内容正文:
第二节 分子的立体构型
第1课时 价层电子对互斥理论
【学习目标】
1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。
2.理解价层电子对互斥理论的含义。
3.能根据有关理论判断简单分子或离子的构型。
【新知导学】
一、常见分子的立体构型
1.写出下列物质分子的电子式和结构式,并根据键角确定其分子构型:
分子类型
化学式
电子式
结构式
键角
分子立体构型
三原子分子
CO2
180°
H2O
105°
四原子分子
CH2O
约120°
NH3
107°
五原子分子
CH4
109°28′
2.归纳总结分子的立体构型与键角的关系:
分子类型
键角
立体构型
实例
AB2
180°
CO2、BeCl2、CS2
<180°
H2O、H2S
AB3
120°
BF3、BCl3
<120°
NH3、H3O+、PH3
AB4
109°28′
CH4、NH、CCl4
【归纳总结】
分子的立体构型
(1)分子构型不同的原因:共价键的方向性与饱和性,由此产生的键长、键角不同。
(2)依据元素周期律推测立体结构相似的分子,如CO2与CS2、H2O与H2S、NH3与PH3、CH4与CCl4等;CH4和CCl4都是五原子型正四面体,CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3是四面体构型但不是正四面体,而白磷是四原子型正四面体,它与CH4等五原子型正四面体的构型、键角是不同的(P4分子中的键角为60°)。
(3)典型有机物分子的立体结构:C2H4、苯(C6H6)、CH2===CH—CH===CH2(丁二烯)、CH2===CH—C≡CH(乙烯基乙炔)等都是平面形分子;C2H2为直线形分子。
【活学活用】
1.硫化氢(H2S)分子中,两个H—S键夹角都接近90°,说明H2S分子的立体构型为__________;二氧化碳(CO2)分子中,两个C===O键夹角是180°,说明CO2分子的立体构型为__________;四氯化碳(CCl4)分子中,任意两个C—Cl键的夹角都是109°28′,说明CCl4分子的立体构型为____________。
2.下列各组分子中所有原子都可能处于同一平面的是( )
A.CH4、CS2、BF3 B.CO2、H2O、NH3
C.C2H4、C2H2、C6H6 D.CCl4、BeCl2、PH3
二、价层电子对互斥理论
1.价层电子对互斥理论的基本内容:分子中的________________________由于相互________作用,尽可能趋向彼此远离。
(1)当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价电子斥力________,就要求尽可能采取________结构。
(2)当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的________,从而影响分子构型。
(3)电子对之间的夹角______,相互之间的斥力______。
2.价层电子对互斥理论与分子立体构型
(1)分析下列中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的立体构型并完成下表(由中心原子周围的原子数n来预测):
ABn
立体构型
范例
n=2
CO2、BeCl2
n=3
CH2O、BF3
n=4
CH4、CCl4
n=5
三角双锥形
PCl5
n=6
正八面体形
SF6
(2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的立体构型:中心原子上的__________占据中心原子周围的空间,与____________互相排斥,使分子的立体构型发生变化,如:
①H2O为AB2型分子,氧原子上的____________参与互相排斥,所以H2O分子的立体构型为V形而不是直线形。
②NH3分子中氮原子上有____________参与互相排斥,故NH3的立体构型不能为平面三角形。
③常见分子的VSEPR模型和空间构型
实例
σ键电
子对数
孤电子
对数
价层电子对数
电子对的排列方式
VSEPR
模型
分子的
立体构型
BeCl2、
CO2
2
0
2
BF3、
BCl3
3
0
3
SO2
2
1
CH4、CCl4
4
0
4
NH3
3
1
H2O
2
2
【归纳总结】
分子空间构型的确定方法
中心原子价层电子对数=σ键电子对数+(a-xb)
⇓
⇓
分子的立体构型——略去孤电子对在价层电子对互斥模型中占有的空间
【活学活用】
3.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多