价层电子互斥理论.ppt

新课标人教版选修三物质结构与性质 第二章分子结构与性质 第二节分子的立体结构 第一课时 复习回顾 共价键 键 键 键参数 键能 键长 键角 衡量化学键稳定性 描述分子的立体结构的重要因素 成键方式 头碰头 呈轴对称 成键方式 肩并肩 呈镜像对称 一 形形色色的分子 O2 HCl H2O CO2 1 双原子分子 直线型 2 三原子分子立体结构 有直线形和V形 四原子分子立体结构 直线形 平面三角形 三角锥形 正四面体 平面三角形 三角锥形 C2H2 CH2O COCl2 NH3 P4 五原子分子立体结构 最常见的是正四面体 CH4 CH3CH2OH CH3COOH C6H6 C8H8 CH3OH 5 其它 C60 C20 C40 C70 资料卡片 形形色色的分子 分子世界如此形形色色 异彩纷呈 美不胜收 常使人流连忘返 那么分子结构又是怎么测定的呢 早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测 如今 科学家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器 红外光谱就是其中的一种 分子中的原子不是固定不动的 而是不断地振动着的 所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型 当一束红外线透过分子时 分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线 再记录到图谱上呈现吸收峰 通过计算机模拟 可以得知各吸收峰是由哪一个化学键 哪种振动方式引起的 综合这些信息 可分析出分子的立体结构 科学视野 分子的立体结构是怎样测定的 指导阅读P39 测分子体结构 红外光谱仪 吸收峰 分析 形 如CO2形 如H20 形 如HCHO BF3形 如NH3 分子的立体结构 最常见的是形 如CH4 五原子分子 三原子分子 四原子分子 一 形形色色的分子 表格一 直线 V 平面三角 三角锥 正四面体 通过填表 你能发现什么问题 同为三原子分子 CO2和H2O分子的空间结构却不同 什么原因 思考 直线形 V形 同为四原子分子 CH2O与NH3分子的的空间结构也不同 什么原因 思考 三角锥形 平面三角形 1 写出H C N O原子的电子式 表格二 1 2 3 4 探究 同为三原子分子或四原子分子 分子的空间构型为什么不同 2 写出CO2 H2O NH3 CH2O CH4等分子的电子式 结构式及分子的空间构型 表格三 O C O H O H 直线形 V形 三角锥形 平面三角形 正四面体 对ABn型分子 B围绕A成键 则A为中心原子 n值为中心原子结合的原子数 四 价层电子对互斥模型 VSEPR 基本要点ABn型分子 离子 中中心原子A周围的价电子对的几何构型 主要取决于价电子对数 n 价电子对尽量远离 使它们之间斥力最小 1 内容 中心原子价电子层电子对 包括 电子对和的孤对电子对 的互相作用 使分子的几何构型总是采取电子对相互的那种构型 即分子尽可能采取对称的空间构型 VSEPR模型 成键 未成键 排斥 排斥最小 二 价层电子对互斥模型 价层电子对包括成键的 电子对和孤电子对 不包括成键的 电子对 孤对电子 未用于形成共价键的电子对 例氮原子和氢原子形成氨分子时 N提供3个未成对电子与3个H形成3对共用电子对 还有1对电子未与其他原子共用 这对电子就称为孤对电子 例如黑点表示中心原子N与O的孤对电子 而中心原子C无孤对电子 3 分析CO2 H2O NH3 CH2O CH4电子式的中心原子价电子层电子对成键情况 分成键电子对和 孤对电子对 结论 成键电子对和孤对电子对会影响分子的空间构型 中心原子有孤对电子 其要占据中心原子周围的空间 并且 使分子呈现不同的立体构型 互相排斥 价层电子对数 键电子对数 孤电子对数 键电子对数 键数 中心原子结合的原子数 中心原子上的孤电子对数 表示中心原子的价电子数对于主族元素 最外层电子数阳离子 价电子数 离子电荷数阴离子 价电子数 离子电荷数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 该原子的价电子数 直线形 平面三角形 正四面体 V形 三角锥形 105 107 180 0 2 1 4 填写孤对电子与分子的空间构型关系 中心原子结合的原子数 n值 与分子的空间构型关系 120 109 28 2 2 3 3 4 0 0 中心无孤对电子 中心存在孤对电子 请你试总结分子的空间构型各不同的原因 总结 由于分子中的成键电子对及中心原子上的孤对电子对相互排斥 结果趋向尽可能彼此远离 以减小斥力 从而影响了分子的空间构型 VSEPRmodels 二 价层电子对互斥模型 1 一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键 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 无孤对电子 ABn立体结构范例n 2直线形CO2 CS2n 3平面三角形CH2O BF3n 4正四面体形CH4 CCl4n 5三角双锥形PCl5n 6正八面体形SCl6 一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布 即含孤对电子的VSEPR模型 23456直线形平面三角形正四面体三角双锥体正八面体 注意 孤对电子的存在会改变键合电子对的分布方向 从而改变化合物的键角 电子间斥力大小 孤对间 孤对与键合间 键合间 O C O 无 无 无 直线形 平面三角形 正四面体 2 另一类是中心原子上有孤对电子 未用于形成共价键的电子对 的分子 ABn立体结构范例n 2V形H2On 3三角锥形NH3 原因 中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间 并参与互相排斥 例如 H2O和NH3的中心原子分别有2对和l对孤对电子 跟中心原子周围的 键加起来都是4 它们相互排斥 形成四面体 因而H2O分子呈V形 NH3分子呈三角锥形 直线形 平面三角形 正四面体 V形 三角锥形 小结 价层电子对互斥模型 应用反馈 0 1 2 0 1 0 0 0 2 2 2 3 3 4 4 4 直线形 V形 V形 平面三角形 三角锥形 四面体 正四面体 正四面体 1 s电子云是形的 p电子云是哑铃形的 p能级有3个原子轨道 分别是 2 价层电子对数与VSEPR模型的关系 Px Py Pz 直线形 平面三角形 正四面体 球 友情提醒 价层电子对相互排斥作用的大小 决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况 一般规律 电子对之间的夹角越小 排斥力越大 成键电子对受两个原子核的吸引 电子云比较紧缩 孤对电子对只受中心原子的吸引 电子云较 肥大 对邻近电子对的斥力较大 电子对之间斥力大小的顺序 孤对电子对 孤对电子对 孤对电子对 成键电子对 成键电子对 成键电子对 三键 双键比单键包含的电子数目多 所以其斥力大小顺序为 三键 双键 单键 只有一种角度 120 只有一种角度 109 28 电子对数和电子对空间构型的关系电子对相互排斥 在空间达到平衡取向 2对电子直线形 课堂练习 1 下列物质中 分子的立体结构与水分子相似的是 A CO2B H2SC PCl3D SiCl42 下列分子的立体结构 其中属于直线型分子的是 A H2OB CO2C C2H2D P4 B BC 更多资源 3 若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子 运用价层电子对互斥模型 下列说法正确的 A 若n 2 则分子的立体构型为V形B 若n 3 则分子的立体构型为三角锥形C 若n 4 则分子的立体构型为