内容正文:
第二节 分子的空间结构
第二章 分子结构与性质
第2课时
1
2
运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构
1
本节重点
本节难点
运用价层电子对互斥模型预测简单分子的空间结构
知识导航
【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
新课导入
价层电子对互斥(VSEPR)模型:
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。
价层
电子对
互相排斥
尽可能远离
能量最低
最稳定
价层电子对 = σ键电子对 + 中心原子上的孤电子对
注意:多重键只计其中的σ键电子对,不计π键电子对
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
分子中心原子上的电子对,中心原子成键为多重键只计其中σ键的电子对,不计π键电子对
中心原子
价层电子对数 2 3 4
VSEPR
模型
名称
四面体形
直线形
平面三角形
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
如何计算价层电子对数?
价层电子对数= σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
(1) 中心原子
(ABn型分子):成键数目最多的原子
(2) σ键电子对数
= 与中心原子结合的原子数
化学式 CO2 SO2 CO32- H2O NH3 CH4 NH4+
中心原子
σ键电子对
2
2
3
2
3
4
4
C S C O N C N
CH2O
HClO
H—O—Cl
O=C
H
H
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
除中心原子外,其余原子与中心原子均形成一个σ键, σ键电子对数 = 结合的原子数
价层电子对数= σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数
(3) 孤电子对数:
方法一:根据电子式直接确定
孤电子对数
0
1
2
0
CO2 H2O NH3 CH4
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
方法二:根据公式计算
孤电子对数= (a−xb)
1
2
a:中心原子的价电子数
x:中心原子结合的原子个数
b:与中心原子结合的原子
最多所能接受的电子数
主族元素:a=最外层电子数
阳离子:a=价电子数 − 离子的电荷数
阴离子:a=价电子数 + Ι离子的电荷数Ι
H:b=1
其余原子:b=8 − 该原子的价层电子数
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
对于离子团,所带电荷数计入中心原子的价层电子中,x和b的计算方法不变
分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数
CO2 C
SO2 S
CO32- C
H2O O
NH3 N
CH4 C
NH4+ N
5-1=4
4
中心原子上的孤电子对数 = (a-xb)
价电子数
结合的原子个数
结合原子最多所能接受的电子数
6
4+2=6
6
5
4
2
2
2
2
3
2
3
1
4
1
4
1
2
1
0
1
0
1
0
0
2
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
注意:对于离子团,所带电荷数计入中心原子的价层电子数中,x和b的计算方法不变
分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR
模型及名称 分子或离子
的空间结构 分子或离子的
空间结构名称
CO2 0
CO32- 0
CH4 0
NH4+ 0
0+2=2
0+4=4
0+3=3
0+4=4
①中心原子无孤对电子的分子或离子:分子空间结构=VSEPR模型
直线形
平面三角形
正四面体形
正四面体形
直线形
平面三角形
正四面体形
正四面体形
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR
模型及名称 分子或离子
的空间结构 分子或离子的
空间结构名称
SO2
H2O
NH3
②中心原子有孤对电子的分子或离子:略去孤电子对,剩下是分子空间结构
1
1+3=4
三角锥形
2
2+2=4
V形
1
1+2=3
V形
四面体形
平面三角形
四面体形
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
电子对之间相互排斥力大小顺序:
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
2、判断分子中键角的大小
思考:CH4、NH3、H2O的VSEPR模型均为四面体形,为什么键角不同?
CH4
H2O
NH3
105°
107°
109°28′
原因:孤电子对越多,成键电子对之间的排斥力越小,键角越小。
孤—孤>孤—键>键—键
1.1价层电子对互斥(VSEPR)模型
CH4中无孤对电子,NH3中有一对孤对电子数,H2O中有两对孤对电子数,孤电子对对成键电子排斥作用增大,键角减小
下列分子或离子中,键角由大到小排列正确的是( )
A、⑤④①②③ B、⑤①④②③
C、④①②⑤③ D、③②④①⑤
A
应用体验
ABn 型分子的VSEPR模型和立体(空间)结构
价层电子对数 VSEPR
模型 成键电子对数 孤对电子对数 电子对的排布模型 空间结构 键角
2
3
4
2 0
直线形
3 0
平面三角形
2 1
V形
105°
120°
180°
正四面体
三角锥形
V形
105°
4 0
3 1
2 2
107°
109°28′
课堂小结
14
4、下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是( )
A、SO32- B、ClO4- C、NO2- D、ClO3-
5、下列粒子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形的是( )
A、SO2 B、NF3 C、H3O+ D、OF2
课本50页
B
D
四面体形
三角锥形
模型:
结构:
正四面体形
平面三角形V形
四面体形
三角锥形
平面三角形
V形
模型:
结构:
四面体形
三角锥形
四面体形
三角锥形
V形
应用体验
① ②NH3 ③H2O ④BF3 ⑤CO2
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