分子的空间结构与价层电子对互斥理论学案

高二化学学案分子的空间结构与价层电子对互斥理论课时：1 编写人：卢镇芳审核人： 编号：7【学习目标】了解分子结构的多样性。利用价层电子对互斥理论解释分子的立体结构。【情境导读】自然之美，不仅是我们肉眼所及的灵山秀水，奇花异草，在我们无法观察到的微观世界也同样美不胜收，（查阅P36“资料卡片”。甚至有些建筑的创意都来自于此。如足球烯结构和穹顶建筑结构。这种穹顶结构已被广泛应用于需要覆盖大面积空间的建筑工程。它们结构美观，和谐严谨，渗透出一种科学之美。今天我们就在感受美的同时，去发现，去探究隐藏在他们背后的自然规律。结合你熟悉的一些分子的空间构型，依据等电子体原理判断以下粒子的空间构型：NH4+、NO2+、PH3、CCl4、CS2、H2S【问题导引】1、阅读教材P37，说说你对价层电子对互斥理论（VSEPR）的理解。从以下几方面说明：①什么是价层电子对？②价层电子对数如何计算？（能脱稿默写公式，能说出各个字母所代表的实际意义。）③如果是离子，又该如何进行调整？④小组选代表分别脱稿展示nh4+、so2、co32-、co2、ch4价层电子对数的计算。2、①在价层电子对数确定之后，VSEPR理论又是如何确定分子的立体构型的？②对于中心原子的孤对电子，对分子的空间构型的影响该怎么认识？3、认真研究表2-5，结合VSEPR理论说说你的理解。完成P39“思考与交流”【实战演练】1•用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是（）直线形；三角锥形 B.V形；三角锥形C.直线形；平面三角形 D.V形；平面三角形2•能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体结构的是（）A.两个键之间夹角为109。28‘ B.C—H键为极性共价键C.4个C—H键的键能、键长相同 D.二氯甲烷没有同分异构体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的是（ ）A.NF3 B.CH3－ C.CO2 D.H3O＋4•对SO3的说法正确的是（）A.结构与NH3相似 B.结构与SO2相似C.结构与BF3相似 D.结构与P4相似5若AB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,n下列说法正确的是（ ）若n=2,则分子的立体结构为V形若n=3，则分子的立体结构为三角锥形若n=4,则分子的立体结构为正四面体形以上说法都不正确6.下列分子或离子中，不含有孤对电子的是( )A.H2O B．H3O＋ C．NH3 D．NH4＋7•三氯化氮(NC13)在常温下是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NC13的叙述正确的是( )分子中N—Cl键是非极性键分子中不存在孤对电子它的沸点比PCl3沸点低因N—Cl键键能大，所以NCl3的沸点高下列推断正确的是( )NO2、S02、BF3、NC13分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构。P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109。28‘HNH+的电子式：[HNH]+,离子呈平面正方形结构d.nh3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强下列分子中，所有原子不可能共处在同一平面上的是( )A.C2H2 B．CS2 C．NH3 D．C6H6下列说法中，正确的是( )由分子构成的物质中一定含有共价键形成共价键的元素不一定是非金属元素正四面体结构的分子中的键角一定是109°28‘CO2和SiO2都是直线形分子11•最近媒体报道了一些化学物质，如爆炸力极强的N5、结构类似白磷的N4、比黄金还贵的18O2、太空中的甲醇气团等。下列说法中，正确的是()18O2和16O2是两种不同的核素将ag铜丝灼烧成黑色后趁热插入甲醇中，铜丝变红，质量小于agN4为正四面体结构，每个分子中含有6个共价键，键角为109°28‘2N5===5N^是化学变化TOC\o"1-5"\h\z12.下列物质中既有极性键，又有非极性键的直线形分子的是( )A.CS2 bCH4 C.CH3CH2Cl DHCFH13下列分子和离子中，中心原子价层电子对的几何构型为四面体且分子或离子的空间构型为V形的是( )A.NH4＋ B．PH3 C．H3O＋ D．OF2用价层电子对互斥模型推测下列分子的空间构型：①BeCl2 ②NH3 ③H2O ④PCI3若AB”的中心原子上有一对孤对电子未能成键，当n=2时,其分子结构为 ;当n=3时，其分子结构为 。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 ，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困惑问题】

1答案D解析根据价层电子对互斥理论可推知，H2S为V形，BF3为平面三角形。本题主要考查同学们对价层电子对互斥理论的理解及应用——判断分子的立体构型。2答案AD解析CH4分子的空间结构由两个键之间的的夹角决定，只有为正四面体结构，C位于正四面体中心，才有键角为109。28‘。分子的空间构型与共价键的极性无关；同样二氯甲烷没有同分异构体也说明了ch4分子为正四面体结构，如果为平面结构，则二氯甲烷就存在两种构型：H—C—C1「②Cl—C—C1① ；C项中因为同为C—H键，不论分子构型如何，它们的键能、键长都相等。答案C解析NF3、CH3和H3O+的中心原子N、C、O均为sp3杂化，但由于形成3个共价键，有一个杂化轨道被孤对电子占据，又由于价层电子对相互排斥，所以它们均为三角锥形Oco2中的C以sp杂化，形成直线形分子。答案C解析根据价层电子对互斥原理可知，在SO3中，S原子没有孤对电子，但与S原子相连的原子个数为3,因此S原子采用sp2杂化方式，分子结构呈平面三角形。答案C解析若中心原子A上没有未用于成键的孤对电子，则根据斥力最小的原则，当n=2时，分子结构为直线形；n=3时，分子结构为平面三角形；n=4时，分子结构为正四面体形。6答案D解析选D。分别写出其电子式HHOXXTTJL•HHHOXXTTJL•H」+HXH•N・X•X•H7答案C1HHN・XX•HX＋即可得出答案。解析选C。NCl3分子中中心原子N和氯原子间形成三个g极性键，N原子的周围仍然存

在一对孤对电子；共价化合物的熔、沸点是由分子间作用力决定的，而分子间作用力的大小由相对分子质量决定，所以NCl3的熔、沸点较低。8答案D解析选D。NCl3分子的电子式为「ClNzCl口01、分子中各原子都满足8电子稳定结构,

A错误；P4为正四面体分子，但其键角为60。，B•错误；NH才为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；NH3分子电子式为HNH，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电3 • •H子的排斥作用，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确。9答案C解析选C。C2H2、CS2为直线形，C6H6为正六边形，NH3为三角锥形，只有C选项的所有22 2 66 3原子不可能在同一平面上。10答案B解析选B。分子构成的物质中不一定有共价键，如He;A1C13中A1与C1间以共价键结合，

但A1为金属元素；P4为正四面体结构，键角为60°；CO2分子的中心原子无孤对电子，为

直线形结构，而SiO2晶体中不存在单个分子。11答案D解析选D。核素是指具有一定质子数和中子数的原子，而18。2和16。2是单质，A错；将ag铜丝灼烧成黑色后趁热插入甲醇中，发生反应2Cu+O2=A=2CuO和CuO+CH3OH—Cu+HCHO+H2O,在反应前后铜的质量没变，B错；N4和白磷分子一样，为正四面体结构，含有6条共价键，键角应为60°，C错；N5和N2互为同素异形体，相互转化为化学反应，D正确。答案D答案D解析选D。中心原子价层电子对的几何构型为四面体，所以应该是sp3杂化，空间构型为V形的是只有3个原子组成的分子，所以答案D对；A选项三角锥形的NH3结合一个H+变为四面体；B项中PH3为三角锥形；C中H3O+是V形H2O结合一个H+变为三角锥形结构。33214答案①直线形②三角锥形③V形④三角锥形解析①中心原子Be的价电子都参与成键，所以可以根据中心原子的周围原子数来判断①为直线形。②③④中心原子有孤对电子，孤对电子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。15答案V形三角锥形解析若中心原子上有未成键的孤对电子，根据价层电子互斥理论，其与成键电子之间存在斥力，ab2型分子为V形（如S02）,ab3型分子为三角锥形（如NH3）。16答案中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上有孤对电子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