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

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 人教版选择性必修二 学习 目标 第2课时 价层电子对互斥模型 PART 01 PART 02 理解价层电子对互斥理论的含义。 能用价层电子对互斥模型判断和解释分子或离子的结构。 课堂导入 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？ CO2 直线形 180° CH2O 平面三角形 约120° H2O V形 105° NH3 三角锥形 107° 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模型(VSEPR models) ，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。 一 、价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 1、内容： 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。 ABn型分子： 价层电子对 互相排斥 尽可能远离 能量最低最稳定 注意：多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对。 价层电子对数：是指分子中的中心原子与成键原子间的 σ 键电子对和中心原子上的孤电子对数 一 、价层电子对互斥模型 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 ①σ 键电子对数 由化学式确定 σ键电子对数＝中心原子结合的原子数 一 、价层电子对互斥模型 分子 中心原子 共价键 键数 σ键电子对数 H2O NH3 SO2 SO42- 2 3 2 4 O N S S O－H N－H S－O S－O 2 3 2 4 ②中心原子上的孤电子对数的确定方法 a：根据电子式直接确定 1 2 0 0 0 0 一 、价层电子对互斥模型 b：根据公式计算确定 一 、价层电子对互斥模型 中心原子上的孤电子对数= 公式中各字母 的含义： a 中心原子的价电子数 主族元素 =最外层电子数 阳离子 =中心原子的价电子数-离子的电荷数 阴离子 =中心原子的价电子数+︱离子的电荷数︱ x 与中心原子结合的原子数 b 与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 H =1 其他原子 =8-该原子的价电子数 分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42- S N C C S 0 1 4 5-1=4 1 2 2 6 4+2=6 4 6+2=8 3 2 4 2 0 0 2 2 0 a: 对于原子：为中心原子的最外层电子数 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 例:分析下表中分子或离子的孤电子对数 一 、价层电子对互斥模型 孤电子对数＝ (a-xb) 2 1 4 2 3 4 2 0 0 1 课堂练习 9 例.计算价层电子对数=中心原子的σ键电子对数+孤电子对数 代表物 电子式 中心原子结合的原子数 σ键 电子对数 孤电子数 价层电子对数 H2O NH3 CO2 CH4 : : : H O H : : : : H N H : H : : : H C H : H H O C O :: :: : : : : 2 3 4 2 2 2 4 3 1 4 4 0 4 2 0 2 一 、价层电子对互斥模型 3、确定价层电子对互斥模型 一 、价层电子对互斥模型 价层电子对数 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 VSEPR 模型 VSEPR 模型名称 直线形 平面三角形 四面体形 三角双锥 八面体形 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 SO2 2 1/2×(6-2×2)=1 3 平面三角形 V形 S : : : 价层电子对互斥模型 分子空间构型 略去孤电子对 一 、价层电子对互斥模型 4、确定分子空间结构的方法 去掉VSEPR 模型中的孤对电子，得到分子的真实构型。 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 NH3 3 1/2×(5-3×1)=1 4 正四面体形 三角锥形 N : : : : 价层电子对互斥模型 分子空间构型 略去孤电子对 一 、价层电子对互斥模型 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 NH4+ 4 1/2×(4-4×1)=0 4 正四面体形 正四面体形 N : : : : 价层电子对互斥模型 分子空间构型 略去孤电子对 一 、价层电子对互斥模型 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电子对数 CO32- 3 1/2×(6-3×2)=0 3 平面三角形 平面三角形 C : : : 价层电子对互斥模型 分子空间构型 略去孤电子对 一 、价层电子对互斥模型 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电 子对数 价层电子对结构模型 空间 构型 CO2 ClO2 BF3 PF3 ClO3- SO32- SO42- 课堂练习 微粒 σ键 电子对数 孤电子对数 价层电 子对数 价层电子对结构模型 空间 构型 CO2 2 0 2 直线形 直线形 ClO2 2 2 4 正四面体形 V形 BF3 3 0 3 平面三角形 平面三角形 PF3 3 1 4 正四面体形 三角锥形 ClO3- 3 1 4 正四面体形 三角锥形 SO32- 3 1 4 正四面体形 三角锥形 SO42- 4 0 4 正四面体形 正四面体形 课堂练习 思考与讨论：价层电子对互斥模型和分子的空间结构是相同的分子构型吗？ (1)区别 ① VSEPR模型指的是包括共价键和孤对电子在内的分子空间构型。 ②分子的空间结构指的是略去VSEPR模型中的中心原子上的孤对电子得到的组成分子的所有原子(只考虑分子内的共价键)所形成的分子空间构型。 (2)联系 ①当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致。 ②当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。 课堂练习 5、VSEPR模型应用 ①预测分子立体构型 （1）确定σ键电子对数 （2）确定中心原子上的孤电子对数 （3）得到中心原子上的价层电子对数 价层电子对数 ＝σ键电子对数＋孤电子对数 （4）画出分子的VSEPR模型 （5）略去孤电子对，得到分子的立体构型 一 、价层电子对互斥模型 ②判断分子中键角的大小 5、VSEPR模型应用 思考：H2O的键角小于NH3的，NH3的键角小于CH4的分析原因。 CH4 H2O NH3 ①CH4、H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形 ②CH4、NH3、H2O的孤电子对数分别为0、1、2；孤电子对越多，与成键电子对之间的排斥力越大，键角越小。所以键角CH4>NH3>H2O 一 、价层电子对互斥模型 结论：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 >成键电子对－单电子 练习：NO2与SO2空间构型均为V形，NO2键角大于120°，分析原因 NO2与SO2的价层电子对均为3，VSEPR模型均为平面三角形，但NO2中孤电子是一个单电子，NO2键角大于120°，SO2键角小于120° 说明斥力：电子对-电子对 > 电子对-单电子。 课堂练习 练习：预测NO2、NO2-、NO2+的结构并比较键角大小 NO2价层电子对为3，VSEPR模型均为平面三角形，但NO2中孤电子是一个单电子，由于斥力：电子对-电子对>电子对-单电子，NO2键角大于120°。 NO2-价层电子对为3，VSEPR模型均为平面三角形，孤电子对数为1，由于斥力：孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对，NO2-键角小于120°。 NO2+价层电子对为2，VSEPR模型均为直线型，键角180°。 课堂练习 1.预测分子的空间结构方法： σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型 空间结构 2.比较键角的大小： ①根据VSEPR模型，直线型键角>平面三角形>四面体形 ②VSEPR模型结构相同，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 价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 略去孤电子对 课堂小结 1、下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（ ） A.价层电子对就是σ键电子对 B.孤电子对数由分子式来确定 C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果 D.孤电子对数等于π键数 C 2、下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是 ( 　) A.H2O B.BeCl2 C.CH4 D.PCl3 D 课堂达标 3、多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到电子或失去电子导致的， 根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的是（ ） A.NO2-和NH2- B.H3O+和ClO3- C.NO3-和CH3- D.PO43-和SO42- A 　　 4、下列有关描述正确的是 (　 　) A. N为V形分子 B. Cl的空间结构为平面三角形 C. N的VSEPR模型、空间结构均为平面三角形 D. Cl的VSEPR模型、空间结构相同 C 　　 课堂达标 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 　　 课堂达标 6、运用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的空间结构。 (1) BeCl2 　　 　　　;  (2) SCl2 　　　 ;  SO32- ___________;  (4) PF3 　　 ; (5) H2Se　　　 ; (6) BBr3 ____________; (7) CHCl3　 　; (8) SiF4 ____________。 (9) SO42-　　　 ; (10) CO32- __________; (11) NO3-　 　; (12) CCl4 ____________。 直线形 V形 三角锥形 三角锥形 V形 平面三角形 四面体形 正四面体形 正四面体形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 课堂达标 1、(1)计算下列分子中红色字体对应原子的价层电子对数： ①eq \o(C,\s\do4(·))Cl4________；②eq \o(B,\s\do4(·))eCl2________； ③eq \o(B,\s\do4(·))Cl3________；④eq \o(P,\s\do4(·))Cl3________。 (2)计算下列分子中红色字体对应原子的孤电子对数： ①H2eq \o(S,\s\do4(·)) ________；②eq \o(P,\s\do4(·))Cl5________； ③eq \o(B,\s\do4(·))F3________；④eq \o(N,\s\do4(·))H3________。 $