2.2.2 价层电子对互斥模型 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦价层电子对互斥(VSEPR)模型，系统讲解其原理、价层电子对数计算及分子空间结构预测方法。课堂导入通过CO₂与H₂O、NH₃与CH₂O的结构差异问题，关联电子式和成键特点等前备知识，引出孤电子对的影响，搭建探究模型的学习支架。 其亮点是以任务驱动和“识-算-定-略-得”步骤建构模型，结合表格对比σ键电子数、孤电子对数与空间结构，体现科学思维中的模型建构与证据推理。包含实验装置类插图及分子空间结构模型图片，学习评价题强化应用，助力学生形成空间结构认知能力，教师可通过结构化流程提升教学效率。

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第2课时 价层电子对互斥(VSEPR)模型 学习目标 通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。 运用相关理论和模型对分子或离子的空间结构进行解释和预测。 化学式 电子式 分子空间结构模型 成键特点 中心原子C最外层电子全部与2个O成双键 中心原子O最外层电子两个与O成键，有2个孤电子对 中心原子C最外层电子2个与O成双键，2个与H键成单键 中心原子N最外层电子3个与H成单键，有1个孤电子对 难道分子空间结构除了与成键原子数有关，还与什么有关？ 孤电子对 指未形成共价键的成对价电子 【思考】CO2和H2O都是三原子分子、NH3和CH2O都是四原子分子，为什么它们的空间结构不同？ CO2 H2O CH2O NH3 为了探其原因，发展了许多结构理论：有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥(VSEPR models)模型，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。 新课导入 比较其电子式，你能找到原因吗？ 任务一 价层电子对互斥模型 1.价层电子对互斥模型要点 价层电子对互斥（VSEPR）模型认为：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。 不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子的空间结构。 价层电子对 相互排斥 彼此远离 能量最低、最稳定 “价层电子对”相互排斥使共用电子对尽可能的远离，键角最大，使分子的能量最低最稳定。 任务一 价层电子对互斥模型 中心原子 配体原子 ----处于“中心”的原子 ----与中心原子结合(周围)的原子 分子 中心原子 σ键电子对数 H2O O NH3 N SO3 S NH4+ N NO3- N 2 3 3 4 3 成键σ键电子对数=与中心原子结合的配体原子数 2、价层电子对数的确定： 价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对数 1.成键σ键电子对数——化学式确定 任务一 价层电子对互斥模型 1）根据电子式直接确定 NH3 ×(5-3×1)＝1 2 1 H2O ×(6-2×1)＝2 2 1 2）根据公式计算确定 孤电子对数= 2 — 1 (a-xb) 与中心原子结合的原子数 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 中心原子的价电子数 主族元素：a＝ 对于离子：a＝ 价电子数－电荷数 价电子数(最外层电子数) H：b=1 其他原子b= 8﹣价电子数 2.孤电子对数 分子：a=中心原子的价电子数 阳离子：a=中心原子的价电子数—离子的电荷数；阴离子：a=中心原子的价电子数 + Ι离子的电荷数Ι。 任务一 价层电子对互斥模型 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 CO2 CO32- NH4+ H3O+ SO32- 计算中心原子上的孤电子对数= 1/2(a-xb) C 4 2 2 (4-2×2)÷2＝0 注意：对于离子团，所带电荷数计入中心原子的价层电子中。 即： a = 价电子数-电荷数 C N 4-(-2)=6 3 2 (6-3×2)÷2＝0 5-1=4 4 1 (4-4×1)÷2＝0 O 6-1=5 3 1 (5-3×1)÷2＝1 S 3 2 (8-3×2)÷2＝1 6-(-2)=8 价电子数 结合的原子个数 结合原子最多所能接受的电子数 任务二 根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 1.价层电子对的空间结构(即VSEPR模型) 价层电子对数：2 价层电子对数：3 价层电子对数：4 价层电子对数：5 价层电子对数：6 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 八面体形 任务二 根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 2.中心原子无孤电子对的分子或离子 分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构 CO2 CH4 2 3 4 0 0 0 直线形 平面三角形 正四面体形 直线形 平面三角形 正四面体形 任务二 根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 3.中心原子有孤电子对的分子或离子 分子 或离子 σ键 电子数 孤电子对数 VSEPR模型 VSEPR 模型名称 分子或离子的空间结构 分子或离子的空间结构名称 NH3 H2O SO2 2 2 2 1 1 3 四面体形 V形 V形 四面体形 平面三角形 三角锥形 任务二 根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 4.ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构 价电子对数 VSEPR 模型 成键电子对数 孤对电子对数 分子类型 电子对的排布模型 立体结构 实 例 2 3 4 直线形 2 0 AB2 直线形 3 0 AB3 平面 三角形 2 1 AB2 V形 O3 SO2 平面 三角形 BF3、BCl3、 SO3 CO2、BeCl2 正四面体 正四 面体 三角 锥形 V形 H2O 4 0 AB4 3 1 AB3 2 2 AB2 NH3、NF3 CH4、CCl4 价层电子对互斥构型(VSEPR模型)是价层电子对的空间构型。 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，两者的构型一致； 当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。 分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。 模型建构：应用VSEPR模型预测分子或离子的空间结构 “算” 价层电子对数 “略” 孤电子对 “识” 中心原子 “定” VSEPR模型 “得” 分子或离子的空间结构 σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数 归纳总结 注意：多中心原子的分子，中心原子孤电子对的计算公式不适合。 问题1：C2H2、C2H4、C2H6、苯分子中碳原子的空间构型如何？ 问题2：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′？ 109°28′ 107° 105° 原因：孤电子对对成键电子对的排斥作用，孤电子对越多，排斥力越大，键角越小。 CH4 中心原子没有孤电子对，NH3 中心原子有一个孤电子对，H2O 中心原子有两个孤电子对，故键角：CH4 ＞ NH3 ＞ H2O 归纳总结 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 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 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 归纳总结 问题3：同为三角锥形结构，键角NH3>PH3 而NH3>NF3？H2O和H2S都是V形结构，但键角：H2O>H2S？从电负性的角度分析原因。 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。 归纳总结 化学式 H3O+ NH2- O3 CHCl3 COCl2 PCl3 σ键 电子对 孤电 子对 价层电子对 分子空间结构 1、用VSEPR模型推测下列微粒的空间结构： 3 1 三角锥形 2 2 V形 2 1 V形 4 0 四面体形 3 0 平面 三角形 3 1 三角锥形 4 4 4 4 3 3 学习评价 2. 下列分子的VSEPR模型与分子的空间结构相同的是（ ） A A. CCl4 B.SO32- C.NH3 D.H2O 3．下列分子结构与分子中共价键键角对应正确的是 ( 　) A．直线形分子：180°　 B．平面正三角形：120° C．三角锥形：109°28′ D．正四面体形：109°28′ B HCl也是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角 氨分子呈三角锥形，键角为107° 白磷分子是正四面体形分子，但键角分别60° 学习评价 ABn 型分子的VSEPR模型和分子的空间结构 价层电子对数 VSEPR 模型 σ键电子对数 孤对电子对数 分子类型 VSEPR 模型图像 分子的 空间结构 实 例 2 3 4 直线形 2 无 AB2 直线形 CO2、BeCl2 3 无 AB3 平面 三角形 2 1 AB2 V形 SO2、O3 平面 三角形 BF3、BCl3、SO3 正四面体形 正四面体 三角锥形 V形 H2O、H2S 4 无 AB4 3 1 AB3 2 2 AB2 NH3、PH3、NF3 CH4、CCl4、SiF4 四面体形 四面体形 课堂小结 4、有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示： ， 。下列说法错误的是( ) A、X的组成为CH3+ B、Y的组成为CH3- C、X的价层电子对数为4 D、Y中键角小于120° C 学习评价 5、用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的立体构型，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、COCl2、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 C 学习评价 $