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

走进奇妙的化学世界 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 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° H2O V形 105° 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(VSEPR models)模型，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。 价层电子对互斥模型(VSEPR models) 1、内容 分子的空间结构 中心原子 “价层电子对” 相互排斥 成键 σ键电子对 未成键 孤电子对 一、价层电子对互斥理论（VSEPR模型） 展+评 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。 分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 注意：：：：多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对。 中心原子上的孤电子对数 孤电子对指成对、但不成共价键键的价电子。 孤对电子 2.预测分子的空间构型 中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。 中心原子有孤电子对的分子： 先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构。 价层电子对互斥(VSEPR models)模型 6 价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数 判断VSEPR理想模型 略去孤电子对 得到分子空间结构 对ABn型(A为中心原子，B为与A以共价键结合的原子) 中心原子A价层电子对（包括成键的σ键电子对和未成键的孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低,最稳定。 3、中心原子价层电子对的确定方法 价层电子对 = σ键电子对 + 中心原子上的孤电子对 价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数 ①σ键电子对数可从化学式来确定 ABn型分子，A为中心原子，B为与A以共价键结合的原子， n=等于A与B之间的σ键个数，即σ键电子对的数量。 σ键电子对数=中心原子结合的原子数 3、中心原子价层电子对的确定方法 8 中心原子上的孤电子对数的确定： a、根据电子式直接确定 1 2 0 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-该原子的价层电子数 b、由公式计算 中心原子上的孤电子对数的确定： 分子或离子 中心原子 a xb 中心原子上的孤电子对数 SO3 NH4+ CO32- CO2 SO42- S N C C S 0 4 5-1=4 0 6 6 4+2=6 4 6+2=8 6 4 8 0 0 0 例:分析下表中分子或离子的孤电子对数= 3.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 σ键 电子对数 孤电子数 价层电子对数 H2O NH3 CO2 CH4 2 3 4 2 2 1 0 0 4 4 4 2 4、确定价层电子对互斥模型 直线形 直线形 平面三角形 V形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形 四面体形 四面体形 V形 三角锥形 平面三角形 平面三角形 0 2 1 3 0 3 0 4 2 4 1 4 0 3 小结2： 【课堂练习】 4 4 2 3 2 0 0 1 15 直线形 直线形 分子或离子 中心原子孤电子对数 中心原子价层电子对数 VSEPR模型 分子或离子空间结构 CO2 SO2 CO32- CH4 H2S NH3 BF3 直线形 直线形 平面三角形 V形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形 四面体形 四面体形 V形 三角锥形 平面三角形 平面三角形 0 2 1 3 0 3 0 4 2 4 1 4 0 3 小结2： 分子或离子 中心原子孤电子对数 中心原子价层电子对数 VSEPR模型 分子或离子空间结构 CO2 SO2 CO32- CH4 H2S NH3 BF3 直线形 直线形 平面三角形 V形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形 四面体形 四面体形 V形 三角锥形 平面三角形 平面三角形 0 2 1 3 0 3 0 4 2 4 1 4 0 3 小结2： 分子或离子 中心原子孤电子对数 中心原子价层电子对数 VSEPR模型 分子或离子空间结构 CO2 SO2 CO32- CH4 H2S NH3 BF3 直线形 直线形 平面三角形 V形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形 四面体形 四面体形 V形 三角锥形 平面三角形 平面三角形 0 2 1 3 0 3 0 4 2 4 1 4 0 3 小结2： 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 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 四面体 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 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 四面体 正四面体 N : : : : 价层电子对互斥模型 离子空间构型 略去孤电子对 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 离子空间构型 略去孤电子对 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- 2 0 3 2 3 3 3 4 2 2 4 0 3 1 4 1 4 1 4 0 4 四面体形 四面体形 四面体形 四面体形 四面体形 正四面体形 平面三角形 平面三角形 V形 直线形 直线形 三角锥形 三角锥形 三角锥形 分子空间构型确定的步骤 （1）计算中心原子价层电子对数 价层电子对数 ＝σ键电子对数＋孤电子对数 （2）确定相应的VSEPR模型（包括σ键电子对＋孤电子对） （3）略去孤电子对，确定分子空间构型。 价层电子对互斥模型和分子立体结构是相同的分子构型吗？ 思考与讨论 (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分子的立体结构指的是略去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(分子的实际形状)。 (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。 点拨 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。 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。 29 例如：CH4、NH3、H2O 中心原子都是4对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是四面体，但CH4孤电子对为0，正四面体NH3孤电子对为1，三角锥形H2O孤电子对为2， V形 用原子轨道表示H-Cl的形成过程，先写出电子排布图，判断未成对电子，原子轨道形状 它们是如何 氢原子和氯原子通过相互作用形成氯化氢分子。氯原子未成对电子3p的原子轨道呈哑铃形的。 S轨道和p轨道从不同方向重叠时，重叠程度大小一样吗？以什么方向重叠时程度最大呢？ 大家请看学案探究1， 氢原子的1s能级的1个未成对电子与氯原子的3p能级上的1个未成对电子相互作用情况会怎么样呢？ 自制模型 请大家猜想，有哪些重叠方式？ 小组讨论 （头碰头） 老师用p能级的三维坐标的模拟给大家看 H2O、NH3的键角分别是105°、107°，请解释原因。 H2O、NH3的价层电子对均为4，H2O、NH3的的孤电子对分别为2、1，分子中电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对 ＞成键电子-成键电子，故H2O、NH3的键角分别是105°、107°。 点拨 31 课堂小结 价电子对互斥模型 σ键电子对 中心原子上的 孤对电子数目 价层电子对数 价层电子对 互斥模型 VSEPR模型 略去孤电子对 分子的立体构型 分子类型 中心原子 空间构型 AB2 有孤对电子 V型 无孤对电子 直线形 AB3 有孤对电子 三角锥形 无孤对电子 平面三角形 AB4 无孤对电子 四面体形 $