2.2.2价层电子对互斥模型课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第2课时：价层电子对互斥模型第二章

分子结构与性质第二节

分子的空间结构PART01PART02中心原子上的孤电子对数PART03σ键电子对数价层电子对互斥模型重难点：通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型

CO2直线形180°H2O

V形105°CH2O平面三角形约120°NH3三角锥形107°

三原子分子CO2和H2O、四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？【思考与讨论】

写出分子的电子式，再对照其球棍模型，运用分类、对比的方法，分析结构不同的原因。【思考与讨论】化学式CO2H2OCH2ONH3CH4电子式空间结构模型结论：由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。成键电子对孤电子对1．价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)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。成键的σ键电子对和未成键的孤电子对预测分子的空间构型中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构价层电子对互斥模型分子空间构型价层电子对数

中心原子（C原子）形成了两条σ键（两对σ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。预测分子或离子的空间构型CO2为什么不是直角形状，而是直线型呢？1．价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)

中心原子（C原子）形成了四条σ键（四对σ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，就应使夹角为109°28’，不能是90°。也就预测出了CH4必定是正四面体。CH4为什么不是正方形，而是正四面体结构呢？1．价层电子对互斥模型(VSEPRmodel)

中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数2．价层电子对的计算

（1）σ键电子对数的计算由化学式确定，即中心原子形成几个σ键，就有几个σ键电子对。σ键电子对数＝中心原子结合的原子数分子中心原子σ键数H2OO2NH3N3SO3S2SO42-S4

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σ键个数，即σ键电子对的数量。根据电子式直接确定公式计算中心原子上的孤电子对数＝(a-xb)CH4×(4-4×1)＝0NH3×(5-3×1)＝1H2O×(6-2×1)＝221212121(2)中心原子的孤电子对数的计算

a中心原子的价层电子数主族元素=最外层电子数阳离子=中心原子的价层电子数-离子的电荷数阴离子=中心原子的价层电子数+︱离子的电荷数︱

x与中心原子结合的原子数b与中心原子结合的原子最多能接受的电子数H=1其他原子=8-该原子的价层电子数2．价层电子对的计算(2)中心原子的孤电子对数的计算

练习：计算下列粒子中心原子的孤电子对数分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数CO2SO2CO32-NH4+SO42-C4+2＝632(6-3×2)÷2＝0N5-1＝441(4-4×1)÷2＝0C422(4-2×2)÷2＝0S622(6-2×2)÷2＝1

S6+2＝842(8-4×2)÷2＝0C原子的孤电子对为（4-4×1）÷2=0个；分子中一个C原子与4个H原子形成了4个σ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：CH4：(2)中心原子的孤电子对数的计算

C原子的孤电子对为（4-2×2）÷2=0个；分子中一个C原子与2个O原子形成了2个σ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。例：CO2：(2)中心原子的孤电子对数的计算

由于斥力作用，若有两对价层电子，则夹角180°；若有三对价层电子，夹角120°；若有四对价层电子，夹角109°。一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布3．确定价层电子对互斥模型（VSEPR模型）VSEPR模型直线形价层电子对数目：平面三角形四面体形三角双锥形八面体形4．VSEPR模型的应用——预测分子或离子空间结构(1)基本思路：ABn型分子无孤对电子：有孤对电子：价层电子对数→VSEPR模型VSEPR模型即分子空间结构略去孤对电子，剩下是分子或离子空间结构分子或离子价层电子对数VSEPR模型及名称分子或离子空间结构及名称CO2CH4(2)具体实例①中心原子不含孤电子对2直线形直线形3平面三角形平面三角形4正四面体形正四面体形②中心原子含孤电子对分子或离子价层电子对数孤电子对数VSEPR模型及名称分子或离子的空间结构及名称NH3H2OH3O＋SO241四面体形三角锥形42四面体形V形41四面体形三角锥形31平面三角形V形（1）由于孤电子对有较大斥力，含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值。（3）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。（2）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－成键电子对。随着孤电子对数目的增多，成键电子对与成键电子对之间的斥力减小，键角也减小。特别提醒思考：【2021年全国乙卷】H2O的键角小于CH4、NH3的，分析原因。CH4H2ONH3解析：CH4、H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形，但由于孤电子对有较大的斥力，孤电子对越多，与成键电子对之间的排斥力越大，键角越小。

答案：H2O中含有两对孤电子对而NH3中含有一对孤电子对，H2O中孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，故键角减小。价电子对互斥模型σ键电子对中心原子上的孤对电子数目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自我测试1.下列有关键角与分子空间结构的说法不正确的是A.键角为180°的分子，空间结构是直线形B.键角为120°的分子，空间结构是平面三角形C.键角为60°的分子，空间结构可能是正四面体形D.键角为90°～109°28′之间的分子，空间结构可能是V形√自我测试2.(2023·山西大同高二期中)VSEPR模型可用来预测分子的空间结构。下列微粒的VSEPR模型与其粒子的空间结构不一致的是√A.SO3

B.O3

C.OF2

D.NH3√3.经过X射线衍射实验发现，I3AsF6中存在

，下列粒子的VSEPR模型与空间结构都与

相同的是分子或离子σ键电子对数中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型立体构型axb(a−xb)分子CO2BeCl2SO2SO3NH3H2OCH4(CCl4)离子H3O+CO32-SO42-ClO3-分子或离子σ键电子对数中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型立体构型axb(a−xb)分子CO2242202直线形直线形BeCl2222102直线形直线形SO2262213平面三角形V形SO3363203平面三角形平面三角形NH3353114四面体形