第五章 物质结构与性质 第4讲 价层电子对互斥理论 课件-2026年高三化学一轮复习课

该高中化学高考复习课件聚焦物质结构与性质模块，覆盖价层电子对互斥理论、杂化轨道理论等核心考点，依据高考评价体系梳理电子对数计算、空间构型判断、杂化类型分析、键角比较、等电子体及大π键六大考查方向，通过表格归纳CH4、NH3等典型实例，明确空间构型与杂化类型的高频考点分布，构建完整解题思路。 课件亮点在于“理论建模+实例突破+答题模板”的备考策略，如键角比较结合杂化方式、孤电子对及电负性三大维度，通过NH3与PH3键角分析等课堂检测题，培养学生模型建构与证据推理的科学思维，强化结构决定性质的化学观念。提供“孤电子对计算”“大π键表示”等应试模板，助力学生高效突破考点，教师可据此精准开展专题复习。

第五章 物质结构与性质 第4讲 价层电子对互斥理论 目录 CONTENTS 价层电子对互斥理论 01 杂化轨道理论 02 01 Chemistry 新人教版 高中化学 2026年 一轮复习 价层电子对互斥理论 一、价层电子对互斥理论 1．价层电子对互斥理论 有一种比较简单的理论叫价层电子对互斥模型（VSEPR model），这种简单的理论可以用来预测分子的空间结构 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”包括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σ键的电子对,不计π键电子对。 价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系能量最低。 (1)理论依据 4 一、价层电子对互斥理论 (2)VSEPR理想模型 1．价层电子对互斥理论 2对 价层电子对 直线形 3对 价层电子对 平面三角形 4对 价层电子对 四面体形 5 一、价层电子对互斥理论 2．中心原子的价层电子对数的计算方法 价层电子对数 σ键电子对数 = 中心原子结合的原子数 中心原子上的孤电子对数 = （a-xb） a: 分子：为中心原子的价电子数 阳离子：a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数； 阴离子： a为中心原子的价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-该原子的价电子数） 6 一、价层电子对互斥理论 价层电子对数 σ键电子对数 + VSEPR模型 中心原子上的孤电子对数 = 分子或离子的空间结构 略去孤电子对 价层电子对互斥理论 3．根据价层电子对互斥模型推测空间结构 7 一、价层电子对互斥理论 电子对数目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 分子的 空间构型 实 例 2 直 线形 2 0 直线形 BeCl2 CO2 3 三角形 3 0 三角形 BF3 SO3 2 1 V形 SnBr2 PbCl2 3．根据价层电子对互斥模型推测空间结构 8 一、价层电子对互斥理论 电子对数目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 分子的 空间构型 实 例 4 四面体 4 0 四面体 CH4 CCl4 NH4＋ SO42— 3 1 三角锥 NH3 PCl3 SO32－ H3O+ 2 2 V形 H2O 3．根据价层电子对互斥模型推测空间结构 9 一、价层电子对互斥理论 电子对数目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 分子的 空间构型 实 例 5 三角 双锥 5 0 三角双锥 PCl5 4 1 变形 四面体 SF4 3 2 T形 BrF3 2 3 直线形 XeF2 3．根据价层电子对互斥模型推测空间结构 10 一、价层电子对互斥理论 （1）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。 （2）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。 （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 微提醒 11 02 Chemistry 新人教版 高中化学 2026年 一轮复习 杂化轨道理论 二、杂化轨道理论 原子轨道杂化 杂化轨道 在外界条件影响下，中心原子能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。 原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道 ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数 ②杂化改变了原子轨道的形状和方向 ③杂化使原子的成键能力增强 ④杂化轨道用于构建分子的σ轨道和孤电子对轨道 1．杂化轨道理论 13 二、杂化轨道理论 类型 形成过程 夹角 杂化轨道 的空间结构 sp3杂化 轨道 sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的 109°28′ 正四面体形 sp2杂化 轨道 sp2杂化轨道是由1个s轨道和2个p轨道杂化而成的 120° 平面三 角形 sp杂化 轨道 sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道杂化而成的 180° 直线形 1．杂化轨道理论 14 二、杂化轨道理论 杂化轨道数= 中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数 =中心原子的价层电子对数 代表物 杂化轨道数 杂化轨道类型 VSEPR模型名称 分子的 立体构型 CO2 CH2O CH4 SO2 NH3 H2O 0+2=2 sp 直线形 0+3=3 sp2 平面三角形 0+4=4 sp3 正四面体形 1+2=3 sp2 V形 1+3=4 sp3 三角锥形 2+2=4 sp3 V形 直线形 平面三角形 正四面体形 平面三角形 四面体形 四面体形 1．杂化轨道理论 15 二、杂化轨道理论 孤电子对数 化学式 价层电子对数 σ键电子对数 VSEPR模型 中心原子 杂化类型 粒子的真实空间结构 SO2 H2S SO3 NCl3 HCN HClO 2 2 4 四面体形 sp3杂化 V形 1 2 3 平面三角形 sp2杂化 V形 0 3 3 平面正三角形 sp2杂化 平面正三角形 1 3 4 四面体形 sp3杂化 三角锥形 0 2 2 直线形 sp杂化 直线形 2 2 4 四面体形 sp3杂化 V形 16 孤电子对数 化学式 价层电子对数 σ键电子对数 VSEPR模型 中心原子 杂化类型 粒子的真实空间结构 SO42- NO3- PO43- ClO3- H3O+ 0 4 4 四面体形 sp3杂化 正四面体形 0 3 3 平面正三角形 sp2杂化 平面正三角形 1 3 4 四面体形 sp3杂化 三角锥形 0 3 3 CO32- 平面正三角形 sp2杂化 平面正三角形 1 3 4 四面体形 sp3杂化 三角锥形 0 4 4 四面体形 sp3杂化 正四面体形 二、杂化轨道理论 17 二、杂化轨道理论 孤电子对数 化学式 价层电子对数 σ键电子对数 VSEPR模型 中心原子 杂化类型 粒子的真实空间结构 CH4 HCHO CH2=CH2 CH≡CH C6H6 (苯) CH3COOH 0 3 3 平面三角形 sp2杂化 平面三角形 0 4 4 正四面体形 sp3杂化 正四面体形 sp2杂化 平面形 sp杂化 直线形 sp2杂化 平面正六边形 sp3杂化 sp2杂化 0 3 3 平面三角形 0 2 2 直线形 18 NO2+ NO2 NO2— NO3— 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 中心原子 杂化类型 粒子的真实空间结构 键角大小 0.5+2=2.5 sp2杂化 (5－2×2) ÷2=0.5 1个单电子， 看做1对孤电子 (4－2×2) ÷2=0 (6－2×2) ÷2=1 (6－3×2) ÷2=0 →取3 0+2=2 1+2=3 0+3=3 平面三角形 sp2杂化 V形 直线形 sp杂化 平面三角形 sp2杂化 平面三角形 • V形 直线形 平面正三角形 斥力小 斥力大 <120° >120° NO2+ NO3— NO2 NO2— > > > 二、杂化轨道理论 19 二、杂化轨道理论 eg1:　Si与C元素位于同一主族，SiO2键角小于CO2的原因是____________________________________________________ ____________________________________________________。 SiO2中中心Si原子采取sp3杂化，键角为109°28′；CO2中中心C原子采取sp杂化，键角为180° ×××中心原子采取×××杂化，键角为×××，而×××中心原子采取×××杂化，键角为××× 2．键角的比较 比较中心原子杂化方式 键角：sp>sp2>sp3 答题模板 20 ②SO3____SO42-。 ③BF3____NCl3。 ①H2O____CS2， 原因_______________________________________ _______________________________________。 比较下列分子或离子中的键角大小(填“＞”“＜”或“＝”)： ＜ H2O中中心O原子采取sp3杂化，键角约为105°; CS2中中心C原子采取sp杂化，键角为180° ＞ ＞ 课堂检测 21 二、杂化轨道理论 2．键角的比较 中心原子杂化方式相同，×××分子中无孤电子对，×××分子中含有n个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而键角较小。 电子对排斥力大小顺序：孤—孤 > 孤—成> 成—成 中心原子杂化方式相同，比较电子对间的斥力 中心原子杂化方式相同，孤电子对越多键角越小 答题模板 22 二、杂化轨道理论 2．键角的比较 eg2:已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是________________，原因为__________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ CH4＞NH3＞H2O CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角逐渐减小。 中心原子杂化方式相同，比较电子对间的斥力 中心原子杂化方式相同，孤电子对越多键角越小 23 ②SO32-____SO42-。 比较下列分子或离子中的键角大小(填“＞”“＜”或“＝”)： ①PH3____PO43-， 原因是____________________________________。 < PH3与PO43-中中心P原子都采取sp3杂化，PO43-中无孤电子对，PH3分子中含有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因而键角较小 < 课堂检测 24 二、杂化轨道理论 2．键角的比较 三键—三键 > 三键—双键 > 双键—双键 > 双键—单键 > 单键—单键 中心原子杂化方式相同，比较电子对间的斥力 比较三键、双键、单键之间的排斥力 25 二、杂化轨道理论 2．键角的比较 分子 杂化轨道角度 排斥力分析 实际键角 COCl2 120° C=O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力 形成两种键角分别为124°18′、111°24′ C = O Cl Cl 124°18′ 111°24′ eg1： eg2:　在 甲醛分子中，键角∠HCO_____(填“＞”“＜”或“＝”)∠HCH。理由是_______________________。 ＞ 双键对单键斥力大于单键对单键斥力 26 二、杂化轨道理论 2．键角的比较 eg1：AC3与BC3，若电负性：A＞B，则键角：AC3_____BC3。原因：__________________________________________________________。 中心原子的电负性A强于B，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大 > 空间结构相同，中心原子相同或配位原子相同， 比较中心原子或配位原子的电负性 配位原子相同，中心原子电负性越大，键角越大 27 二、杂化轨道理论 2．键角的比较 eg2:AB3与AC3，若电负性：B＞A＞C，则键角：AB3______AC3。原因为___________________________________________________________。 < 电负性：B＞A＞C，在AB3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角较小 空间结构相同，中心原子相同或配位原子相同， 比较中心原子或配位原子的电负性 中心原子相同，配位原子电负性越大，键角越小 28 （2）NF3的键角____NH3的键角，理由是_____________________________。 　 1.（1）NH3的键角______PH3的键角，原因是__________________________________________________________。 ＞ 中心原子的电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大 < F的电负性比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角也较小 课堂检测 29 2.H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角______(填“大于”“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角，判断依据是___________________。 大于 H3BO3分子中的B采取sp2杂化，而BH4-中的B采取sp3杂化，sp2杂化形成的键角大于sp3杂化 3.高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N______(填“>”“<”或“＝”) Si—N—Si，原因是____________________________________________________。 N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小 > 课堂检测 30 3. SeO42-中Se—O的键角比SeO3的键角_____(填“大”或“小”)，原因是___________________________________________________________________________________。 小 SeO42-中中心Se原子采取sp3杂化，键角为109°28′，SeO3中中心Se原子采取sp2杂化，键角为120° 课堂检测 31 等电子类型 常见等电子体 空间结构 2原子10电子 N2，CN-，C22-，NO＋ _________ 2原子14电子 F2，O22-，Cl2 _________ 3原子16电子 CO2，N2O，CNO-，N3-，NO2+，SCN-，HgCl2，BeCl2(g) _________ 3原子18电子 O3，SO2，NO2- _________ 4原子8电子 NH3，PH3，CH3−，H3O＋ _________ 4原子24电子 SO3(g)，CO32-，NO3-，BO33-，BF3 _________ 直线形 直线形 直线形 V形 三角锥形 平面三角形 微提醒 二、杂化轨道理论 等电子类型 常见等电子体 空间结构 4原子26电子 SO32-，ClO3-，BrO3-，IO3-，XeO3 _________ 5原子8电子 CH4，SiH4，NH4+，PH4+，BH4- _________ 5原子32电子 CCl4，SiF4，SiO44-，SO42-，ClO4- _________ 7原子48电子 AlF63-，SiF62-，PF6-，SF6 _________ 12原子30电子 C6H6，N3B3H6(俗称无机苯) _________ 三角锥形 正四面体形 正四面体形 八面体形 平面六边形 二、杂化轨道理论 微提醒 3．大π键 二、杂化轨道理论 (1)大π键的含义 多个原子有相互平行的p轨道，它们“肩并肩”重叠在一起，p电子在这个整体内运动形成大π键。 (2)大π键的表示方法 用表示，其中m为形成大π键的原子数，n为形成大π键的电子数，且n<2m。 3．大π键 二、杂化轨道理论 (3)形成条件 ①所有参与形成大π键的原子必须在同一平面上，所以中心原子只能采取sp2或sp杂化。 ②参与形成大π键的原子都必须提供一个没有杂化的互相平行并垂直于该平面的p轨道。 ③形成大π键的p电子的总数小于p轨道数的两倍。 二、杂化轨道理论 1．（1）下列粒子中存在“大π键”的是____（填字母）。 ad 课堂检测 3．大π键 二、杂化轨道理论 物质 大π键 O3，SO2，NO2- SO3，CO32-，NO3- CO2 、SCN- 、NO2+ 、N3- 、N2O π34 π46 π34 三原子为 π34 四原子为 π46 ClO2：π35 (4)实例 一般情况下 ①常见小分子 （或离子） 二、杂化轨道理论 （2）N2O分子中的大π键表示为__。 课堂检测 π34 π34 3．大π键 二、杂化轨道理论 (4)实例 ②能写出结构式的有机物 数三种 微点拨 孤电子对 不饱和键 （双键和三键看成等价） 负电荷 怎么数 每个原子只能数一种 每个原子只能数一次 数一种记两个电子 3．大π键 二、杂化轨道理论 (4)实例 π56 吡咯 呋喃 π56 π56 3．大π键 二、杂化轨道理论 (4)实例 吡啶 π66 π66 π910 π1010 二、杂化轨道理论 (4)经X射线衍射测得化合物 (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体结构，其局部结构如图所示。 课堂检测 5 π56 二、杂化轨道理论 课堂检测 sp2 ＞ ClO2分子中Cl—O的键长小于Cl2O中Cl—O的键长，其原因是ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl—O的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键 二、杂化轨道理论 课堂检测 sp2 σ (2)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是____________________________，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成C—Cl键越强；(ⅱ)____________________________ __________________________________________。 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl越强，对应的C—Cl的键长越短 a．O3 b．SO c．H2S d．NO (3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，在水中能微弱电离出H＋和N，则N中的大π键应表示为__。 该化合物中阴离子N中的σ键总数为__个，大π键应表示为__。 3．（2023·山东卷节选）ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键（）。ClO2中氯原子的轨道杂化方式为____；O—Cl—O键角__（填“＞”“＜”或“＝”）Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O的键长并说明原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 4．（2022·全国乙卷节选）(1)一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个______杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl__键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键（）。 $