第2章 第2节 第2课时 价层电子对互斥模型-【成才之路·学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步新课程学习指导(人教版)

mol×2=-184.9kJ·mol,1molH2在2 mol Cl2中燃烧 参加反应的H2和Cl2都是1mol,生成2 mol HCl,故放出的热 量为184.9kJ。(2)由表中数据计算知1molH2在C2中燃 烧放热最多，在1，中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物 越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF>HCl,故1molH,在 F,中燃烧比在C2中燃烧放热多。 第二节分子的空间结构 第1课时分子结构的测定多样的分子空间结构 学习任务一 一、必备知识 1.化学性质 2.红外光谱X射线衍射 3.(1)化学键官能团(2)0-HC-HC一0羟基 4.(1)相对分子质量最大(2)92 二、自学辨析 1.×提示：通过红外光谱仪可以测得分子含有何种化学键或 官能团。 2.×提示：质谱图上质荷比最大的微粒的质荷比为分子的相 对分子质量。 3.×提示：质谱图中最大的质荷比=相对分子质量，该分子的 相对分子质量为231。 三、课堂探究 典例1：BA中不存在0一H;C中有机化合物的相对分子质量 是46：D中还存在C=0。 对点训练1：A本题所给选项中有机物的结构简式分别为 0 0 CH,一C-OCH2CH3、 CH,CH,CH,C一OH 0 CH 0 H一C一0一CH2CH2CH3、CH,一CH一CH2一C-OH。首 先排除D项，因D项的分子式为C,HoO2,与题干不符；再由 题图可知有不对称一CH,、C一O一C,则排除B、C项：而A项 存在不对称一CH,、C=0与C一0一C,所以该有机物可能是 CH,COOCH2CH3。 学习任务二 一、必备知识 2.0=C=0180°直线形V形120°平面三角形三角 锥形10928'正四面体形 二、自学辨析 1.×提示：NH3分子的空间结构为三角锥形，键角为107° CH4分子的空间结构为正四面体形，键角为10928'。 2.V提示：C02和CS2都为直线形分子。 3.×提示：CH,Cl不是正四面体结构。 4.×提示：不一定，如白磷(P4)中的键角为60°。 三、课堂探究 典例2：DNC,分子的电子式为：C:N:C1:,分子中各原 Cl 子都满足8电子稳定结构，A错误；P4为正四面体形，但其键 角为60°，B错误：C0,分子呈直线形结构，H,0分子呈V形结 —16 构，C错误；铵根离子和甲烷分子结构相似，根据甲烷分子结 构确定铵根离子结构为正四面体形，D正确。 对点训练2：BHC1也是直线形分子，因只有一个共价键，故不 存在键角，A项错误：氨分子呈三角锥形，键角为107°，C项错 误；甲烷、白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为 10928'、60°，D项错误。 课堂素养评价 1.C红外光谱仪工作原理：当一束红外线透过分子时，分子会 吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到 图谱上呈现吸收峰。红外光谱主要测定物质化学键和官 能团。 2.B从题图中可看出其右边最高质荷比为16，是H质荷比的 16倍，即其相对分子质量为16，可能是甲烷。 3.CCH4为正四面体形分子，所有原子不可能都处于同一平 面，故A错误：H,O,是立体结构，NH,为三角锥形分子，所有 原子不可能都处于同一平面，故B错误；C2H,、C。H。是平面结 构，CO是平面三角形结构，所有原子都处于同一平面，故C 正确：CC,为正四面体形分子，HO是三角锥形结构，所有原 子不可能都处于同一平面，故D错误。 4.(1)V形(2)直线形(3)ad 【解析】(1)、(2)中可由键角直接判断分子的空间结构。 (3)五原子分子CH,可能有平面四边形和正四面体两种空间 结构，不管为哪种，b、c两项都成立；若为平面四边形，则键角 0 公 为90°，CH,CL2有两种：H一C一C1和C1一C一Cl;若为正四 H 面体，则键角为10928'，CH2C2只有一种。 第2课时 价层电子对互斥模型 学习任务 一、必备知识 1.（1)空间结构相互排斥 (2)中心原子电子对孤电子对 (3)①σ键电子对数+中心原子的孤电子对数 ②34(a-xb)价电子数原子的最外层电子数中心 原子的价电子数离子的电荷数中心原子的价电子数离 子的电荷数（绝对值）与中心原子结合的原子数最多能 接受的电子数18-该原子的价电子数 2.02直线形直线形13平面三角形V形03 平面三角形平面三角形24四面体形V形14 四面体形三角锥形04正四面体形正四面体形 二、自学辨析 1.×提示：价层电子对数是σ键电子对数与中心原子上的孤 电子对数之和。 2.×提示：孤电子对数是指没有成键的价电子对数，不等于π 键数。 3.×提示：中心原子有孤电子对时，二者不一致；当中心原子 无孤电子对时，二者一致。 三、课堂探究 典例：BH,O、H,S、H,Se的中心原子的价层电子对数均为2+ 6-2×1=4,含有2个孤电子对，分子的空间结构均为V形， 2 由于电负性0>S>S,中心原子电子云密度H2O>H,S> H,Se,故键角H,O>H,S>H,Se,故A错误；AlCl3的中心原子 的价层电子对数为3+3-了×1-3，不含孤电子对，空间构型 2 为平面三角形；S0,中心原子的价层电子对数为3+6-3×2 =3,不含孤电子对，空间构型为平面三角形，故B正确：BF 中心原子的价层电子对数为3+3-3×1=3，不含孤电子对， 2 空间构型为平面三角形，NF,中心原子的价层电子对数为3+ 5-3×1=4,含1个孤电子对，是三角锥形分子，故C错误； 2 Q0;的中心原子的价层电子对数为3+8-？×2=4，含1个 2 孤电子对，空间构型为三角锥形，故D错误：故选B。 对点训练：DS0,中中心S原子价层电子对数为2+6-2×2 3,有1个孤电子对，分子空间构型为V形，C02是直线形的分 子，故A错误；4,0中心0原子价层电子对数为2+6-？×1 =4,有2个孤电子对，分子空间构型为V形，键角为104.5°； 0,中心0原子价层电子对数为2+6-？×2=3，有1个孤电 2 子对，分子空间构型为V形，键角小于180°，故B错误；BF中 中心B原子价层电子对数为3+3-3×1=3，没有孤电子对， 为平面三角形，P,中中心P原子价层电子对数为3+ 5-?×1=4,有一对孤电子对，为三角锥形，故C错误：C0号 2 中中心C原子价层电子对数为3+4+2,3×2=3，没有孤电 子对，是平面三角形：S03中中心S原子价层电子对数为3+ 6-3×2=3,没有孤电子对，为平面三角形，故D正确。 2 课堂素养评价 H 1.BSiH4、H,O、CH4、NH的电子式分别为H:Si:H、H:O:H、 ， H H H:C:H、H:N:H,HO分子中的O原子上有两个孤电子 H H 对，NH,分子中的N原子上有一个孤电子对。 2.DS03的中心原子硫原子的价电子数为6，与中心原子结合 的原子数为3，氧原子最多能接受的电子数为2，则中心原子 的孤电子对数=宁(6-3×2)=0，放价层电子对数=0键电 子对数=3，SO,的空间结构与其VSEPR模型一致，为平面三 角形。 3.B当中心原子无孤电子对时，VSEPR模型与空间结构一致。 S0的中心原子的孤电子对数=号×(6+2-3×2)=1， 0:的中心原子的孤电子对数=子×(7+1-4×2)=0： 1 N0,的中心原子的孤电子对数=2×(5+1-2×2)=1； C0,巾心原子的孤电子对数=子x(7+1-3x2)=1。所 以只有B符合题意。 16 4.DNH中，N原子上的价层电子对数=4+5-14x1=4 N原子上无孤电子对，则NH的空间结构为正四面体形；PH 中，P原子上的价层电子对数=3+5-3×1=4，P原子上有1 2 个孤电子对，则PH3分子的空间结构为三角锥形；H0中，O 原子上的价层电子对数=3+6-1,3×1=4,0原子上有1 2 个孤电子对，则H,0的空间结构为三角锥形；O℉2中，0原子 上的价层电子对数=2+6-？×1=4,0原子上有2个孤电子 2 对，则OF2分子的空间结构为V形。 5.(1)NH中N原子含有1对孤对电子，而H,0中0原子含有 2对孤对电子，H,O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用 较大 (2)正四面体形4 【解析】(1)H2O分子中O原子和NH3分子中N原子的价 层电子对数均为4，前者有2个孤电子对，后者有1个孤电子 对，由于孤电子对的排斥力大于σ键电子对，则中心原子含有 孤电子对越多，共价键的键角越小，故H,O的键角小于NH 的。(2)0离子中P的价层电子对数为4+5+3,4×2 4,不含孤电子对，则VSEPR模型和PO离子的空间构型均 为正四面体形。 第3课时杂化轨道理论简介 学习任务一 一、必备知识 1.价键鲍林 2.(1)2s2psp3(2)sp3g正四面体 3.（1)13正四面体形(2)12120°平面三角形 (3)11180°直线形 二、自学辨析 1.V提示：轨道杂化前后数目相等，轨道形状和能量发生 变化。 2.×提示：杂化轨道只能用于形成0键或容纳孤电子对，不能 形成T键。 3.V提示：杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、 最小排斥原理，这样能量才能最低，分子才能最稳定。 三、课堂探究 典例1：C根据VSEPR理论，CO2分子中中心原子价电子对数 =2+4-2×2=2,根据杂化轨道理论，中心C原子为sp杂 2 化，S0,分子中中心原子价电子对数=2+6-？×2=3，中心s 原子为sp杂化，二者中心原子的杂化轨道类型不同，故A不 选：根据VSEPR理论，BCL,分子中中心原子价电子对数=2 +2-?×1=2,根据杂化轨道理论，中心Be原子为sp杂化， 2 BF,分子中中心原子价电子对数=3+3-3x1=3,中心B原 子为sp杂化，二者中心原子的杂化轨道类型不同，故B不 选；根据VSEPR理论，CH4分子中中心原子价电子对数=4+ 4-4×1=4,根据杂化轨道理论，中心C原子为p杂化， 2038 4.(2024·南京高二检测)(1)硫化氢(H,S)分子中，两个H一S的夹角接近90°，说明H,S分子的空 间结构为 (2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C一S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是 (填字母)。 a.两个键之间的夹角为109281 b.C一H为极性共价键 c.4个C一H的键能、键长都相等 d.二氯甲烷(CH,CL2)只有一种（不存在同分异构体） 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[9] 第2课时 价层电子对互斥模型 学习目标 1.了解价层电子对互斥理论。 2.能利用价层电子对互斥模型预测简单的共价分子（或离子）的空间结构。 学习任务：价层电子对互斥模型 一必备知识 1.价层电子对互斥模型0 ①价层电子对互斥模型图解 (1)价层电子对互斥模型：分子的 是中心原子周围的“价层 价层电子对看成一个整体 电子对” 的结果。 (2)VSEPR的价层电子对：指分子中 与结合原子间的σ键 和中心原子上的 价层电子对产生互斥力确 (3)中心原子上价层电子对的计算 定了分子空间模型 ①价层电子对数= ②计算方法 孤 a.σ键电子对数可由化学式确定，中心原子形成的σ键电子对数 ⊙S:⊙ 等于与中心原子形成共价键的原子数。如NH,分子中，N有 穿 个σ键电子对，S0?有 个σ键电子对。 b.中心原子上的孤电子对数®=】 ,式中a表示中心原 河··风 子的 。对于主族元素：a= 0 对于阳离子：a= 对于 阴离子：a= + 。x表示 S相对C多2个价电子，即 b表示与中心原子结合的原子 1个孤电子对，则该孤电子 氢为 其他原子= 对与σ键同时产生斥力， 呈现V形 039 2.VSEPR模型与分子（或离子）的空间结构 H,0中氧原 价层电子对数 价层电子对 VSEPR模型略去孤电子对分子或离子的空 子有2个孤 相互排斥 电子对，产 间结构。 生的斥力与 分子 孤电子 价层电子 VSEPR 分子（或离子的 S0,不同，所以H,0分子中 (或离子)】 对数 对数 模型名称 空间结构名称) 键角小于S02分子中键角 C02 S02 ®中心原子的孤电子对数目 CO =中心原子的价层电子对 数-与中心原子形成共价 H20 键的原子数。 NH CH 三自学辨析 1.价层电子对数就是σ键电子对数。 目用价层电子对互斥模型推 测分子（或离子）的空间结 2.孤电子对数等于π键数。 构时的常见错误 3.价层电子对的VSEPR模型与分子的空间结构一定一致。 1)计算阴、阳离子的中心 三课堂探究 原子的价层电子对数时未 考虑离子所带电荷而计算 典例：(2024·河北省石家庄市高二期末)用价层电子对互斥理论 错误。 (VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测 2)由电子式或路易斯结构 式判断中心原子价层电子 键角大小。下列判断正确的是 ( ) 对数时未将双键或三键当 A.H,O、H,S、H,Se分子的空间结构均为V形，且键角：H0<H,S 作一对价层电子对计算。 <H,Se 3)不能准确区分和判断孤 电子对数和成键电子对数。 B.A1Cl3、S0,都是平面三角形的分子 判断AB.型分子中孤电子 C.BF3和NF3中心原子上的孤电子对数相等 对数的简单方法为孤电子 D.CIO,的空间结构为平面三角形 对数=价层电子对数-n。 要点归纳： 4)误将VSEPR模型当作分 子或离子的空间结构。 1.VSEPR模型的应用一预测分子或离子空间结构③ 5)错误地利用相似性规律 (1)基本思路：对于ABn型分子，利用VSEPR模型推测分子或离 判断分子或离子的空间 子空间结构的思路如下： 结构。 确定价层 价层电子对尽可能远离均分空间 价层电子对 分子 电子对数 空间结构 去掉孤电子 或离 子的 确定孤电 对所占空间 孤电子对的排斥作用较强，孤电 形变后的 空间 子对数 子对与成键电子对尽可能远离 空间结构 结构 040 (2)分子或离子中心原子价层电子对数、成键电子对数、孤电子对数与分子或离子的空间结构 的关系 价层电子 VSEPR模 成键电子 孤电子 电子对的 分子或离子的 实例 对数 型名称 对数 对数 排列方式 空间结构名称 2 直线形 2 0 :A: 直线形 BeCl2、CO2 平面 BF3、BCL,、 三角形 Co、NO, 平面 3 三角形 2 V形 S02、N02 正四面 CH4、CCL4、 0 体形 NH 四面 NH、PCl,、 3 三角锥形 体形 S0}、C10 2 2 V形 H20、H2S 2.价层电子对之间的相互排斥作用大小 (1)孤电子对一孤电子对>孤电子对一成键电子对>成键电子对一成键电子对。 (2)孤电子对数越多，与成键电子对斥力越大，成键原子所形成的键角越小。 (3)结构相同的物质，中心原子元素的电负性越大，吸引电子的能力越强，成键电子对距离中心 原子较近，成键电子对之间的斥力越大，键角越大。 (4)三键斥力>双键斥力>单键斥力。 对点训练：(2025·江苏省南通市高二期中)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子 或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是 () A.S02、C02都是直线形的分子 B.H20键角为120°，03键角为180° C.BF3和PCL,都是三角锥形的分子 D.CO号、S03都是平面三角形的粒子 课堂素养评价 1.(2025·哈尔滨高二检测)下列微粒中，中心原子含有两个孤电子对的是 A.SiH B.H20 C.CH D.NH 2.用价层电子对互斥模型判断$0，的空间结构为 ( A.正四面体形 B.V形 C.三角锥形 D.平面三角形 3.(2024·北京东城高二下期末)下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是 A.S03 B.CIO C.N02 D.CIO 041 4.(2025·郑州高二检测)下列分子或离子中，中心原子价层电子对的VSEPR模型为四面体形，而 分子或离子的空间结构为V形的是 A.NH B.PH, C.H30 D.OF2 5.完成下列问题。 (1)H,0的键角小于NH3的键角，分析原因 (2)磷酸根离子的空间构型为 ,其中P的价层电子对数为 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[10] 第3课时 杂化轨道理论简介 学习目标 1.通过杂化轨道理论的学习，能从微观角度理解中心原子的杂化轨道类型对分子空间结构 的影响。 2.掌握中心原子杂化轨道类型判断的方法，建立分子空间结构分析思维模型。 学习任务一：认识杂化轨道理论 一必备知识 1.杂化轨道理论的提出 ①CH,杂化轨道图解 杂化轨道理论是一种 理论，是 为了解释分子的空 间结构提出的。 1s 2s 2.用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成① (1)杂化轨道的形成：在形成CH4分子时，C原子的一个 轨 C原子杂化前 道和三个 轨道发生混杂，形成4个能量相等的 杂化轨道。 1s3 p (2)化学键的形成：4个 杂化轨道分别与4个H原子的1s 轨道重叠形成4个C一H 键，所以4个C一H是等同的， C原子杂化后 呈现 的空间结构 形成分子