第2章 第2节 第2课时 价电子对互斥理论和等电子原理-【新课程学案】2026-2027学年高中化学选择性必修第二册教师用书word（鲁科版 山东专版双选版）

第二课时　价电子对互斥理论和等电子原理

新知探究(一)——价电子对互斥理论

 1.价电子对互斥(简称VSEPR)理论

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.电子对之间的相互排斥作用大小的一般规律

(1)成键电子对之间的斥力由大到小的顺序

双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力。

(2)含孤电子对的斥力由大到小的顺序

孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力。

4.价电子对与分子空间结构的对应关系

(1)价电子对互斥理论能较便捷地预测分子的空间结构。若n个价电子对全部是成单键的电子对且没有孤电子对,当n=2、3、4、5、6时,分子的空间结构分别为直线形、三角形、四面体形、三角双锥形和八面体形。

(2)实例

①在乙醇分子中,羟基上的氧原子有两对成键电子对和两对孤电子对,价电子对共有四个空间取向;氧原子价电子对相互排斥而远离,呈四面体,因此C—O—H呈角形。

②在乙酸分子中,羧基上的碳原子的价电子对均为成键电子对,C==O上的成键电子对仅有一个空间取向,因此碳原子的价电子对共有三个空间取向,相互排斥而远离,因此部分呈三角形。

　　[典例]　试回答下列问题:

(1)利用价电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构:

SeO3　　　　;N　　　　; N　　　　;HCHO　　　　; HCN　　　　。 

(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小:

①SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)120°。 

②PCl3分子中,Cl—P—Cl的键角　　　109°28'。 

(3)NH3与CH4分子中心原子杂化方式相同,均为　　　　杂化,但NH3的键角小于CH4的键角,原因是

 　　。 

[解析]　(1)SeO3中,Se的价电子对数为3+=3,孤电子对数为0,SeO3的空间结构为三角形;N中,N的价电子对数为2,孤电子对数为0,N的空间结构为直线形;N中,N的价电子对数为3,孤电子对数为1,N的空间结构为角形;HCHO中有1个碳氧双键,看作1对成键电子,2个C—H单键为2对成键电子,C的价电子对数为3,且无孤电子对,所以HCHO的空间结构为三角形;HCN的结构式为H—C≡N,含有1个C≡N,看作1对成键电子,1个C—H为1对成键电子,故C的价电子对数为2,无孤电子对,所以HCN的空间结构为直线形。(2)①SnBr2中,Sn的价电子对数是2+=3,成键电子对数为2,孤电子对数为1,由于孤电子对对Sn—Br键的排斥作用大于Sn—Br键之间的排斥作用,故键角小于120°。②PCl3中,P的价电子对数为3+=4,含有1对孤电子对,由于孤电子对对P—Cl键的排斥作用大于P—Cl键间的排斥作用,所以Cl—P—Cl的键角小于109°28'。

[答案]　(1)三角形　直线形　角形　三角形　直线形　(2)①<　②<　(3)sp3　NH3分子中N有一对孤电子对,对成键电子对的斥力作用大,使得NH3分子键角减小

|思维建模|键角大小的判断步骤

(1)首先看中心原子杂化类型

中心原子杂化类型是决定键角大小的最根本的原因,如下表: