高中化学 第2章 第二节 第1课时 价层电子对互斥模型课件 新人教版选修3-新人教版高中选修3化学课件

1、第二节分子的立体构型第二节分子的立体构型第第1课时价层电子对互斥模型课时价层电子对互斥模型学业要求学业要求素养对接素养对接1.结合实例了解共价分子具有特定的结合实例了解共价分子具有特定的空间结构。空间结构。2.能运用价层电子对互斥理论和模型能运用价层电子对互斥理论和模型进行解释和预测分子的空间结构。进行解释和预测分子的空间结构。微观探析：分子的立体构型和价层微观探析：分子的立体构型和价层电子对互斥模型。电子对互斥模型。模型认知：运用价层电子对互斥模模型认知：运用价层电子对互斥模型解释和预测分子的空间结构。型解释和预测分子的空间结构。知知 识识 梳梳 理理一、形形色色的分子一、形形色色的分子3.

2、五原子分子立体构型：最常见的是五原子分子立体构型：最常见的是_，如，如CH4，键角为，键角为_。CO2分子分子H2O分子分子甲醛分子甲醛分子氨分子氨分子正四面体正四面体10928【自主思考】【自主思考】1.五原子分子都是正四面体结构吗？五原子分子都是正四面体结构吗？提示提示不是，如不是，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，虽为四面体结构，但由于碳原子所等，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，使四个键的键角不全相等连的四个原子不相同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构。，所以并不是正四面体结构。二、价层电子对

3、互斥理论二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论分子的分子的_是是“价层电子对价层电子对”相互相互_的结果。的结果。立体构型立体构型排斥排斥价电子对数价电子对数234成键电子对数成键电子对数234电子对立体构型电子对立体构型分子立体构型分子立体构型实例实例CO2、BeCl2BF3、BCl3、BBr3CH4、CCl4、SiF42.价层电子对互斥模型与分子价层电子对互斥模型与分子(离子离子)的立体结构的立体结构(1)中心原子价电子全部参与形成共价键的分子中心原子价电子全部参与形成共价键的分子(ABn)直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体形正四面体形直线形直线形平面三角形平

4、面三角形正四面体形正四面体形(2)中心原子有孤电子对的分子中心原子有孤电子对的分子(ABn)1.判断正误，正确的打判断正误，正确的打“”“”；错误的打；错误的打“”。(1)所有的三原子分子都是直线形结构。所有的三原子分子都是直线形结构。()(2)所有的四原子分子都是平面三角形结构。所有的四原子分子都是平面三角形结构。()(3)五原子分子的空间构型都是正四面体。五原子分子的空间构型都是正四面体。()(4)P4和和CH4都是正四面体分子且键角都为都是正四面体分子且键角都为10928。()(5)NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强。分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子

5、的排斥作用较强。()(6)VSEPR模型和分子的立体构型，二者可能是不同的。模型和分子的立体构型，二者可能是不同的。()自自 我我 检检 测测(7)价电子对之间的夹角越小，排斥力越小。价电子对之间的夹角越小，排斥力越小。()(8)NH3分子的分子的VSEPR模型与分子构型不一致。模型与分子构型不一致。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.H2O的中心原子上有的中心原子上有_对孤电子对，与中心原子上的对孤电子对，与中心原子上的_键电子对相键电子对相加等于加等于_，它们相互排斥形成，它们相互排斥形成_形形VSEPR模型。略去模型。略去VSEPR模型模型中的中心原子上的孤电

6、子对，因而中的中心原子上的孤电子对，因而H2O分子呈分子呈_形。形。答案答案24四面体四面体V3.用价层电子对互斥模型预测下列粒子的立体结构。用价层电子对互斥模型预测下列粒子的立体结构。答案答案(1)V形形(2)V形形(3)平面三角形平面三角形(4)三角锥形三角锥形(5)直线形直线形(6)V形形(7)三角锥形三角锥形(8)正四面体形正四面体形学习任务一常见分子的构型学习任务一常见分子的构型【合作交流】【合作交流】在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠爱因斯坦曾感叹：爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩

7、序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。赞叹，激起无限的好奇。”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。同样分子中的原子不是杂乱无章地堆积在一起，而是按照一定规律结合的整体，同样分子中的原子不是杂乱无章地堆积在一起，而是按照一定规律结合的整体，使分子在空间呈现出一定的几何形状使分子在空间呈现出一定的几何形状(即空间构型即空间构型)。1.硫化氢分子中，两个硫化氢分子中，两个HS键的夹角都接近键的夹角都接近90，推测，推测H2S分子的立体构型是怎样分子的立体构型是怎样的？

8、的？提示提示V形形2.科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的科学家研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示如图所示)。已知该分子中。已知该分子中NNN键角都是键角都是108.1。试推测四个氮原子围成的空间是空间正四面体吗？。试推测四个氮原子围成的空间是空间正四面体吗？提示提示不是。由于不是。由于NNN键角都是键角都是108.1。所以四个氮原子围成的空间不是。所以四个氮原子围成的空间不是正四面体而是三角锥形。正四面体而是三角锥形。3.分子的立体构型与化学式有必然联系吗？分子的立体构型与化学式有必然联系吗？提示提示没有。没有。AB2(或或A2B)型分子可能是直线形分子，也可能是型分子可

9、能是直线形分子，也可能是V形分子，形分子，AB3(或或A3B)型分子可能是平面三角形分子，也可能是三角锥形分子，型分子可能是平面三角形分子，也可能是三角锥形分子，AB4型分子一定是型分子一定是正四面体形分子。正四面体形分子。【点拨提升】【点拨提升】1.常见分子的立体构型常见分子的立体构型2.分子的立体构型与键角的关系分子的立体构型与键角的关系【例【例1】下列分子的立体结构模型正确的是】下列分子的立体结构模型正确的是()解析解析CO2的立体构型为直线形，的立体构型为直线形，A不正确；不正确；H2O的立体构型为的立体构型为V形，形，B不正确；不正确；NH3的立体构型为三角锥形，的立体构型为三角锥形

10、，C不正确；不正确；CH4的立体构型为正四面体形，的立体构型为正四面体形，D正确。正确。答案答案D【变式训练】【变式训练】1.下列分子的立体构型为正四面体形的是下列分子的立体构型为正四面体形的是()P4NH3CCl4CH4H2SCO2A.B.C.D.解析解析NH3的立体构型是三角锥形、的立体构型是三角锥形、H2S的立体构型是的立体构型是V形、形、CO2的立体构型是直的立体构型是直线形，故选线形，故选C。答案答案C2.下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.NH3分子中分子中N原子处在原子处在3个个H原子所组成的三角形的中心原子所组成的三角形的中心B.CCl4分子中分子中C原子处在原子处在4个个

11、Cl原子所组成的正方形的中心原子所组成的正方形的中心C.H2O分子中分子中O原子处在原子处在2个个H原子所组成的直线的中央原子所组成的直线的中央D.CO2是非极性分子，分子中是非极性分子，分子中C原子处在原子处在2个个O原子所连接的直线的中央原子所连接的直线的中央解析解析NH3分子为三角锥形分子，分子为三角锥形分子，N原子位于锥顶，原子位于锥顶，A错误；错误；CCl4分子为正四面分子为正四面体形分子，体形分子，B错误；错误；H2O分子为分子为V形结构，形结构，C错误；错误；CO2分子为直线形，分子为直线形，C原子位原子位于两个于两个O原子连线的中央，原子连线的中央，D正确。正确。答案答案D3.

12、根据所学知识填空：根据所学知识填空：(1)三原子分子常见的立体结构有三原子分子常见的立体结构有_形形(如如CO2)和和_形形(如如H2O)。(2)四原子分子常见的立体结构有四原子分子常见的立体结构有_形和形和_形，如甲醛形，如甲醛(HCHO)分子分子呈呈_形，键角约为形，键角约为_；氨分子呈；氨分子呈_形，键角形，键角_；另外；另外需要注意，特殊的白磷需要注意，特殊的白磷(P4)分子呈分子呈_形，键角为形，键角为_。(3)五原子分子最常见的空间构型为五原子分子最常见的空间构型为_形，如常见的形，如常见的CH4键角是键角是_。解析解析(1)CO2是直线形，是直线形，H2O是是V形。形。(2)甲醛

13、甲醛(HCHO)分子呈平面三角形，氨分分子呈平面三角形，氨分子呈三角锥形，白磷分子呈正四面体形。子呈三角锥形，白磷分子呈正四面体形。(3)CH4分子呈正四面体形。分子呈正四面体形。答案答案(1)直线直线V(2)平面三角三角锥平面三角平面三角三角锥平面三角120三角锥三角锥107正四面体正四面体60(3)正四面体正四面体10928学习任务二利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的立体构型学习任务二利用价层电子对互斥理论判断分子或离子的立体构型【合作交流】【合作交流】通常，不同的分子具有不同的空间构型。例如，甲烷分子是正四面体形的、氨分通常，不同的分子具有不同的空间构型。例如，甲烷分子是正四面体形的

14、、氨分子是三角锥形的、苯是正六边形的。那么，如何解释这些分子具有不同的空间构子是三角锥形的、苯是正六边形的。那么，如何解释这些分子具有不同的空间构型呢？价层电子对互斥理论模型又称型呢？价层电子对互斥理论模型又称VSEPR模型，认为中心原子价电子层电子模型，认为中心原子价电子层电子对对(包括成键电子对和未成键的孤对电子对包括成键电子对和未成键的孤对电子对)的互相排斥作用，使分子的几何构型的互相排斥作用，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，即分子尽可能采取对称的空间构型。总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型。1.BCl3的价层电子对数、价层电子对空

15、间构型、分子空间构型是怎样的？的价层电子对数、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？提示提示BCl3的价层电子对数有的价层电子对数有3对，价层电子对空间构型为平面三角形，分子空对，价层电子对空间构型为平面三角形，分子空间构型为平面三角形。间构型为平面三角形。2.NF3的价层电子对、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？的价层电子对、价层电子对空间构型、分子空间构型是怎样的？提示提示NF3的价层电子对为的价层电子对为4对，价层电子对空间构型为四面体形，分子空间构型对，价层电子对空间构型为四面体形，分子空间构型为三角锥形。为三角锥形。3.一个分子的一个分子的VSEPR模型与分子的真实空间构

16、型一致吗？模型与分子的真实空间构型一致吗？提示提示不一定一致。只有孤电子对数为不一定一致。只有孤电子对数为0时，分子的立体构型与时，分子的立体构型与VSEPR模型才一模型才一致。致。【点拨提升】【点拨提升】1.价层电子对互斥理论的基本要点价层电子对互斥理论的基本要点(1)ABn型分子或离子的立体构型取决于中心原子型分子或离子的立体构型取决于中心原子A价层电子对价层电子对(包括成键电子对即包括成键电子对即键电子对和孤电子对键电子对和孤电子对)的相互排斥作用，分子的立体构型采取价层电子对相互排的相互排斥作用，分子的立体构型采取价层电子对相互排斥作用最小的那种结构。斥作用最小的那种结构。(2)若价层

17、电子对全部是成键电子对若价层电子对全部是成键电子对(即即键电子对键电子对)，为使价层电子对之间斥力最，为使价层电子对之间斥力最小则尽可能采取对称立体结构，若价层电子对包含孤电子对时，则孤电子对与成小则尽可能采取对称立体结构，若价层电子对包含孤电子对时，则孤电子对与成键电子对之间、孤电子对之间和成键电子对之间的排斥作用不同，从而影响分子键电子对之间、孤电子对之间和成键电子对之间的排斥作用不同，从而影响分子或离子的立体构型。或离子的立体构型。(3)ABn型分子或离子价层电子对数目和价层电子对立体构型的关系：型分子或离子价层电子对数目和价层电子对立体构型的关系：价层电价层电子对数子对数孤电子孤电子对

18、数对数成键电成键电子对数子对数VSEPR模型名称模型名称分子或离子分子或离子立体构型立体构型202直线形直线形直线形直线形303平面三角形平面三角形平面三角形平面三角形312平面三角形平面三角形V形形404四面体形四面体形正四面体形正四面体形413四面体形四面体形三角锥形三角锥形422四面体形四面体形V形形2.利用利用VSEPR模型确定模型确定ABn型分子或离子立体构型的步骤型分子或离子立体构型的步骤对于阳离子：对于阳离子：a价电子数离子电荷数；价电子数离子电荷数；对于阴离子：对于阴离子：a价电子数价电子数|离子电荷数离子电荷数|。x表示与中心原子结合的原子数。表示与中心原子结合的原子数。b表

19、示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子，其他原子8该原子该原子的价电子数。的价电子数。中心原子中心原子A价层电子对数价层电子对数键电子对数键电子对数(成键电子对数成键电子对数)中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对数。数。(2)确定确定VSEPR模型模型(价电子对立体构型价电子对立体构型)根据中心原子根据中心原子A的价层电子对数，找出对应的的价层电子对数，找出对应的VSEPR模型模型价层电子对数价层电子对数(n)234VSEPR模型模型直线形直线形平面三角形平面三角形四面体形四面体形(3)确定分子或离子的立体构型确定分子或离

20、子的立体构型若中心原子若中心原子A无孤电子对，则分子或离子的立体构型为价层电子对的立体构型无孤电子对，则分子或离子的立体构型为价层电子对的立体构型(VSEPR模型模型)。若中心原子若中心原子A有孤电子对，则分子或离子的立体构型为略去中心原子孤电子对有孤电子对，则分子或离子的立体构型为略去中心原子孤电子对后的成键电子对的立体构型。后的成键电子对的立体构型。【例【例2】氮元素和硫元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为】氮元素和硫元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的的酸是酸是_；酸根呈三角锥形结构的酸是；酸根呈三角锥形结构的酸是_(填化学式填化学式)。答案答案HNO2、

21、HNO3H2SO3注意孤电子对个数的计算方法，注意实际空间构型要去掉孤电子对为解答关键。注意孤电子对个数的计算方法，注意实际空间构型要去掉孤电子对为解答关键。【变式训练】【变式训练】4.下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是()A.H2OB.BeCl2C.CH4D.PCl3解析解析H2O有有2对孤电子对，对孤电子对，BeCl2和和CH4没有孤电子对。没有孤电子对。答案答案D5.用价层电子对互斥理论预测用价层电子对互斥理论预测H2S和和BF3的立体构型，两个结论都正确的是的立体构型，两个结论都正确的是()A.直线形三角锥形直线形三角锥形 B.VB.V形三角锥形形三角锥形C.直线形平面三角形直线形平面三角形 D.VD.V形平面三角形形平面三角形解析解析H2S分子中心原子分子中心原子S有未用于形成共价键的孤