4.1.2 价层电子对互斥模型　等电子原理 课件--2025-2026学年高二下学期化学苏教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦价层电子对互斥模型和等电子原理，通过CO₂与H₂O空间结构差异的问题导入，衔接分子空间结构基础知识，搭建从已知分子结构到模型建构的学习支架。 其亮点在于以模型建构为主线，通过价电子对计算步骤、键角比较方法等科学思维训练，结合思考交流和自我测试驱动探究。如价电子对计算公式及离子处理规则，键角比较的杂化方式、斥力大小等方法，培养学生证据推理能力，助力教师高效开展重难点教学，提升学生解决分子结构问题的能力。

　　第一单元　分子的空间结构 课时2　价层电子对互斥模型　等电子原理 专题4　分子空间结构与物质性质 [学习目标] 1.了解价层电子对互斥模型，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间结构的思维模型(重点)。 2.了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质(难点)。 新课导入 同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？ CO2 直线形 H2O V形 一、价层电子对互斥模型 1.价层电子对互斥模型的基本内容 (1)价电子对：成键电子对(又称σ键电子对)和孤电子对，数目用n表示。 CH4 NH3 H2O 成键电子对 孤电子对 孤电子对 成键电子对 成键电子对 一、价层电子对互斥模型 1.价层电子对互斥模型的基本内容 (2)价电子对之间的相互作用 价电子对存在相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。 价层电子对 相互排斥 尽可能远离 能量最低 最稳定 一、价层电子对互斥模型 (3)价电子对分布的几何构型(又称VSEPR模型) 直线形 平面三角形 正四面体形 VSEPR模型： 109°28′ 价层电子对数目： 2 3 4 一、价层电子对互斥模型 (4)具有相同价电子对数的分子，中心原子的杂化轨道类型相同，价电子对分布的几何构型也相同。 价电子对数均是4，中心原子均为sp3杂化，价电子对分布的几何构型均为正四面体。 CH4 NH3 H2O 如： 2.价电子对的计算 (1)ABm型分子的价电子对计算方法 2 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m n = ABm型分子中价电子对数n的计算： ABm A 中心原子 B 配位原子 m 配位原子B的个数 对于主族元素，等于最外层电子数，如：C为4，N为5； (2)在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定： 配位原子的价电子数：①卤素原子、H原子提供1个价电子。 ②O、S按不提供价电子计算。 H F、 Cl 、 Br 、I O 、 S 1个 1 个 0个 一、价层电子对互斥模型 (2)在计算中心原子的价电子对数时应注意如下规定： 对于离子： 2 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m-离子电荷数 n = 阳离子： 2 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m+离子电荷数 n = 阴离子： 如N=4，S=4 计算电子对数时，若余1个电子(即出现奇数电子) ，也当作1对电子处理。 双键、三键等多重键作为1对电子看待。 一、价层电子对互斥模型 思考：CO2为什么是直线形呢？ CO2分子的价电子对数： 2 4+0×2 n = = 2 CO2分子价电子对数为2。这2对价层电子对之间彼此排斥，便得到了直线形的VSEPR模型。 CO2 直线形 键角180° 一、价层电子对互斥模型 分子或离子 中心原子的 价电子对数 价电子对互斥模型 (VSEPR模型) 分子或离子的 空间结构 CO2 ___ 直线形 直线形 C ___ 平面三角形 平面三角形 CH4 ___ 正四面体形 正四面体形 3.价层电子对互斥模型与分子的几何构型 (1)中心原子不含孤电子对 2 3 4 价电子对全是成键电子对的分子或离子，VSEPR模型与分子的空间结构相同 一、价层电子对互斥模型 分子 或离子 中心原子的 价电子对数 中心原子的 孤电子对数 价层电子对互斥模型 (VSEPR模型) 分子或离子 的空间结构 NH3 ___ ___ 四面体形 三角锥形 H2O ___ ___ 四面体形 V形 H3O+ ___ ___ 四面体形 三角锥形 SO2 ___ ___ 平面三角形 V形 (2)中心原子含孤电子对 4 1 4 2 4 1 3 1 中心原子含孤电子对，分子或离子的空间结构=VSEPR模型-孤电子对占有的空间 一、价层电子对互斥模型 (3)价电子对之间的斥力大小顺序 孤电子对与孤电子对之间的斥力 > 孤电子对与成键 电子对之间的斥力 成键电子对与成键电子对之间的斥力 > 随孤电子对数目的增多，孤电子对对成键电子对的排斥作用增强，使得成键电子对之间的键角被“压缩”而减小。 孤电子对数 0对 1对 2对 中心原子均为sp3杂化 键角大小：CH4>NH3>H2O CH4 NH3 H2O 一、价层电子对互斥模型 思考交流 一、价层电子对互斥模型 1.正误判断 (1)孤电子对排斥力大于σ键电子对的排斥力 (2)所有的三原子分子都是直线形结构 (3)SO2与CO2分子的组成相似，故它们的空间结构相同 (4)由价层电子对互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br键的键角小于180° √ × × √ 思考交流   价电子对数(n) VSEPR模型 σ电子对数 孤电子对数 空间结构 H2           SCl2           PCl3           SO2           S           OF2                     2.用价层电子对互斥模型完成下列问题(加“·”的原子为中心原子)。 · · · · · 4 四面体形 2 2 V形 4 四面体形 2 2 V形 4 四面体形 3 1 三角锥形 3 平面三角形 2 1 V形 4 正四面体形 4 0 正四面体形 4 四面体形 2 2 V形 4 四面体形 2 2 V形 一、价层电子对互斥模型 二、键角大小的比较 比较键角的三种方法 (1)价电子对构型(或中心原子杂化方式)不相同，优先看杂化方式，键角：sp>sp2>sp3。 (2)价电子对构型(或中心原子杂化方式)相同，看电子对间的斥力。 ①孤电子对与孤电子对之间>孤电子对与成键电子对之间>成键电子对与成键 电子对之间，孤电子对越多，键角越小。 ②三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。 二、键角大小的比较 (3)杂化类型相同，中心原子相同或配位原子相同，看中心原子或配位原子的电负性。 比较键角的三种方法 ①中心原子不同，配位原子相同时，中心原子的电负性越大，成键电子对离 中心原子越近，斥力越大，键角也越大。 ②中心原子相同，配位原子不同时，配位原子的电负性越大，成键电子对离 中心原子越远，斥力越小，键角也越小。 思考交流 二、键角大小的比较 1.(1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“<”或“=”)： ①H2O____CS2，原因是__________________________________________ _______________________________________________。   ②SO3____S。   ③BF3____NCl3。   (2)Si与C元素位于同一主族，SiO2键角小于CO2的原因是______________ _________________________________________________________________。   < H2O中中心O原子采取sp3杂化，键角约为 104°30'；CS2中中心C原子采取sp杂化，键角为180° > > SiO2中中心Si原 子采取sp3杂化，键角为109°28'；CO2中中心C原子采取sp杂化，键角为180° 思考交流 二、键角大小的比较 2.(1)NH3的键角____(填“>”“<”或“=”)PH3的键角，原因是_______________ __________________________________________________________________________________________。   (2)NF3的键角____(填“>”“<”或“=”)NH3的键角，原因是_____________ _______________________________________________________________。 > 中心原子的电 负性：N>P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大 < F的电负性 比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角也较小 三、等电子原理 1.等电子原理 具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。 2.等电子体 原子数目和价电子总数都相等的分子或离子。 C O N N 结构 性质 决定 反映 原子总数 价电子数 空间结构 键能kJ/mol 熔点℃ 沸点℃ 在水中溶解度25℃ CO 2 10 直线形 1071.1 -205 -191 2.3 mL N2 2 10 直线形 946 -210 -195 1.6 mL 1个σ键和2个π键 具有相同的结构特征，性质相近 三、等电子原理 3.等电子原理的应用 (1)可以判断一些简单分子或离子的立体结构， 如NH3与H3O+互为等电子体，二者立体结构相同。 (2)应用于制造新材料。 晶体硅 砷化镓 三、等电子原理 4.寻找等电子体的常用方法 (1)同主族替换法 同主族元素最外层电子数相等，故可将粒子中一个或几个原子换成同主族元素原子， (2)左右移位法 ①将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n=1，2……)的原子， ②将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素带n个单位电荷的阳离子(或阴离子)， 如O3与SO2、CO2与CS2互为等电子体。 如N2与CO、和CNO-互为等电子体。 如与、N2O和互为等电子体。 4.寻找等电子体的常用方法 (3)叠加法 互为等电子体的微粒分别再增加一个相同的原子或同主族元素的原子，还互为等电子体， 如N2O与CO2互为等电子体。 三、等电子原理 思考交流 已知N2与CO、CO2与COS互为等电子体，试分别写出CO、COS的电子式。 三、等电子原理 自我测试 1.已知原子数目和价电子总数相同的离子或分子结构相似，如SO3、N都是平面三角形。那么下列分子或离子中与S有相似结构的是 A.PCl5　　　　B.CCl4　　　　C.NF3　　　　D. √ 自我测试 2.NH3分子在独立存在时H—N—H键角为107°18'。如图是[Zn(NH3)6]2+的部分结构以及H—N—H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H—N—H键角变大的原因：________________________________________________________ __________________________________________________________________________________。   NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后， 原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用，排斥作用减弱 本课结束 $