第2章 第2节 第2课时 价电子对互斥理论和等电子原理(课件PPT+Word教案)【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修2教师用书(鲁科版 鲁琼)
第2课时 价电子对互斥理论和等电子原理
[核心素养发展目标] 理解价电子对互斥理论和等电子原理,能根据有关理论判断简单分子或离子的空间结构。
一、 价电子对互斥(VSEPR)理论
1.基本观点
分子中的中心原子的价电子对——成键电子对(bp)和孤电子对(lp)由于相互排斥作用,处于不同的空间取向且尽可能趋向于彼此远离。
注意:两个原子间的成键电子不论是单键还是多重键,都看作一个空间取向;一对孤电子对看作一个空间取向。
2.中心原子价电子对数的计算
价电子对数=成键电子对数+孤电子对数
(1)成键电子对数=σ键电子对数=中心原子结合的原子数
(2)孤电子对数=
另外,在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定:
①中心原子价电子数的确定方法
对于分子,中心原子的价电子数=最外层电子数;对于阳离子,中心原子的价电子数=最外层电子数-离子电荷数;对于阴离子,中心原子的价电子数=最外层电子数+离子电荷数。
②配位原子的未成对电子数确定方法
与中心原子结合的原子称为配位原子,氢原子为1,其他原子=8-该原子的最外层电子数。(如氧和氧族元素中的S、Se等均为2,卤族元素均为1)
例如,NH3分子中中心N原子价电子对数的计算过程如下:
成键电子对数=σ键电子对数=中心原子结合的原子数=3;孤电子对数==1。因此NH3分子中中心N原子价电子对数为4,分子中有一对孤电子对。
3.电子对之间的斥力大小顺序
(1)成键电子对之间的斥力大小顺序
三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。
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(2)含孤电子对的斥力大小顺序
孤电子对—孤电子对≫孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对。
4.根据价电子对互斥理论判断分子或离子的空间结构
价电子对互斥(VSEPR)理论指的是价电子对的空间结构,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对。
(1)当中心原子无孤电子对时,结构保持一致
①常见无机分子或离子
价电子 对数 | VSEPR 模型 | 实例 | 分子或离子 的空间结构 | 键角 | 空间结 构模型 |
2 | 直线形 | HgCl2 | 直线形 | 180° | |
3 | 三角形 | BF3 | 三角形 | 120° | |
4 | 四面体形 | N | 正四面体形 | 109°28' | |
5 | 三角双锥形 | PCl5 | 三角双锥形 | - | |
6 | 八面体形 | SF6 | 八面体形 | - |
②有机分子(以乙酸为例)
乙酸分子中,羧基上的碳原子的价电子对均为成键电子对,因此部分呈三角形。
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的结构不一致。例如:
①常见无机分子或离子
分子 或离子 | 中心原子的价电子对数 | 孤电子 对数 | VSEPR模 型及名称 | 分子或离子的空间结构 及名称 |
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NH3 | 4 | 1 | 四面体形 | 三角锥形 |
H2O | 4 | 2 | 四面体形 | 角形 |
H3O+ | 4 | 1 | 四面体形 | 三角锥形 |
SO2 | 3 | 1 | 三角形 | 角形 |
②有机分子(以乙醇为例)
乙醇分子中,羟基上的氧原子的价电子对数为4,故价电子对空间结构为四面体形,但氧原子上有两对孤电子对,因此C—O—H呈角形。
1.正误判断
(1)价电子对就是σ键电子对 ( )
(2)VSEPR模型和分子的空间结构一定是一致的 ( )
(3)SO2与CO2分子的组成相似,故它们的空间结构相同 ( )
(4)孤电子对的空间排斥力大于σ键电子对的排斥力 ( )
(5)价电子对数等于杂化轨道数 ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.甲酸分子(HCOOH)中碳原子的价电子对数为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案 C
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