课时1 价层电子对互斥理论.doc

课时1 价层电子对互斥理论 学习目标 1 1了解常见分子的立体构型。2理解价层电子对互斥理论。(难点)3能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体构型。(重难点) 自主预习 1 一、形形色色的分子1.三原子分子:其立体构型有 形和 形两种。例如:化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CO2O=C=O H2O 2.四原子分子:大多数采取 形和 形两种立体构型。例如:化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CH2O NH3 3.五原子分子:其可能的立体构型更多,最常见的是 形。例如:化学式电子式结构式键角分子的立体结构模型立体构型CH4 CCl4 二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论:分子中的价层电子对(包括 和 )由于 作用,而趋向尽可能彼此远离以减小 ,分子尽可能采取 的空间构型。2.价层电子对的确定方法(1)若为分子:中心原子的 ,与中心原子结合的原子数,与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。(2)若为阳离子:中心原子的 ,和计算方法不变。(3)若为阴离子:中心原子的 ,和计算方法不变。3.价层电子对互斥模型的两种类型(1)当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致。分子或离子CO2CH4中心原子上的孤对电子对数000分子或离子的价层电子对数 VSEPR模型VSEPR模型名称 分子或离子的立体构型分子或离子的立体构型名称 (2)当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。分子或离子H2ONH3中心原子上的孤对电子对数 分子的价层电子对数VSEPR模型VSEPR模型名称 分子的立体构型分子的立体构型名称 预习检测 1 1VSEPR模型和分子的立体构型,二者是相同的吗？2五原子分子的空间构型都是正四面体结构吗？3(判断)所有的四原子分子都是平面三角形结构。4(判断)所有的三原子分子都是直线形结构。 要点探究 1 价层电子对互斥理论1.已知H2O2和P4的结构如下:H2O2P4根据二者的结构,回答下列问题:(1)四原子分子都为平面三角形或三角锥形吗？(2)空间构型相同的分子,其键角完全相同吗？2.试结合价层电子对数的计算公式,探究以下问题:(1)如何计算SO2的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数？(2)请分析计算和的成键电子对数、孤电子对数、价层电子对数与计算SO2的有什么区别。(3)根据价层电子对互斥理论,判断的VSEPR模型和的立体构型。 典例精析 1 用价层电子对互斥理论预测SO2、H3O+的立体构型。分子结构式VSEPR模型分子的立体构型SO2H3O+ 变式训练 1 用价层电子对互斥理论推测下列分子的立体构型:(1)BeCl2;(2)NH3;(3)H2O;(4)PCl3。 随堂自测 1 1下列分子为直线形的是A.H2OB.CO2C.NH3D.CH42以下分子或离子的结构为正四面体，且键与键夹角为10928的是CH4NH4+CH3ClP4H3O+A.B.C.D.3膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色、有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。则下列关于PH3的叙述正确的是A.PH3分子中有未成键的孤电子对B.PH3是空间对称结构C.PH3为平面三角形构型D.PH3分子中的键角为1204下列分子中，所有原子不可能在同一平面上的是A.C2H2B.CS2C.NH3D.C6H6(苯) 基础过关 1 1下列微粒中，中心原子只有键电子对的是A.NCl3B.BCl3C.H3OD.H2S2在以下的分子或离子中，空间结构的几何形状不是三角锥形A.NF3B. CH3-C.CO2D.H3O3下列分子的空间构型描述不正确的是A.H2O分子为形B.NH3分子为三角锥形C.CO2为形D.CH4为正四面体形4下列微粒中，含有孤电子对的是A.SiH4B.CH4C.H2OD.NH45(1)计算下列分子或离子中加线原子的价层电子对数。CCl4 _，BeCl2 _，BCl3 _，PCl3_。(2)计算下列微粒中加线原子的孤电子对数。H2S _，PCl5 _，BF3 _，NH3_。 能力提升 1 1下列分子的立体结构模型正确的是A.CO2的立体结构模型B.PH3的立体结构模型C.H2S的立体结构模型D.CH4的立体结构模型2能说明CH4分子中的五个原子不在同一平面而正四面体结构的是A.两个键之间夹角为10928B.CH键为极性共价键C.4个CH键的键能、键长相同D.碳原子的价电子都参与成键3为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是_；另一类是_。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是_，NF3的中心原子是_；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是_。420世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子的立体结构。其要点可以概括为：.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(nm)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间。.分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对。.分子中价层电子对之间的斥力的主要顺序为.孤电子对之间的斥力孤电子对与共用电子对之间的斥力共用电子对之间的斥力；.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；.X原子得电子能力越弱，AX形成的共用电子对之间的斥力越强；.其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题：(1)画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表：nm2VSEPR理想模型正四面体价层电子对之间的理想键角109.5(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线型分子的原因_。(3)H2O分子的立体构型为：_，请你预测水分子中HOH的大小范围并解释原因_。(4)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S=O之间以双键结合，SCl、SF之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型：_，SO2Cl2分子中ClSCl_(选填“”或“”)SO2F2分子中FSF。(5)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型：分子或离子PbCl2XeF4SnCl62-PF3Cl2HgCl42-ClO4-立体构型试卷第5页，总6页课时1 价层电子对互斥理论详细答案【自主预习】一、1.直线 V 180 直线形 105 V形 2.平面三角 三角锥 120 平面三角形 107 三角锥形 正四面体 3.10928 正四面体形 10928 正四面体形二、1.键电子对 中心原子上的孤电子对相互排斥 斥力 对称2.(1)价电子数 (2)价电子数减去离子的电荷数 (3)价电子数加上离子的电荷数(绝对值)3.(1)2 3 4 直线形 平面三角形 正四面体形 直线形 平面三角形 正四面体形(2)2 1 4 4 四面体形 四面体形 V形 三角锥形【预习检测】1不是。(1)VSEPR模型指的是包括键电子对和孤电子对在内的空间构型;分子的立体构型指的是组成分子的所有原子(只考虑分子内的键)所形成的空间构型。(2)若分子中没有孤电子对,VSEPR模型和分子立体构型一致;若分子中有孤电子对,VSEPR模型和分子立体构型不一致。2不都是。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等,虽为四面体结构,但由于碳原子所连的四个原子不相同,四个原子电子云的排斥力不同,使四个键的键角不再相等,四个共价键键长也不相等,所以并不是正四面体结构。3提示:NH3是三角锥形。4提示:H2O是V形。【要点探究】1.(1)提示:不是。如H2O2和P4都是四原子分子,但是H2O2的分子构型是一个二面角构型,P4为正四面体形。(2)提示:不一定。如R和CH4都是正四面体形,但是P4的键角为60,CH4的键角为10928。2.(1)提示:SO2分子中的中心原子是S,成键电子对数为2;孤电子对数=(axb)=(622)=l;价层电子对数=2+1=3。(2)提示:它们在计算中心原子的价电子数时不同,中的氮原子外层有5个电子,而计算a时却为(51),说明阳离子在计算a时为中心原子的价电子数减去阳离子所带电荷数;中C的价电子数为4,而计算a时却为(4+2),说明阴离子在计算a时为中心原子价电子数加上阴离子所带的电荷数(绝对值)。(3)提示:中心氮原子上的孤电子对数为(axb),其中a=51=4,x=4,b=1,所以axb)=0,即的孤电子对数为0;其中键数为4,所以的VSEPR模型与立体构型均为正四面体形。【典例精析】【解析】SO2分子的中心原子S的价电子数a=6,与S结合的O数x=2,O能结合的电子数b=2,故S的孤电子对数=1,孤电子对对化学键有排斥作用,故SO2分子为V形。H3O+的中心原子O的价电子数a=6-1=5,与O结合的H数x=3,H能结合的电子数b=1,故O的孤电子对数=1,由于孤电子对对三个化学键的排斥作用,使H3O+呈三角锥形。【备注】无【变式训练】(1)直线形(2)三角锥形(3)V形(4)三角锥形【解析】书写相关物质的电子式,确定孤电子对数,进而推导其可能的立体构型。(1)中心原子Be的价电子都参与成键,根据中心原子周围的原子数判断(1)为直线形。(2)(3)(4)中心原子上均有孤电子对,孤电子对也要占据中心原子周围的空间,所以(2)为三角锥形,(3)为V形,(4)为三角锥形。【备注】无【随堂自测】1B【解析】H2O为形，NH3为三角锥形，CH4为正四面体形。【备注】无2C【解析】在CH4和NH4+中，中心原子没有孤电子对，4个氢原子在空间呈正四面体形排列，且键角为10928；CH3Cl可看成CH4中一个氢原子被一个氯原子替换，由于氢原子与氯原子间的排斥作用力不同，所以形成变形的四面体结构；P4是正四面体结构但是键角为60；在H3O+中中心原子含有一对孤电子对，键角10928。【备注】无3A【解析】PH3的孤电子对数12(5-31)l，价层电子对数314，VSEPR模型为正四面体，略去孤电子对，PH3为三角锥形。【备注】无4C【解析】C2H2、CS2为直线形，C6H6为平面正六边形，NH3为三角锥形结构。【备注】无【基础过关】1B【解析】根据12(a-xb)可确定NCl3、H3O+均有1对孤电子对，H2S有2对孤电子对。【备注】无2C【解析】NF3、CH3-、H3O+中的中心原子价层电子对数为4，分别有孤电子对数为1，它们均为三角锥形，CO2为直线形。【备注】无3C【解析】CO2为直线形。【备注】无4C【解析】依据中心原子孤电子对的计算公式：SiH4中Si的孤电子对数12(4-41)=0,CH4中C的孤电子数12(4-41)=0，H2O中O的孤电子数12(6-21)=2，NH4+中N的孤电子12(5-1-41)=0。【备注】无5(1)4234(2)2001【解析】根据x+12(a-xb)算价层电子对数，根据12(a-xb)算孤电子对数。【备注】无【能力提升】1D【解析】CO2分子的构型是直线形，A不正确；PH3与NH3的构型相同为三角锥形，B不正确；H2S与H2O的构型相似均为形，C不正确；CH4的构型为正四面体形，D正确。【备注】无2A【解析】CH4分子的空间构型由两个键之间的夹角决定。只有为正四面体结构且C位于正四面体中心，才有键角为10928。分子的空间构型与共价键的极性无关；C项，同为CH键，无论分子构型如何，它们的键能、键长都相同；D项，C原子的价电子都参与成键，无法说明分子构型【备注】无3中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上有孤电子对BNBF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键而呈平面三角形，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形【解析】多原子分子的中心原子的价层电子均是未成对电子时，和其他原子全部形成化学键，若有成对电子，则以孤电子对的形式存在，故价层电子对互斥理论把分子按中心原子的成键情况分成两类。BF3的中心原子是B原子，共有三个价电子，全部用于成键，根据价电子对互斥应为平面三角形最稳定；NF3分子的中心原子是N原子，有五个价电子，只用了三个成键，还有一对孤电子对，根据价电子对互斥模型，孤电子对参与价键的排斥，使三个共价键偏离平面三角形而形成三角锥形。【备注】无4(1)4直线形180(2)CO2属AX2E0，nm2，故为直线形(3)V形按VSEPR预测，HOH为10928，由于OH键