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模型（VSEPR），通过对比CO₂、H₂O等分子空间结构差异设问，衔接分子结构与性质的关联，以问题驱动搭建从具体实例到理论模型的学习支架。 其亮点在于采用任务驱动设计和表格对比梳理σ键电子对、孤电子对计算及VSEPR模型应用，结合键角影响因素探究，培养科学思维中的模型建构与证据推理能力。通过实例分析与学习评价，助力学生深化物质结构决定性质的化学观念，也为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构 第2课时 价层电子对互斥模型 CO2 直线形 180° H2O V形 105° CH2O 平面三角形 约120° NH3 三角锥形 107° CH4 正四面体形 109°28′ 问题：三原子分子CO2和H2O，四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？ 有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥模型，简称VSEPR，可以预测分子的空间结构。还有一种较为复杂的杂化轨道理论模型，可以解释分子的空间结构(下一节讲)。 1.价层电子对互斥模型发展史 1940年英国化学家希德威克在总结实验事实的基础上，提出一种简单的理论模型，用以预测简单分子和离子的空间结构。 50年代初加拿大化学家吉来斯必等人又发展了这一理论，定名为价层电子对互斥模型，简称VSEPR模型。 任务一 价层电子对互斥模型 3 2.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。 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 任务一 价层电子对互斥模型 4 1.价层电子对数 中心原子的价层电子对数(VP)＝成键σ键电子对数 + 孤电子对数 任务二 中心原子价层电子对数 化学式 电子式 结构式 CO2 H2O CH2O NH3 CH4 成键电子对 孤电子对 O=C=O O H H O=C H H 成键σ键电子对 孤电子对 价层电子对 5 2.成键σ键电子对数——化学式确定 成键σ键电子对数=与中心原子结合的配体原子数 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 注：多重键只计算σ键电子对，不计π键电子对。即，共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个σ电子对。 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 任务二 中心原子价层电子对数 6 3.孤电子对数 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 任务二 中心原子价层电子对数 7 3.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 CO2 CO32- NH4+ H3O+ SO32- 计算中心原子上的孤电子对数= 1/2(a-χb) 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 中心原子价层电子对数 8 任务三 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 9 化学式 BeCl2 CO2 SO2 CO32- CH4 NH4+ NH3 H2O σ键电子对 孤电子对 价层电子对 VSEPR模型 分子空间结构 2 2 3 4 4 3 2 0 1 0 0 0 1 2 2 3 3 4 4 4 4 直线 平面 三角 平面 三角 四面体 四面体 四面体 四面体 直线 V形 平面 三角 正四 面体 正四 面体 三角锥 V形 三、VSEPR模型 2 0 2 直线 直线 四、分子的空间结构 略去孤电子对 任务三 根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 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。 探究课堂 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 任务三 根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 12 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：C2H2、C2H4、C2H6、苯分子中碳原子的空间构型如何？ 补充 13 问题：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′？ 成键电子对相互排斥 一对孤电子对对成键电子对排斥 两对孤电子对对成键电子对排斥 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。 109°28′ 107° 105° 补充 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。 14 问题：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。 补充 15 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 探究课堂 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 $