高考化学一轮复习第6章物质结构与性质元素周期律第30讲价层电子对互斥模型杂化轨道理论课件

第30讲价层电子对互斥模型杂化轨道理论1．能根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论，分析常见微粒的空间结构。2．会分析比较键角的大小，并能规范描述其原因。3．能根据杂化轨道理论，分析大π键的形成方式。01考点梳理高效演练考点一价层电子对互斥模型和杂化轨道理论

1．价层电子对互斥(VSEPR)模型(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孤电子对的排斥力较大，孤电子对数越多，排斥力越大，键角越小。(2)用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构。①a表示中心原子的_______________。对于主族元素：a＝__________________________。对于阳离子：a＝__________________________________。对于阴离子：a＝_________________________________________。②x表示___________________________。③b表示与中心原子结合的原子_______________________(氢为________，其他原子＝________________________，如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。价电子数原子的最外层电子数中心原子的价电子数－离子的电荷数中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)

与中心原子结合的原子数最多能接受的电子数1

8－该原子的价电子数2．杂化轨道理论(1)理论要点：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发生混杂，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。(2)杂化轨道的三种类型。

1个s轨道1个p轨道180°

直线形1个s轨道2个p轨道120°

平面三角形1个s轨道3个p轨道109°28′

四面体形(3)杂化轨道数目的判断。杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有关系式：杂化轨道数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数＝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(杂化轨道数)σ键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型分子或离子的空间结构BeCl2220sp____________CO2BF3330_______________________________SO221___________CH4440_________________________NH331三角锥形H2O22______直线形直线形

sp2

平面三角形平面三角形四面体形sp3

V形正四面体形

V形实例价层电子对数(杂化轨道数)σ键电子对数中心原子上的孤电子对数中心原子的杂化轨道类型VSEPR模型分子或离子的空间结构_____________________________________________________________________________________

3

3

0

sp2

平面三角形平面三角形4

4

0

sp3

四面体形正四面体形[易错秒判](1)杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对(

)(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体形结构(

)(3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化(

)(4)只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(

)(5)中心原子是sp杂化的，其分子的空间结构不一定为直线形(

)(6)价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(

)(7)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同(

)答案：(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)√

(7)√1．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子或离子的中心原子杂化方式、价层电子对互斥模型及空间结构均正确的是(

)√答案：(1)直线形sp

(2)sp3三角锥形(3)sp3

sp3

sp2、sp

答案：(4)正四面体形4

sp3

(5)正四面体形sp3

(6)sp3

sp2考点二键角的比较方法大π键的判断

1．键角比较的思维方法(1)先看中心原子杂化类型，键角：sp>sp2>sp3。(2)杂化类型相同时，看中心原子的孤电子对数，孤电子对数越多，键角越________。排斥力大小：孤电子对－孤电子对>孤电子对－成键电子对>成键电子对－成键电子对。小(3)杂化类型和中心原子的孤电子对数均相同，看原子电负性(以AXn为例)：①中心原子电负性越大，A—X形成的共用电子对之间的斥力越______，键角越______，如NH3>PH3。②成键原子电负性越大，A—X形成的共用电子对之间的斥力越______，键角越______，如NCl3<NBr3。(4)看化学键类型：双键间的斥力>双键与单键间的斥力>单键间的斥力，如HCHO中∠O===C—H>∠H—C—H。强大弱小2．大π键(离域π键)的分析与判断(1)形成条件。①中心原子采取sp或sp2杂化。②参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。(2)共用电子数分析方法。①大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。②判断出中心原子的杂化方式，并画出价层电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道，优先填充两个电子，形成孤电子对，杂化轨道中的电子不参与形成大π键。③根据配位原子的价层电子轨道表示式，判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。一、键角的大小比较1．比较下列分子或离子中的键角大小，并解释原因。(1)O与S元素位于同一主族，键角：H2O____CS2(填“＞”“＜”或“＝”)，原因是________________________________________________。答案：＜

H2O分子中O原子采取sp3杂化且含2个孤电子对，键角为105°；CS2分子中C原子采取sp杂化，键角为180°(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是__________________，原因是_______________________________________。(3)①键角：NH3______PH3(填“＞”“＜”或“＝”)，理由是__________。②键角：NF3____________NH3(填“＞”“＜”或“＝”)，理由是_____________________。答案：(2)CH4＞NH3＞H2O

CH4、NH3、H2O均采取sp3杂化，CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1个孤电子对，H2O分子中含有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用依次增大，键角逐渐减小(3)①＞中心原子的电负性N大于P的，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，斥力越大，键角也越大②<成键原子的电负性F的比H的大，NF3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，因而键角也较小答案：＞

π键斥力大于σ键斥力√√(2)N2O分子中的大π键表示为________。(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，在水中能微弱电离出H＋和N，N中的大π键应表示为________。02真题研做高考通关√解析：CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4，故CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形，A正确；√B.中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，N原子的杂化方式有3种，B错误；C.中心N原子为sp3杂化，其空间结构为四面体形，C正确；√答案：sp2

>键长：ClO2<Cl2O，ClO2中为氯氧双键，Cl2O中为氯氧单键，双键键能大，键长短5．(2022·高考全国甲卷)CF2===CF2和ETFE(CH2===CH2与CF2===CF2的共聚物)分子中C的杂化轨道类型分别为________和________；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因：________________________________________________________。答案：sp2

sp3氟的电负性较大，C—F的键能比C—H的键能大，使得聚四氟乙烯的化学稳定性比聚乙烯的强解析：杂化轨道形成共价键时只形成σ键。答案：sp2

σ

(2)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是_____________________________________________________，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强；(ⅱ)__________。解析：一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中的碳原子的杂化方式分别是sp3、sp2、sp，由“(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强”可知，一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长依次变短；一氯乙烯中Cl的3pz轨道