价层电子对互斥模型

分子的立体结构2021/5/91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）2021/5/92复习回顾共价键σ键π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2021/5/93一、形形色色的分子O2HClH2OCO21、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）2021/5/94３、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）C2H2CH2ONH3P42021/5/95４、五原子分子立体结构最常见的是正四面体CH42021/5/96CH3CH2OHCH3COOHC6H6C8H8CH3OH5、其它：2021/5/97C60C20C40C70资料卡片：形形色色的分子2021/5/982021/5/992021/5/910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？2021/5/911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P37）2021/5/912测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。2021/5/913思考：

同为三原子分子，CO2和H2O分子的空间结构却不同，为什么？

同为四原子分子，CH2O与NH3分子的空间结构也不同，为什么？直线形V形平面三角形三角锥形2021/5/914二、价层电子对互斥理论（VSEPR模型）1、要点：预测ABn型的分子或离子的空间构型。

中心原子A价层电子对（包括用于形成共价键的共用电子对和没有成键的孤对电子）之间存在排斥力，将使分子中的原子处于尽可能远的相对位置上，以使彼此之间斥力最小，分子体系能量最低。——预测分子结构的简单理论2021/5/915键角价层电子对数VSEPR模型模型名称实例180212034直线形平面三角形四面体BeCl2BF3CH4、CCl4109°28’2021/5/916推测分子或离子立体构型的步骤：2021/5/917（1）基本概念：（以氨分子为例说明）

HNH3HNH中心原子配位原子配位数•••×וו孤电子对σ键电子对σ键电子对σ键电子对2021/5/918价层电对δ键电子对=与中心原子结合的原子数=δ键电子对+中心原子上的孤电子对中心原子上的孤电子对=½（a-xb)a:中心原子的价电子数(对于阳离子：a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数；对于阴离子：a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数）x为与中心原子结合的原子数b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8-该原子的价电子数）2021/5/919探究与讨论：1、写出H、C、N、O等原子的电子式：原子HCNO电子式价电子数可形成共用电子对数最多能接受的电子数H···O：··C：··1654·N：··114433222021/5/920分子或离子中心原子axb孤电子对σ键的电子对数中心原子的价层电子对数CO2H2OSO2S622123CO32-4+2C32033NH3N531134NH4+SO32-FS6N5-1410442021/5/921（2）中心原子上有孤对电子的分子孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥2021/5/922价层电子对数成键电子对数孤对电子对数分子类型VSEPR模型分子构型实例321AB2431AB3422AB2V型三角锥V型PbCl2

NH3H2O2021/5/923分子式价层电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型分子空间构型CO2SO2SO3220213330直线形V型平面三角形2021/5/924分子式价层电子对数成键电子对数孤对电子对数VSEPR模型分子空间构型SO32-SO42-134440三角锥正四面体2021/5/925

成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布方式

分子构型

实例直线形

23平面三角形20 AB2直线形 HgCl230 AB321 AB2层价电子对数平面三角形BF3SO3V形PbCl2VSEPR模型名称2021/5/926价层电子对数成键电子对数孤对电子对数分子类型电子对的排布分子构型 实例方式4四面体4 0AB43 1AB32 2AB2正四面体CH4三角锥形NH3Ｖ形H2OVSEPR模型名称2021/5/927

注：价层电子对互斥模型对少数化合物判断不准，不能适用于过渡金属化合物，除非金属具有全满、半满或全空的d轨道2021/5/928应用反馈:化学式

中心原子孤对电子数中心原子结合的原子数空间构型HCNNO2NH2－NO3-H3O+SiCl4CHCl3NH4+0120100022233444直线形V形V型平面三角形三角锥形四面体正四面体正四面体PO43－04正四面体2021/5/929利用价层电子对互斥理论时，首先要根据原子的最外层电子数，判断中心原子上有没有孤对电子，然后再根据中心原子结合的原子的数目，就可以判断分子的空间构型

价层电子对数

23

4

5

6电子对排布方式 直线形平面三角形四面体三角双锥八面体2021/5/930思考与交流:P:382021/5/9311、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl4B2、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A、H2OB、CO2

C、C2H2D、P4BC2021/5/9323、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

。

2021/5/933

值得注意的是价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个C—H的键长、键能相同及H—C—H的键角为109

28′。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C—H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。2021/5/934为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论，2s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109°28’激发它的要点是：当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，得到4个能量相等、成分相同的sp3杂化轨道，夹角109

28′，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的如下图所示：2021/5/935三、杂化轨道理论简介杂化：原子内部能量相近的原子轨道，在外界条件影响下重新组合的过程叫原子轨道的杂化杂化轨道：原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道杂化轨道类型：sp、sp2、sp3等杂化结果：重新分配能量和空间方向，组成数目相等成键能力更强的原子轨道杂化轨道用于形成σ键和容纳孤对电子2021/5/9362s2pC的基态2s2p激发态正四面体形sp3杂化态CHHHH109°28’激发Sp3杂化2021/5/937Sp3杂化2021/5/938碳的sp2杂化轨道sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。Sp2杂化2021/5/939C2H4Sp2杂化2021/5/940大π键C6H6Sp3杂化2021/5/941碳的sp杂化轨道sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道。Sp杂化2021/5/942乙炔的成键2021/5/9432021/5/944

基态N的最外层电子构型为2s22p3，在H影响下，N的一个2s轨道和三个2p轨道进行sp3不等性杂化，形成四个sp3杂化轨道。其中三个sp3杂化轨道中各有一个未成对电子，另一个sp3杂化轨道被孤对电子所占据。N用三个各含一个未成对电子的sp3杂化轨道分别与三个H的1s轨道重叠，形成三个键。由于孤对电子的电子云密集在N的周围，对三个键的电子云有比较大的排斥作用，使键之间的键角被压缩到，因此NH3的空间构型为三角锥形。2021/5/9452021/5/946

基态O的最外层电子构型为2s22p4，在H的影响下，O采用sp3不等性杂化，形成四个sp3杂化轨道，其中两个杂化轨道中各有一个未成对电子，另外两个杂化轨道分别被两对孤对电子所占据。O用两个各含有一个未成对电子的sp3杂化轨道分别与两个H的1s轨道重叠，形成两个键。由于O的两对孤对电子对两个键的成键电子有更大的排斥作用，使键之间的键角被压缩到，因此H2O的空间构型为角型。

2021/5/9471、看中心原子有没有形成双键或叁键，如果有1个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，形成的是sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，形成的是sp2杂化；如果全部是单键，则形成的是sp3杂化。2、没有填充电子的空轨道一般不参与杂化.2021/5/948

根据以下事实总结：如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型？C－Csp3sp2spC＝CC≡C2021/5/949已知：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子杂化轨道数=中心原子孤对电子对数＋中心原子结合的原子数2021/5/950代表物杂化轨道数杂化轨道类型分子结构CO2CH2OCH4SO2NH3H2O结合上述信息完成下表：0+2=2SP直线形0+3=3SP2平面三角形0+4=4SP3正四面体形1+2=3SP2V形1+3=4SP3三角锥形2+2=4SP3V形2021/5/951科学探究1、写出HCN分子和CH20分子的路易斯结构式。2．用VSEPR模型对HCN分子和CH2O分子的立体结构进行预测(用立体结构模型表示)3．写出HCN分子和CH20分子的中心原子的杂化类型。4．分析HCN分子和CH2O分子中的π键。2021/5/9521、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3

C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B课堂练习2021/5/953课堂练习2、指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。

(1)PCl3(2)BCl3(3)CS22021/5/9543、写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。(1)PCI3(2)BCl3(3)CS2

(4)C12O(1)PCI3：SP3

三角锥形..PCICI解析：............CI......CI....(2)BCl3：SP2平面三角形BCI........Cl......(3)CS2：SP直线形C=S=S........(4)C12O：SP3V形O....Cl......CI......2021/5/955分子式立体结构路易斯结构式中心原子杂化类型CO2BF3CH4C2H4C2H22021/5/956分子式立体结构路易斯结构式中心原子杂化类型NH3H2OHCHONH4+SO42-2021/5/957配位健——一种特殊的共价键H3O+NH4+SO42-配位键：一方是能够提供孤对电子的原子，另一方是能够接受孤对电子的空轨道的原子间形成的“电子对给予---接受键”2021/5/958天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色四、配合物理论简介：实验2-1固体颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？CuOH2H2OH2OH2O2+2021/5/959★配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子）与配位体(某些分子或阴离子)以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。2021/5/9602+CuNH3H3NNH3NH3实验2-2已知氢氧化铜与足量氨水反应后溶解是因为生成[Cu(NH3)4]2+

，其结构简式为：试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？2021/5/961Cu

2++2NH3

.H2OCu（OH）2+2NH4+

Cu（OH）2+

4NH3

.H2O[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O蓝色沉淀深蓝色溶液2021/5/962实验2-3Fe3++SCN—

[Fe(SCN)]2+

硫氰酸根血红色练习书写：向硝酸银溶液中逐渐滴加氨水的离子方程式2021/5/963配合物的组成2021/5/964复盐：由两种或两种以上的阳离子与一种酸根离子组成的盐叫做复盐。如:KAl（SO4）2·12H2O混盐：是指一种金属离子与多种酸根离子所构成的盐。如氯化硝酸钙[Ca(NO3)Cl]复盐、混盐、配合物盐配合物盐:是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子：

[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]2++SO42-2021/5/965盐的种类很多，有正盐、酸式盐、碱式盐、复盐、配合物盐、混盐等等。其中的混盐是由一种金属阳离子（包括NH4+）和两种酸根阴离子所组成的化合物。则下列物质属于混盐的是AKAl(SO4)2•12H2OBCaOCl2

CNaHSO4DMg2(OH)2CO3

2021/5/966形成配合物时性质的改变1、颜色的改变Fe3++nSCN-==[Fe(SCN)n](n-3)-2、溶解度的改变：AgCl＋HCl＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-Au+HNO