价层电子对互斥模型 课件-2027届高三化学一轮复习

该高中化学高考复习课件聚焦价层电子对互斥模型、杂化轨道理论等核心考点，依据高考评价体系明确分子空间结构判断、键角比较等考查要求，通过梳理价层电子对数计算、杂化类型判断等方法，归纳出离子空间结构分析、键角大小比较等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“原理阐释+真题演练+技巧建模”的复习策略，如结合2024年安徽庐江月考真题，运用科学思维中的模型建构方法，详解杂化类型判断的价层电子对数法，培养学生证据推理能力。特设键角比较“三步法”（杂化类型、孤电子对数、电负性），帮助学生掌握答题模板，教师可依托此课件实现高效复习指导，提升学生应试得分率。

价层电子对互斥模型 ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对间存在排斥力，使分子空间结构总是采取电子对相互排斥最弱的那种结构，斥力最小，能量最低，最稳定 （即：价层电子对 = σ键 + 孤电子对，价层电子对之间尽可能远离） 思考1：画出CH4和NH3电子式，找出成键电子对与未成键电子对？ CH4 NH3 未成键电子对 （孤电子对） 成键电子对 （σ键） 分子 成键电子对 未成键电子对 CH4 NH3 4 3 0 1 σ键与孤电子对 本质上都是一对电子，相互排斥，使分子以整体斥力最小的空间结构呈现 思考2：价层电子对互斥模型（VESPR模型”）是什么？ 思考3：根据价层电子对互斥原理，结合CH4和NH3的电子式尝试分析： 为什么CH4是正四面体，NH3是三角锥形？ 甲烷的4个σ键相互排斥，空间中斥力最小的构型为正四面体形，键角为109°28′ 氨气的3个σ键与1个孤电子对相互排斥，四者空间中斥力最小的构型为四面体，但孤电子对不参与空间构型，因此为三角锥形键角约为107°，与正四面体相似，但略有不同 思考4：价层电子对如何影响分子构型？ 价层电子对模型（VSEPR模型） 价层电子对数 决定 价层电子对数 2 3 4 5 6 VSEPR模型 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 八面体形 思考5：价层电子对分子的空间结构有什么关系？ VSEPR模型即分子空间结构 略去孤对电子，剩下的是空间结构 价层电子对数 VSEPR 模型 无孤对电子： 有孤对电子： 明确σ键数目与孤电子对数目，是判断分子空间构型的重要环节 思考5：中心原子价层电子对数如何计算？σ键电子对数如何计算？孤电子对数如何计算？ 价层电子对 = σ键 + 孤电子对 说明：σ键电子对数=中心原子结合的原子数 【例如】H2O分子中， O有2个σ键电子对，NH3分子中， N有3个σ键电子对 中心原子上的孤电子对数=( a – xb ) ①a表示中心原子的价电子数 对于主族元素:a=原子的最外层电子数 对于阳离子:a=中心原子的价电子数-离子的电荷数 对于阴离子:a=中心原子的价电子数+离子的电荷数(绝对值) ②x表示与中心原子结合的原子数 ③b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 (氢为1,其他原子=8-该原子的价电子数 如氧和氧族元素中的S、Se等均为2,卤族元素均为1)。 【总结归纳】常见VSEPR模型 与 分子/离子空间结构 价层电子对数 VSEPR 模型 σ键+孤电子对 空间结构 键角 n=2 n=3 n=4 直线形 平面三角形 四面体形 2+0 直线形 3+0 2+1 平面三角形 V形 4+0 3+1 2+2 正四面体形 三角锥形 V形 180° 120° 109°28′ 注：价层电子对互斥模型不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子 在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成一组数目相同的新原子轨道，这个过程叫做原子轨道的杂化。重新组合后的新的原子轨道能量相等，叫做杂化原子轨道 思考6：画出C原子和H原子的轨道表示式， 思考：根据共价键的饱和性原则，C原子能结合几个H原子？ CH4 1s 2s 2p C 1s H CH2 1个C原子如何结合4个H原子 形成正四面体结构？ 注：1.条件：只有在形成化学键时才能杂化；只有能量相近的轨道间才能杂化 2.杂化特点 ①、杂化轨道数=参加杂化的原子轨道数 ③、为使杂化轨道间的斥力最小，杂化轨道尽可能远离 ②、各杂化轨道能量相同，但比原来的原子轨道能量低，更易成键 ④、杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对 3.杂化类型：sp、sp2、sp3…… 思考7：根据杂化轨道理论解释，CH4如何形成正四面体结构 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp3 杂化 x y z x y z x y z x y z 109°28′ sp3杂化轨道 C：2s22p2 sp3 杂化 109°28′ sp3杂化轨道 H：1s1 1s x y z CH4 形成CH4时，C原子1个2s轨道和3个2p轨道混杂，形成4个新的能量相同、方向不同的sp3杂化轨道 4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—H σ键 思考8：根据sp3杂化原理，类比分析，什么是sp2杂化？ C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp2 杂化 p x y z x y z x y z x y z 由1个s轨道和2个p轨道混杂并重新组合成3个能量与形状完全相同的轨道，称之为 sp2杂化轨道 2s 2p 2s 2p 激发 思考：类比分析，什么是sp杂化 C：2s22p2 2s 2p 2s 2p 激发 sp 杂化 p x y z x y z x y z x y z 180° sp杂化轨道 由1个s轨道和1个p轨道混杂并重新组合成2个能量与形状完全相同的轨道，称之为 sp杂化轨道 类型 sp sp2 sp3 参与杂化的轨道 杂化轨道数目 夹角 空间结构 举例 1个s 1个p 1个s 2个p 1个s 3个p 2 3 4 180° 120° 109°28′ 直线形 平面三角形 正四面体形 CO2 C2H2 BF3 C2H4 CH4 CCl4 思考：杂化轨道类型与分子的空间结构有什么关系？ 若不含孤电子对 杂化轨道全部用于形成σ键 分子空间结构与杂化轨道的空间结构相同 代表物 价层电子对数 分子结构 键角 杂化轨道数目 杂化轨道类型 BeCl2 BF3 CH4 2 3 4 直线形 平面三角形 正四面体形 180° 120° 109°28′ 2 3 4 sp sp2 sp3 若含有孤电子对 孤电子对对成键电子对有排斥作用 分子空间结构与杂化轨道的形状有所不同 ABn型分子 中心原子杂化类型 中心原子孤电子对数 空间结构 实例 AB2 sp2 1 SO2 AB3 sp3 1 NH3、PCl3、NF3、H3O＋ AB2或(B2A) 2 H2S、NH2- V形 三角锥形 V形 思考：如何判断中心原子杂化轨道 价层电子对数法：价层电子对数 = 孤电子对数+ σ键 = 中心原子杂化轨道数 杂化轨道数目 2 3 4 杂化类型 sp sp2 sp3 [变式1] (2024·安徽合肥庐江月考)下列分子的中心原子采用sp3杂化,但分子的空间结构不同的一组是(　　) ①SO3　②SO2　③H2S　④CS2　⑤NH3　⑥CCl4 [A] ①②③ [B] ①⑤⑥ [C] ②③④ [D] ③⑤⑥ D 考向一　价层电子对互斥模型、杂化轨道理论的理解与应用 [例题1] (2024·广东江门一中月考)关于下表所列四种离子的各项描述完全正确的是(　　) A 考向二　键角大小比较 [例题2] (1)已知NH3BH3分子中,与N相连的H呈正电性(Hδ+),与B相连的H呈负电性(Hδ-),则N、B、H的电负性大小顺序为　　　　　　　　;NH3BH3分子中H—N—H之间的键角　　　　(填“>”或“<”)NH3分子中H—N—H之间的键角。  N>H>B　 > (2)CH4和H2O中的C、O均采用sp3杂化方式,其键角较大的是　 　,原因是 　   　。  CH4 H2O中有两个孤电子对,“孤电子对—成键电子对”的斥力大于“成键电子对—成键电子对”的斥力 (3)化学式为CrCl3·6H2O的化合物有三种结构,一种呈紫罗兰色,一种呈暗绿色,一种呈亮绿色。在三种化合物中,Cr3+的配位数均为6,将它们配制成等体积、等物质的量浓度的溶液,分别加入足量AgNO3溶液,依次所得AgCl沉淀的物质的量之比为3∶2∶1,则呈亮绿色的配合物,其内界离子的化学式为　　　　　　　。H2O分子与Cr3+形成配位键后H—O—H键角　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  [Cr(H2O)4Cl2]+　 变大 大 完成p56-60 思考14：如何比较物质的键角大小？ 键角大小比较的三种方法（导与练p59） (1)杂化类型不同→键角sp>sp2>sp3。 完成p59例1 答题模板:××中心原子采取××杂化,键角为××,而××中心原子采取××杂化,键角为××。 模型1: 杂化方式不相同,优先看杂化方式,键角sp>sp2>sp3。 [例题1] Si与C位于同一主族,SiO2键角小于CO2的原因是 。  SiO2的中心原子Si采取sp3杂化,键角为109°28′;CO2的中心原子C采取sp杂化,键角为180° 思考14：如何比较物质的键角大小？ 键角大小比较的三种方法（导与练p59） (1)杂化类型不同→键角sp>sp2>sp3。 (2) 完成p59例1 完成p59例2 答题模板:××分子中无孤电子对,××分子中含有n个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较大,因而键角较小。 模型2: 价层电子对的空间结构(或杂化方式)相同,看价层电子对间的斥力。 思考14：如何比较物质的键角大小？ 键角大小比较的三种方法（导与练p59） (1)杂化类型不同→键角sp>sp2>sp3。 (2) 完成p59例1 完成p59例2 完成p59例3 答题模板:中心原子不同,配位原子相同(AC3与BC3,若电负性A>B,则键角AC3>BC3)。原因为中心原子的电负性A大于B,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。 模型3: 空间结构相同,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。 a.中心原子不同,配位原子相同 [例题3] NH3的键角　　　　(填“>”或“<”)PH3的键角,原因是 　   　。  > 电负性N大于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 中心原子的 思考14：如何比较物质的键角大小？ 键角大小比较的三种方法（导与练p59） (1)杂化类型不同→键角sp>sp2>sp3。 (2) 完成p59例1 完成p59例2 完成p59例3 完成p59例4 答题模板:中心原子相同,配位原子不同(AB3与AC3,若电负性B>A>C,则键角AB3<AC3)。原因为电负性B>A>C,在AB3中成键电子对离中心原子较远,斥力较小,因而键角较小。 b.中心原子相同,配位原子不同 [例题4] 已知键角:NCl3<NH3,原因是   　 。  Cl的电负性大于H的,在NCl3中成键电子对更远离中心原子,成键电子对之间的斥力更小,键角更小 选项 [A] [B] [C] [D] 离子 Cl N H2F+ B 中心原子的杂化轨道类型 sp3 sp2 sp sp3 VSEPR模型名称 四面体形 平面三角形 直线形 正四面体形 空间结构名称 三角锥形 平面三角形 V形 三角锥形 (4)Ni2+可以形成多种配离子,如、等。[Ni]2+中H—N—H键角比NH3分子中H—N—H键角　　　　(填“大”或“小”)。  【解析】 (4)[Ni]2+中N提供电子与Ni2+形成配位键,N无孤电子对,而氨分子中,N有1个孤电子对,“孤电子对—成键电子对”的斥力大于“成键电子对—成键电子对”的斥力,所以中H—N—H键角大于氨分子中H—N—H键角。 [例题2] 比较S和H2O分子中的键角大小并给出相应解释:    　 。  S的键角大于H2O的;S、H2O的中心原子均为sp3杂化,S中心原子S的孤电子对数为0,H2O中心原子O的孤电子对数为2,由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,故S的键角大于H2O的 $