2.2 价层电子对互斥模型 ppt课件 -（2019新）人教版高中化学选择性必修二.pptx

1、价层电子对互斥模型 同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间构型却不同分子的空间构型却不同 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？分子的的空间结构也不同，什么原因？思考与讨论为了探其原因，发展了许多结构理论 价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括键电子对和中心原子上的孤电子对。 有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥模型，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。 电子对带负电荷，因此它们之间有排斥的作用力。排斥的力量越大，分子越不稳定。 要想让

2、分子成为较稳定状态，应使价层电子对之间尽可能彼此远离（即夹角越大越好），这样它们之间的斥力就可以很小了。三、价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型认为,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。 分子中的价层电子对包括键电子对和中心原子上的孤电子对,多重键只计其中键的电子对,不计键电子对。对对ABn型的分子或离子，型的分子或离子，中心原子中心原子A价层电子对价层电子对（包括成键（包括成键键键电子对和电子对和未成键的未成键的孤对电子对孤对电子对）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采）之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，取电子对相互

3、排斥最小的那种构型，以使彼此之间斥力最小，以使彼此之间斥力最小，分子体系分子体系键电子对和孤对电子对排斥力最小孤电子对指成对，但不成键的价电子。孤对电子孤对电子CO2为什么不是直角形状，而是直线型呢？中心原子（C原子）形成了两条键（两对键电子对），没有孤电子对，总和为2对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应使夹角为180，也就预测出了CO2不可能是直角形状，而必定是直线型。价电子对互斥模型（VSEPR模型）的用途预测分子或离子的空间构型CH4为什么不是正方形，而是正四面体结构呢？中心原子（C原子）形成了四条键（四对键电子对），没有孤电子对，总和为4对价层电子对。为了使它们之间斥力最小，就应

4、使夹角为10928，不能是90。也就预测出了CH4必定是正四面体。 利用价层电子对互斥理论，可以对分子或离子的结构做出比较精确的预测。但前提是，要算出分子的中心原子的价层电子对的个数。价层电子对= 键电子对 + 中心原子上的孤电子对 键电子对可从分子式来确定。ABn型分子，A为中心原子，B为周围与A用共价键结合的原子。n为结合的数量，也等于A与B之间结合的键个数，即键电子对的数量。即键电子对数=中心原子结合的原子数。例如：H2O中O的键电子对数是2；NH3 中的键电子对数是3。 （a-xba-xb）2 21 1例：CH4：C原子的孤电子对为（ 4 - 41 ） 2 = 0 个；分子中一个C原子

5、与4个H原子形成了4个键电子对；则价层电子对为4。这4对价层电子对之间彼此排斥，便得到了正四面体的VSEPR模型，也就是甲烷分子的空间构型。例：CO2：C原子的孤电子对为（ 4 - 22 ） 2 = 0 个；分子中一个C原子与2个O原子形成了2个键电子对；则价层电子对为2。这2对价层电子对之间彼此排斥，便得到了直线型的VSEPR模型，也就是二氧化碳分子的空间构型。分子或离子分子或离子 中心原子中心原子 a x b中心原子上的中心原子上的孤电子对数孤电子对数 H2O O SO2 S NH4+ N CO32- C 615-1=40 4+2=60224132孤电子对的计算 6221=（a-xb)a:

6、 对于原子：为中心原子的最外层电子数 x 为与中心原子结合的原子数b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数分子或离子分子或离子 中心原子中心原子 a x b中心原子上的中心原子上的孤电子对数孤电子对数 SO2 NH4+ CO32- CO2 SO42-SNCCS01451226446324200220计算计算价层电子对数价层电子对数= =中心原子的中心原子的键电子对数键电子对数+ +孤电子对数孤电子对数代表物代表物电子式电子式中心原子结合的中心原子结合的原子数原子数 键键电子对数电子对数 孤电子数孤电子数价层电子价层电子对数对数H2ONH3CO2CH4:H O H:H N H:H:H C H

7、:HHO C O: : :2342224314404202价层电子对（价层电子对（键电子对键电子对和未成键的和未成键的孤对电子对孤对电子对） 中心原子上的价电子都用于形成共价键，无孤对电子。如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下： ABn 立体结构 范例 n=2 直线形 CO2、 CS2 n=3 平面三角形 CH2O、BF3 n=4 正四面体形 CH4、 CCl4 n=5 三角双锥形 PCl5 n=6 正八面体形 SCl6中心原子中心原子上上有孤电子对有孤电子对的分子的立体构型的分子的立体构型对于中心原子上有孤电子对对于中心原子上有

8、孤电子对( (未用于形成共价键的电子对未用于形成共价键的电子对) )的分子，中心原子上的的分子，中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。见下表。见下表。化学式化学式路易斯结构式路易斯结构式含孤电子对的含孤电子对的VSEPR模型模型分子或离子的分子或离子的立体构型立体构型分子或离子的立分子或离子的立体构型名称体构型名称H2ONH3V形三角锥形化学式化学式路易斯结构式路易斯结构式含孤电子对的含孤电子对的VSEPR模型模型分子或离子的立分子或离子的立体构型体构型分子或离子的立分子或离子

9、的立体构型名称体构型名称HCNH3OSO2直线形三角锥形V形.得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。再讨论空间构型时应略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是四面体，但CH4孤电子对为0，正四面体NH3孤电子对为1，三角锥形H2O孤电子对为2，V形思考与讨论化学式化学式中心原子中心原子 孤对电子数孤对电子数键电子对键电子对数数VSEPR模型模型名称名称H H2 2S SBFBF3 3NHNH2 2- -2023立体构型立体

10、构型（空间结构）（空间结构）V V形形平面正三角形平面正三角形 V 形形22平面三角形平面三角形四面体形四面体形四面体形四面体形分子或离分子或离子子键电键电子对数子对数孤电子对孤电子对数数价层电子价层电子对数对数VR模型模型立体立体构型构型SO2CO32-SO32-314231033小结：分子空间构型的确定A的价层电子对数键电子对数孤对电子对数VSEPR模型名称分子的几何构型220330 21BeCl2 CO2(直线形直线形）BF3 BCl3（平面三角形）（平面三角形）SnBr2 PbCl2 （V形）直线形平面三角形平面三角形 A的价层电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型名称分子的几

11、何构型4403122CH4 CCl4（正四面体）（正四面体） NH3 PH3 （三角锥）（三角锥） H2O H2S （V形）形）正四面体正四面体正四面体 A的价层电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型名称分子实际的几何构形55066042三角双锥（PCl5）正八面体（ SF6）平面正方形平面正方形（ XeF4）八八面面体体键电子对数孤电子对数价层电子对数键电子对数孤电子对数价层电子对数价层电子对价层电子对互斥理论互斥理论VSEPR模型模型略去孤电子对略去孤电子对分子或离子的空间结构。分子或离子的空间结构。分子或离子的分子或离子的利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间结构解题思路利用

12、价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间结构解题思路分子类型分子类型中心原子中心原子空间构型空间构型 ABAB2 2有孤对电子有孤对电子V V型型无孤对电子无孤对电子直线形直线形ABAB3 3有孤对电子有孤对电子三角锥形三角锥形无孤对电子无孤对电子平面三角形平面三角形ABAB4 4无孤对电子无孤对电子四面体形四面体形思考与讨论【提示】【提示】不同。二者有很大的区别，VSEPR模型指的是包括共价键和孤对电子在内的分子空间构型，而分子的立体结构指的是略去VSEPR模型中的中心原子上的孤对电子得到的组成分子的所有原子(只考虑分子内的共价键)所形成的分子空间构型。(1)区别区别价层电子对互斥模型说明的是

13、价层电子对的立体结构价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体结构，包括孤包括孤电子对。电子对。分子的立体结构指的是成键电子对的立体结构分子的立体结构指的是成键电子对的立体结构，不包括孤对不包括孤对电子。电子。( (2)联系联系当中心原子无孤对电子时当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致。两者的构型一致。当中心当中心原子有孤对电子时原子有孤对电子时，两者的构型不一致。两者的构型不一致。价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对成键电子对成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键电子对。随着孤电子对数目的

14、增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增随着孤电子对数目的增多，孤电子对与成键电子对之间的斥力增大，键角减小。大，键角减小。价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型不能用于预测不能用于预测以以过渡金属过渡金属为中心原子的分子为中心原子的分子1判断正误判断正误(对的在括号内打对的在括号内打“”“”，错的在括号内打，错的在括号内打“”)(1)CH2Cl2分子只有一种，可说明分子只有一种，可说明CH4的空间结构为正四面体形。的空间结构为正四面体形。( )(2)分子的分子的VSEPR模型和相应分子的立体构型是相同的。模型和相应分子的立体构型是相同的。( )(3)根据价层电子对互斥理论，根据价层电子对互斥理论

15、，H3O的立体构型为平面正三角形。的立体构型为平面正三角形。( )(4)SO2分子与分子与CO2分子的组成相似，故它们都是直线形分子。分子的组成相似，故它们都是直线形分子。( )2下列分子结构与分子中共价键键角对应正确的是下列分子结构与分子中共价键键角对应正确的是()A直线形分子：直线形分子：180B平面正三角形：平面正三角形：120C三三角锥形：角锥形：10928 D正四面体形：正四面体形：10928解析:A项，HCl也是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角，A项错误；氨分子呈三角锥形，键角为107，C项错误；甲烷、白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为10928、60，D项错误，故

16、选B项。B3下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是()A价层电子对价层电子对就是就是键电子对键电子对B孤电子对数由分子式来确定孤电子对数由分子式来确定C分子的空间结构是价分子的空间结构是价层电子对互斥的结果层电子对互斥的结果D孤电子对数等于孤电子对数等于键数键数解析:价层电子对数是键电子对数与中心原子上的孤电子对数之和，中心原子上的孤电子对数是指没有成键的价电子对数，其与中心原子价层电子总数、与中心原子结合的原子最多能接受的电子数及与中心原子结合的原子数有关，A、B、D项错误。C4.下列分子中,空间结构不是直线形的是()A.CO B.H2O C.CO2

17、 D.C2H2解析:CO为双原子分子,属于直线形;CO2、C2H2是典型的直线形分子,而H2O分子为V形。BA5下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是多的是()AH2O BHClCNH4DPCl3解析:A项，氧原子有两对未成键的价电子对；B项，HCl分子属于AB型分子，没有中心原子；C项，NH4的中心原子的价电子全部参与成键；D项，磷原子有一对未成键的价电子对。解析: A 6.下列微粒的价层电子对数正确的是(加“”的原子为中心原子)()7.运用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。(1)BeCl2 ; (2)SCl2 ;

18、(3) ; (4)PF3 。 直线形V形三角锥形三角锥形解析: 分子或离子价层电子对数成键电子对数孤电子对数空间结构BeCl2220直线形SCl2422V形431三角锥形PF3431三角锥形8.用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构:(1)H2Se;(2)BBr3 ;(3)CHCl3;(4)SiF4。 V形平面三角形四面体形正四面体形解析:根据原子的最外层电子排布,可以判断出各分子中心原子含有的孤电子对数。分子式H2SeBBr3CHCl3SiF4中心原子含有的孤电子对数2000中心原子的键电子对数2344中心原子的价层电子对数4344H2Se略去两对孤电子对,分子空间结构为V形,BBr3为平面三角形,CHCl3分子中由于氢原子和氯原子不同,空间结构不是正四面体形,SiF4为正四面体形。价层电子对数价层电子对互斥模型VSEPR模型略去孤电子对分子的立体构型键电子对中心原子上的孤对电子数目价电子对互斥模型