2.2.2价层电子对互斥理论 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

　第2节 分子的空间结构 　第二章　分子结构与性质 第2课时 价层电子对互斥模型(一) 1 本节课内容知识点结构图位于下页PPT 回顾——多样的分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 分子的空间结构模型 空间结构 空间充填模型 球棍模型 CO2 H2O CH2O NH3 CH4 O : : : C O : : : : : H : O H : : : H : C O : : : : : H H : N H : : : H H : C H : : : H H 180° 109°28′ 107° 约120° 105° 直线形 正四面体形 三角锥形 平面三角形 V形 4 [设问]以上均是单中心ABn型分子，A是中心原子，B叫配位原子。ABn型的五原子分子一定是正四面体吗? 播放甲烷分子振动视频 确定分子的立体 构型，除用光谱等实验测定方法、量子力学详细计算法之外，有没有较为快捷的方式预测分子结构呢? 分子无时无刻不在进行着平动、振动、转动，分子的 空间结构也是一个出现概率比较大、相对比较稳定的构型，所以如果我们对可能存在的结构施加一定能量，促使它运动，在运动过程中它便会选择较为稳定的构型。 5 既然分子在不断地进行着平动、振动、转动，那为什么CH4就不能是平面正方形，而取正四面体形呢？ 播放甲烷分子振动视频 确定分子的立体 构型，除用光谱等实验测定方法、量子力学详细计算法之外，有没有较为快捷的方式预测分子结构呢? 分子无时无刻不在进行着平动、振动、转动，分子的 空间结构也是一个出现概率比较大、相对比较稳定的构型，所以如果我们对可能存在的结构施加一定能量，促使它运动，在运动过程中它便会选择较为稳定的构型。 6 活动： 1.利用四个气球模拟甲烷四个氢原子，结合在一起后，强行用手掰成平面正方形，然后松开，让其自由选择，看会成什么样的构型？ 动态模拟分子内的排斥作用 观察到CH4。分子中化学键不断振动，键角 会出现瞬时的变化，但基本都维持着四面体的构型， 并未出现平面正方形的构型，猜测是因为排斥作用的 存在。 7 2.用气球模拟氨气的三个氢原子 疑问：模拟的键角与氨气实际构型不一致？好像有什么东西把他们挤压了一下？ H : N H : : : H 根据电子式思考 观察到CH4。分子中化学键不断振动，键角 会出现瞬时的变化，但基本都维持着四面体的构型， 并未出现平面正方形的构型，猜测是因为排斥作用的 存在。 8 VSEPR – Valence Shell Electron Pair Repulsion, 意为价层电子对互斥。 吉莱斯皮 Ronald J. Gillespie 英裔加拿大化学家 McMaster University 1940年代，美国化学家Sidgwick和Powell 提出VSEPR理论，用于解释分子形状。 1960年代，美国化学家Nyholm和Gillespie 发展了VSEPR理论，使之成为今天通用的形式。 1.历史发展 价层电子对互斥模型(VSEPR模型) 2.基本要点： 价层电子对是指σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 价层电子对 相互排斥 彼此远离 能量最低、最稳定 分子的空间结构是中心原子的“价层电子对”相互排斥的结果。 价层电子对数通常采取斥力最小对称分布： 2对:直线形；3对：平面三角形；4对：四面体；5对：三角双锥；6对：双四棱锥 最后两个了解即可 10 σ键电子对可从分子式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的σ键个数，即σ键电子对的数量，π键的数目不计入在内。即σ键电子对数=中心原子结合的原子数。 例如：H2O中O的σ键电子对数是2； NH3 中的σ键电子对数是3。 １）价层电子对数＝σ键电子对数(x)＋中心原子上的孤电子对数(y) ２） σ键电子对数(x)＝中心原子所结合的原子数 分子中A、B间无论是双键还是三键有且只有一个σ键电子对 σ键电子对数的计算方法 代表物 电子式 σ键电 子对 孤对电子对 价层电 子对数 VSEPR 模型 实际 构型 H2O NH3 CH4 CO2 : : : H O H : : : : H N H : H : : : H C H : H H O C O :: :: : : : : 2 2 4 3 1 4 4 0 4 2 0 2 (1)电子式分析法 3.价层电子对数分析方法 12 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： 温馨提示 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 当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；如：CH4 当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。如：NH3和H2O H2O NH3 V形 四面体型 三角锥形 4对电子 略去孤电子对 略去孤电子对 分子式 电子式 VSEPR模型 实际构型 中心原子上的孤电子对数 = — 2 1 (a – xb) 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 对主族元素：a＝ 对于阳离子：a＝ 对于阴离子：a＝ 价电子数－电荷数 最外层电子数 价电子数＋电荷数（绝对值） b： H为1， 其他原子= 中心原子的价电子数 8﹣该原子的价电子数 （2）计算法 分子或 离子 中心 原子 a x b 中心原子上的 孤电子对数 H2O         SO2       NH4+       CO32-       练习：孤电子对的计算 =½（a-xb) 分子或 离子 中心 原子 a x b 中心原子上的 孤电子对数 H2O O   6 2   1 2  SO2 S  6  2  2 1 NH4+ N  5-1=4  4  1 0 CO32- C  4+2=6  3  2 0 练习：孤电子对的计算 =½（a-xb) 4.确定分子的立体结构步骤小结： （1）先确定中心原子的价层电子对数 价层电子对数= σ键电子对数+孤电子对数 （2）确定含孤电子对的VSEPR模型的立体结构 价层电子对数 n与VSEPR模型的立体结构的关系 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 （3）略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，便得到了实际的立体结构 中心原子上的孤电子对数＝ (a-xb)/2 应用反馈 化学式 中心原子 孤对电子数 价层电 子对数 空间构型 HCN SO2 NH2－ BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4+ 0 1 2 0 1 0 0 0 2 3 3 3 4 4 4 4 直线形 V 形 V形 平面三角形 三角锥形 四面体 正四面体 正四面体 课 堂 练 习 1.下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（ ） A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4 2.下列分子的立体结构，其中属于直线形分子的（ ） A.H2O B.CO2 C.NH3 D.P4 B B 3.下列说法中正确的是 A.NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外电子层都满足了8 电子稳定结构 B.P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′ C. NH4+的电子式为 ，离子呈平面正方形结构 D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强 D 本节课到此结束 Lavf58.12.100 $