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

组织建设 第二节　分子的空间结构 第二章 分子结构和性质 课时2 价层电子互斥模型 【思考与交流】 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 H2O NH3 直线形 V形 三角锥形 CH2O 平面三角形 教学引入 H2O中心原子O与H成2个σ键电子对，中心原子O有2个孤电子对。 NH3 中心原子N与H成3个σ键电子对，中心原子N有1对孤电子对 CO2(直线形180°) 中心原子C与O成2个σ键,2个π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键电子对，中心原子C有0个孤电子对。 成键电子对：用于形成共价键的电子对 孤电子对：中心原子未用于形成共价键的电子对 成键数目最多的原子为中心原子 教学内容 1940年，希吉维克和坡维尔在总结实验事实的基础上提出了一种简单的理论模型（价层电子对互斥模型），可用来预测分子或离子的空间结构。 一、价层电子对互斥模型 简单地说， VSEPR模型理论认为分子或离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。 中心σ键电子对 中心原子上的孤电子对 价层电子对 + 价层电子对 相互排斥 彼此远离 能量最低、最稳定 教学引入 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。（因为过渡金属会失去内层电子 【模型探究】学生制作气球模型，以“气球空间互斥”类比“价层电子对互斥”，认识价层电子对互斥模型。 2个气球 直线形 3个气球 平面三角形 4个气球 正四面体形 教学内容 2、确定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 教学内容 ABn型分子： (1) σ键电子对： 除中心原子外，其余原子与中心原子均形成一个σ键 故 σ键电子对数=结合的原子数 价层电子对→判断VSEPR理想模型→用来预测分子的空间结构 3、如何计算价层电子对数？ ②该理论不适合中心原子为过渡金属的分子。 注意： ①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 教学内容 σ键电子对数可由分子式确定：中心原子与几个原子成键，就有几个σ键电子对。 σ键电子对数 →σ键电子对数 ＝ 结合原子数 分子 中心原子 共价键 键数 σ键电子对数 H2O O O－H 2 NH3 N N－H 3 SO3 S S=O 2 2 3 2 教学内容 【思考交流】 结合的原子数 孤电子对指成对，但不成键的价电子。 孤对电子 教学内容 9 计算 价层电子对数 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数 (2)中心原子上的孤电子对数 ①根据电子式直接确定：适用于简单、熟悉的分子或离子 1 2 0 ②由公式计算：针对不知道电子式的微粒计算 中心原子上的孤电子对数＝ 1 2 (a – x b) 表示与中心原子结合的原子数 表示中心原子的价电子数 表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 如：H为1，其余原子为8-最外层电子数 教学内容 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- C 4 2 2 (4-2×2)÷2＝0 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 计算中心原子上的的孤电子对数: 对主族元素：a＝ 对于阳离子：a＝ 对于阴离子：a＝ 最外层电子数 价电子数－离子所带电荷数 价电子数＋︱离子所带电荷数︱ 教学内容 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＋离子的电荷数(绝对值) 11 【思考与讨论】求出NH3和H2O的VSEPR模型，思考实际的空间结构？ 化学式 结构式 含孤电子对的VSEPR模型 分子的空间结构模型 H2O NH3 中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。但在讨论粒子空间构型时应略去孤电子对，才是该粒子的实际空间构型。 教学内容 价层电子对互斥构型(VSEPR模型)是价层电子对的理想空间构型， 分子的空间构型指的是微粒结合形成的空间构型，不包括孤电子对。 两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对： ①当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；如：CH4 ②当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。如：NH3和H2O 【注意】 教学内容 思考与讨论：利用VSEPR模型，预测简单分子或离子的空间结构 分子或离子 中心原子上的孤电子对数 中心原子上的价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 NH2- CHCl3 SiF4 2 4 0 4 0 4 V形 四面体形 正四面体形 四面体形 正四面体形 正四面体形 教学内容 【思考与讨论】CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对，VSEPR模型都是四面体，实验测得NH3、H2O的键角均小于109°28′？ 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 H2O、NH3的的孤电子对分别为2、1，分子中价层电子对间的斥力大小关系： 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。 109°28′ 教学内容 利用VSEPR模型，预测简单分子或离子的空间结构 01 计算中心原子的σ键电子对数＝结合原子数 03 价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数 05 略去孤电子对，确定分子的空间结构 02 计算中心原子上的孤电子对数 04 确定VSEPR理想模型 课堂小结 1、下列物质中，分子的空间结构与氨分子相似的是( ) A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl4 C 2、下列微粒中，中心原子含有孤电子对的是( ) A、SiH4 B、H2O C、CH4 D、NH4+ B 教学反馈 3、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 教学反馈 为了解释和预测分子的空间结构，科学家在归纳了许多已知的分子空间结构的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。 这种模型把分子分成两类：一类是___________________________________；另一类是_________________________。 中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是_____，NF3的中心原子是_____；BF3分子的空间结构是平面三角形而NF3分子的空间结构是三角锥形的原因__________________________________________________________________。 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形。 教学反馈 1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图：呈V型，键角116.5o。 三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。 问题：分子中某1原子有1对没有跟其它原子共用电子叫孤对电子，那么O3分子有 对孤对电子 5 教学延伸* $