子的电荷数。 x为与中心原子结合的原子数。 b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的最外层电子数）。 [重点内容] 典型例题 【例题1】计算孤电子对数。 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 H3O+ O   S     N       C       一、价层电子对互斥模型认知 6-1=5 6+2=8  5-1=4 4+2=6  3 3 4 1 3 2 1 2 1 1 0 0 典型例题 化学式 价层电子对数 结合的原子数 孤对电子对数 HCN SO2 BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 【例题2】计算价层电子对数、结合的原子数和孤对电子对数。 一、价层电子对互斥模型认知 2 2 0 1 2 2 0 1 0 0 0 0 3 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 2 典型例题 化学式 价层电子对数 结合的原子数 孤对电子对数 H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4 一、价层电子对互斥模型认知 【例题2】计算价层电子对数、结合的原子数和孤对电子对数。 4 3 4 2 5 6 5 4 4 2 2 3 0 3 2 0 4 6 5 3 4 1 0 0 1 0 1 课堂探究 1.对ABn型的分子或离子,中心原子A的价层电子对(包括σ键电子对和未成键的孤电子对)之间由于存在排斥力,将使分子的空间结构总是采取电子对相互排斥最小的那种结构,以使彼此之间斥力最小,分子或离子的体系能量最低,最稳定。 [重点内容] ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 课堂探究 3.价层电子对互斥模型(即VSEPR模型)的应用——预测分子空间结构 （1）中心原子不含孤电子对的分子或离子 中心原子不含孤电子对的分子,VSEPR模型与分子的空间结构一致。 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 （2）中心原子含孤电子对的分子或离子。 中心原子若有孤电子对,孤电子对也要占据中心原子的空间,并与成键电子对互相排斥。则VSEPR模型与分子的空间结构不一致。 推测分子的空间结构必须略去VSEPR模型中的孤电子对。 课堂探究 【归纳】应用VSEPR模型推测分子或离子的空间结构的方法 价层电子对数目 2 3 4 5 6 价层电子对构型 直线形 平面三角形 正四面体形 三角形 正八面体形 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 ①确定中心原子价层电子对数目 价层电子对数＝(中心原子价电子数＋结合原子数)×＝配位原子数＋孤电子对数 ＝σ键电子对数＋孤电子对数 孤电子对数＝价层电子对数—结合原子数 ②确定价层电子对构型 课堂探究 【归纳】应用VSEPR模型推测分子或离子的空间结构的方法 注意：孤对电子的存在会改变键合电子对的分布方向，从而改变化合物的键角。 斥力: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,CH4中的中心原子没有孤电子对,NH3中的中心原子有一个孤电子对,H2O中的中心原子有两个孤电子对,所以键角:CH4>NH3>H2O。 ③确定分子构型 在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子，确定对由真实原子形成的构型 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 课堂探究 分子或离子 σ键电子对数 VSEPR模型及名称 分子的空间结构及名称 CO2 2   直线形   直线形 CO32- 3   平面三角形   平面三角形 CH4 4   正四面体形   正四面体形 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 课堂探究 分子或 离子 价层电 子对数 孤电子 对数 VSEPR模 型及名称 分子的空间 结构及名称 NH3 4 1   正四面体形   三角锥形 H2O 4 2   正四面体形 V形 SO2 3 1   平面三角形   V形 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 课堂探究 【例题1】 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 课堂探究 答案: 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 典型例题 【例题2】 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 典型例题 答案: 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 典型例题 用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构: BeCl2 ,SCl2 , PF3 ,BF3 , ,     。 直线形 V形 三角锥形 平面三角形 三角锥形 正四面体形 【例题3】 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 典型例题 分析: 二、应用模型推测分子或离子的空间结构 硫化氢(H2S)分子中,两个H—S的夹角接近90°,说明H2S分子的空间结构为　　　　。  课堂练习 【练习1】 V形 课堂练习 【练习2】 二硫化碳(CS2)分子中,两个C=S的夹角是180°,说明CS2分子的空间结构为　 。  直线形 课堂练习 【练习3】 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,下列判断错误的是(　 　) A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B.BF3的键角为120° C.BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子 A 课堂练习 【练习4】 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理论,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 课堂练习 【练习5】 下列分子中，各原子均处于同一平面上的是(　　) A．PH3 B．CCl4 C．H2O D．CH4 C 课堂练习 【练习6】 下列分子的立体构型是正四面体形的是(　　) ①CH4　②SO2　③CF4　④SiH4　⑤C2H4　⑥CO2 A．①②③　　 B．①③④　　 C．②④⑤　　 D．①③⑤ B 课堂小结 布置作业 完成学案中的【素养专练】。 谢谢大家 2．价层电子对的空间构型(即VSEPR模型) 　　　　　 电子对数目：　 2　　　　　3　　　　　4 VSEPR模型：直线形、平面三角形、 正四面体形 $$