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 本节重点 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。 第2课时 价层电子对互斥模型 共价键：原子间价层电子通过共用 电子形成的化学键 价层电子： 主族元素：最外层 副族元素：3d+最外层 0族元素：ns2np6或1s2 【复习回顾】 成键电子对（σ键电子对）：用于形成共价键的电子对 孤电子对：未用于形成共价键的电子对 【复习回顾】 H2O (V形105°) 中心原子O与H成2个σ键，中心原子O有2个孤电子对。 NH3 ( 三角锥形107°) 中心原子N与H成3个σ键，中心原子N有1对孤电子对 孤电子对：未用于形成共价键的电子对成键电子对：用于形成共价键的电子对 找出下列电子式孤电子对、成键电子对（σ键电子对） CO2(直线形180°) 中心原子C与O成2个σ键，中心原子C有0个孤电子对。 CH2O (平面三角形约120°) 中心原子C与H、O成3个σ键，中心原子C有0个孤电子对。 不是中心原子C的孤电子对。 【思考交流】 同为三原子分子H2O、四原子分子NH3，观察分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分子空间结构与什么有关？ 分子的空间结构与中心原子成键电子对（σ键电子对）以及中心原子的孤电子对，它们都在空间占据一定的位置，角度，影响分子的空间结构。 一、分子的空间结构 (VSEPR模型) 1、价层电子对互斥模型 ( VSEPR models) (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”相互排斥的结果。 (2)价层电子对: 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。 2、价层电子对数的确定方法 1.中心原子的 σ 键电子对数的计算（可从化学式来确定） 若ABn型分子中，A与B之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥模型把双键或三键作为一对电子对看待不计 π 键电子对。 分子 中心原子 σ键数 H2O O 2 NH3 N 3 SO3 S 3 SO42- S 4 σ 键电子对数 ＝ 结合原子数 对ABn型的分子或离子有： ABn 、ABnm+、ABnm- σ 键电子对数 ＝ n 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） A B n 中心原子 配位体(可以是原子、分子或原于团) 配位体个数 价层电子对数＝σ 键电子对数+孤电子对数 2. 中心原子的孤电子对数的计算 ①根据电子式直接确定：适用于简单、熟悉的分子或离子 孤电子对数：中心原子价层上未用于形成共价键的电子对 1 2 0 0 0 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） 价层电子对数＝σ 键电子对数+孤电子对数 孤电子对数： ②根据公式计算确定 中心原子上孤电子对数＝ (a-xb± 粒子得失的电子数) 2 1 a 中心原子A 的价层电子数 主族元素 =最外层电子数 阳离子 =中心原子的价层电子数－离子的电荷数 阴离子 =中心原子的价层电子数 ＋︱离子的电荷数︱ x 与中心原子结合的B原子数（配位体个数） b 与中心原子结合的B原子最多能接受的电子数 H =1 其他原子 =8-该原子的价层电子数 2.中心原子的孤电子对数的计算 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） 价层电子对数＝σ 键电子对数+孤电子对数 针对不知道电子式的微粒计算。 H: b=1 O: b=2 S: b=2 Se：b=2 F: b=1 Cl：b=1 N：b=3 b：与中心原子结合的原子最多能接受（容纳）的电子数 （氢为1，其他原子为“8减去该原子的价电子数”即8-价电子数） 中心原子的孤电子对数＝ (a-xb± 粒子得失的电子数) 2 1 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） 【例1】计算中心原子上的孤电子对数 分子或离子 中心原子 a x b 孤电子对数 CO2 SO2 CO32- NH4+ CH2O C 4 2 2 (4-2×2)÷2＝0 中心原子的孤电子对数＝ (a-xb) 2 1 S 6 2 2 (6-2×2)÷2＝1 C 4+2=6 3 2 (6-3×2)÷2＝0 N 5-1＝4 4 1 (4-4×1)÷2＝0 二、价层电子对数目的计算 1. a 中心原子价电子数 ± 粒子得失 的电子数） 2. x 配位体个数 (可以是原子、分子或原于团) 3. b 配位体单电子个数 孤电子对数：CO2: 1/2(4-2×2)=0 SO2:1/2(4-2×1-1×2)=0 CO32- : 1/2(4+2-3×2)=0 NH4+:1/2(5-1-4×1)=0 CH2O:1/2(4-2×1-1×2)=0 C 4 2+1 1和8-6 0 分子或离子 中心原子 a x= σ键 b 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 SO2 SO3 BF3 NO3- SO42- CO32- NH4+ HCN CH2O S 6 2 2 1 2+1 S 6 3 2 0 3+0 B 3 3 1 0 3+0 N 5+1 3 2 0 3+0 S 6+2=8 4 2 0 4+0 C 4+2=6 3 2 0 3+0 N 5-1=4 4 1 0 4+0 C 4 2 1和3 1/2(4-1×1-3×1)=0 2 C 4 3 1和2 1/2(4-2×1-1×2)=0 3 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） 价层电子对数＝σ 键电子对数+孤电子对数 代表物 电子式 中心原子结合原子数 σ键电 子对 孤对电子对 价层电子对数 H2O NH3 CH4 CO2 2 3 4 2 2 2 4 3 1 4 4 0 4 2 0 2 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） 价层电子对数＝σ 键电子对数+孤电子对数 三、价层电子电子对互斥模型（VSEPR模型） 用“ 气球空间互斥”类比中心原子周围“电子对互斥”，电子显负电性，相互排斥，尽可能远离而处于不同的空间取向，采取对称分布，使分子结构稳定。 中心原子价层电子对数 电子对 互斥 气球空间互斥 VSEPR 模型 2 直线形 （ 180°） 3 平面三角形 （正三角形120°） 4 四面体形 （正四面体形109°28′） VSEPR 理想模型 VSEPR模型的应用的步骤 1 2 5 3 4 计算中心原子的σ键电子对数 计算中心原子上的孤电子对数 价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数 确定VSEPR理想模型 略去孤电子对，确定分子（或离子）的空间结构 ①中心原子无孤电子对的分子,两种模型结构相同， 即VSEPR模型 = 分子的真实结构（无孤电子对）。 ②若分子的中心原子有孤电子对，VSEPR 模型去掉孤对电子，才得到分子 的真实结构。 三、价层电子电子对互斥模型（VSEPR模型） 14 中心原子不含孤电子对 分子 或离子 σ键电子 对数 孤电子 对数 VSEPR模型及名称 分子(或离子)的 空间结构及名称 CO2 CO32- CH4 2 0 3 0 4 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 【例2】用价层电子对互斥模型完成下列问题。 四、VSEPR模型的应用 ①预测分子立体构型 二、价层电子对数目的计算 (成键电子对+孤电子对） 价层电子对数＝σ 键电子对数+孤电子对数 中心原子的孤电子对数＝ (a-xb± 粒子得失的电子数) 2 1 注意事项： (1)中心原子上的价电子全部用于形成共价键的分子，即中心原子上无孤电子对，其空间结构与VSEPR模型相同，如CO2、CH4等。 (2)中心原子上有孤电子对时，其空间结构与VSEPR模型不同，如H2O、NH3等。 (3)利用公式(a－xb)计算中心原子的孤电子对数时，若出现小数，则采用近似值处理，如NO2分子中的σ键数是2，中心原子上的孤电子对数是×(5－2×2)=0.5≈1，则NO2分子中心N原子的价层电子对数是3，空间结构为V形。 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 H2O SO2 1 4 2 3 1 4 中心原子含孤电子对 四面体形 四面体形 平面三角形 三角锥形 V形 V形 四、VSEPR模型的应用 【例2】用价层电子对互斥模型完成下列问题。 ①预测分子立体构型 【例3】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′？ 价层电子对之间斥力的一般规律：1.孤电子对越多，斥力越大，键角越小。 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。 ②判断分子中键角的大小 解析：CH4、H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形 H2O中含有两对孤电子对而NH3中含有一对孤电子对，H2O中孤电子对对成键电子对的排斥作用较大。 CH4 NH3 H2O 四、VSEPR模型的应用 18 1.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 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 2.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 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 注意 预测NO2、NO2-、NO2+的结构并比较键角大小 NO2 价层电子对为3，VSEPR模型为平面三角形，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模型为直线型，孤电子是0，键角180°。 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 作业： 课堂小结 σ键电子对 中心原子上的孤电子对 价层电子对数 VSEPR 理想模型 略去孤电子对 分子的 空间结构 价层电子对互斥(VSEPR)模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。 当分子或离子的中心原子杂化类型相同、孤电子对数也相同时，成键原子的电负性强弱直接影响成键电子对的偏移方向和偏移程度。 (1) 中心原子 结构相同且孤电子对数也相同， 中心原子的电负性越大，中心原子对成键电子对吸引力越大，成键电子对相对集中，空间斥力增大，键角越大；反之，键角越小。 (2) 中心原子相同、VSEPR 结构相同且孤电子对数也相同， 成键原子的电负性越大，成键原子对成键电子对吸引力越大，成键电子偏离中心原子，空间斥力变小，键角越小。 2. 中心原子/成键原子的电负性对键角大小的影响 利用VSEPR比较分子键角 四、VSEPR模型的应用 22 同一个粒子中不同共价键的键角，由于斥力：三键-三键 三键-双键 双键-双键 双键-单键 单键-单键,则键角大小不同。 3. 化学键类型对键角的影响 利用VSEPR比较分子键角 例4(1)乙烯( )分子中键角①___(填“> ”“< ”或“= ”，下同)键角②，原因是斥力大小：双键—单键___单键—单键。 (2)乙酸分子( )中的键角1______(填“大于”“等于”或“小于”)键角2，原因是_________________________________________。 大于 对的斥力大于对的斥力 四、VSEPR模型的应用 23 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $