适用于新高考新教材浙江专版2025届高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第18讲“VSEPR”模型杂化轨道理论及应用课件新人教版

第18讲“VSEPR”模型、杂化轨道理论及应用选考目标要求1.掌握价层电子对互斥模型和杂化轨道理论,并能用其推测简单分子或离子的空间结构,通过分析推理加以证实或证伪。2.掌握键角大小比较并能作出规范描述,运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。命题分析价层电子对互斥理论的应用,在选择题中以化学用语的形式考查,2023年的两次选考都已出现;杂化轨道理论的试题主要在填空题出现。知识点一价层电子对互斥模型落实主干基础1.理论要点(1)价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。(2)孤电子对排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越小。2.价层电子对互斥模型推测分子(离子)的空间结构的关键——中心原子价层电子对数的计算中心原子价层电子对数=σ键电子对数+中心原子的孤电子对数说明:σ键电子对数=中心原子结合的原子数;中心原子的孤电子对数=

(a-xb),其中(1)a表示中心原子的价层电子数。对于主族元素:a=原子的最外层电子数。对于阳离子:a=中心原子的价层电子数-离子的电荷数。对于阴离子:a=中心原子的价层电子数+离子的电荷数(绝对值)。(2)x表示与中心原子结合的原子数。(3)b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=8-该原子的价电子数。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2,卤族元素均为1)。例如,SOCl2的空间结构的判断:SOCl2的中心原子为S,σ键电子对数为3,孤电子对数为×(6-1×2-2×1)=1,价层电子对数为4,这些价层电子对互相排斥,形成四面体形的VSEPR模型,由于中心原子有1个孤电子对,则SOCl2的空间结构为三角锥形。[练一练]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)XeF2的中心原子价层电子对数为6。(

)(2)为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对。(

)(3)六氟化硫分子空间结构呈正八面体形,其中心原子的价层电子对数为4。(

)(4)价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。(

)×××√2.为了解释和预测分子的空间结构,科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。(1)利用VSEPR理论推断

的VSEPR模型是

。

(2)有两种活性反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型,写出相应的化学式:正四面体形

突破命题视角1.(教材选择性必修2第二章第二节练习与应用改编)下列离子的VSEPR模型与其空间结构一致的是(

)B2.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中,不正确的是(

)A.VSEPR模型可用来预测分子的空间结构B.分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C.中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥D.分子中键角越大,价层电子对相互排斥力越大,分子越稳定D解析

VSEPR模型可用来预测分子的空间结构,注意实际空间结构要去掉孤电子对,A正确;空间结构与价层电子对相互排斥有关,所以分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构,B正确;中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排斥,且孤电子对间的排斥力>孤电子对和成键电子对间的排斥力,C正确;分子的稳定性与键角没有关系,D不正确。易错警示价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间结构,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时,二者的空间结构一致;(2)当中心原子有孤电子对时,二者的空间结构不一致。知识点二杂化轨道理论落实主干基础1.杂化轨道理论概述中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来,重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构不同。2.杂化轨道三种类型

3.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有公式:杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键个数=中心原子的价层电子对数。4.VSEPR模型与微粒空间结构的关系实例价层电子对数σ键电子对数孤电子对数中心原子杂化轨道类型VSEPR模型分子(离子)空间结构BeCl2、CS2220sp直线形直线形BF3、SO3、330sp2平面三角形平面三角形实例价层电子对数σ键电子对数孤电子对数中心原子杂化轨道类型VSEPR模型分子(离子)空间结构O3、SO2

21sp2

V形440sp3四面体形正四面体形31sp3三角锥形22sp3V形[练一练]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)发生轨道杂化的原子一定是中心原子。(

)(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生,孤立的原子是不可能发生杂化的。(

)(3)凡AB3型共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。(

)(4)NH3分子的空间结构为三角锥形,则氮原子的杂化方式为sp3。(

)(5)C2H4分子中的键角都约是120°,则碳原子的杂化方式是sp2。(

)(6)2s轨道和3p轨道能形成sp2杂化轨道。(

)√√×√√×2.氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物。下列关于氯化亚砜分子的VSEPR模型、分子的空间结构和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是(

)A.四面体形、三角锥形、sp3B.平面三角形、V形、sp2C.平面三角形、平面三角形、sp2D.四面体形、三角锥形、sp2A解析

SOCl2分子中S原子形成2个S—Cl、1个S==O,价层电子对数=σ键数+孤电子对数=3+×(6-1×2-2)=4,杂化轨道数是4,故S原子采取sp3杂化,SOCl2分子的VSEPR模型为四面体形,且S原子含1个孤电子对,则其分子的空间结构为三角锥形,A项正确。突破命题视角角度一

杂化方式的判断1.在

中,中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是(

)A.sp2

sp2B.sp3

sp3C.sp2

sp3D.sp

sp3C解析

中碳原子形成了3个σ键,无未成键电子对,形成3个杂化轨道,杂化方式是sp2。两边的碳原子各自形成4个σ键,无未成键电子对,形成4个杂化轨道,采用的是sp3杂化。2.下列对杂化方式的判断不正确的是(

)A.H2O2中氧原子的杂化方式均为sp3B.N2H4中氮原子的杂化方式均为sp3C.HCOOH中碳原子、羟基中氧原子的杂化方式均为sp2D.中所有C、N、O原子在同一平面内,N原子均为sp2杂化C解析

H—O—O—H中,两个O原子均形成两个σ键、有两个孤电子对,杂化方式均为sp3,A正确;H2N—NH2中,两个N原子均形成三个σ键、有一个孤电子对,杂化方式均为sp3,B正确;中,C原子形成三个σ键、无孤电子对,杂化方式为sp2,羟基中O原子形成两个σ键、有两个孤电子对,为sp3杂化,C不正确;中所有C、N、O原子在同一平面内,说明N原子无孤电子对,N原子均为sp2杂化,D正确。角度二

分子(离子)空间结构的判断3.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型,判断下列分子或离子的空间结构正确的是(

)选项分子或离子中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构ASO2sp直线形直线形BHCHOsp2平面三角形三角锥形CNF3sp2四面体形平面三角形Dsp3正四面体形正四面体形D解析

SO2分子中心原子杂化方式为sp2,价层电子对互斥模型为平面三角形,含有一个孤电子对,分子的空间结构为V形,A错误;HCHO分子中心原子杂化方式为sp2,价层电子对互斥模型为平面三角形,没有孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,B错误;NF3分子中心原子杂化方式为sp3,价层电子对互斥模型为四面体形,含有