2.2.2价层电子对互斥模型课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第二节分子的空间结构第二章分子结构和性质第二课时价层电子对互斥模型化学式

电子式

分子空间结构模型

成键特点

CO2H2OCH2ONH3孤电子对：指未形成共价键的成对价电子中心原子C最外层电子全部与2个O成双键中心原子O最外层电子两个与O成键，有2个孤电子对中心原子C最外层电子2个与O成双键，2个与H键成单键中心原子N最外层电子3个与H成单键，1对孤电子对问题与讨论：三原子分子CO2和H2O、四原子分子CH2O和NH3，为什么它们的空间结构不同？比较其电子式，你能找到原因吗？难道分子空间结构除了与成键原子数有关，还与孤电子对有关？为了探其原因，发展了许多结构理论。有一种比较简单的理论叫做价层电子对互斥(VSEPRmodels)

，这种简单的理论可用来预测分子的空间结构。

三、价层电子对互斥模型(VSEPR模型)1、内容：分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对互相排斥尽可能远离能量最低最稳定A→排斥力趋向于尽可能将价电子对之间远离，夹角尽可能张大，这样会使排斥力尽可能小？直线形平面三角形四面体形2对价电子直线形3对价电子平面三角形4对价电子

四面体形价层电子对互斥(VSEPR)模型109°28′→用来预测分子的空间结构如何计算价层电子对数？VSEPR理想模型1.价层电子对互斥(VSEPR)理论二、价层电子互斥模型价层电子对

→中心原子上的σ键电子对和孤电子对。(1)中心原子成键数目最多的原子，如CO2中的C，PCl3中的P(ABn型分子)：(2)σ键电子对：除中心原子外，其余原子与中心原子均形成一个σ键，故

σ键电子对数=结合的原子数②该理论不适合中心原子为过渡金属的分子。注意：①多重键只计算σ键电子对，不计π键电子对。CH2O？

HClO？

CH—O—ClO即，共价单键、双键、三键计算时，都只计入一个σ电子对2、价层电子对数的确定：价层电子对数=σ键电子对+中心原子上的孤电子对数①σ键电子对数由化学式确定σ键电子对数＝中心原子结合的原子数分子中心原子共价键键数键电子对数H2OOO－H2NH3NN－H3SO3S3SO42-S42334计算价层电子对数σ键电子对数中心原子上的孤电子对数计算价层电子对数【思考交流】→结合的原子数方法一：根据电子式直接确定计算中心原子上的孤电子对数012孤电子对数②中心原子上的孤电子对数的确定

中心原子上孤电子对数＝(a-xb)21a—中心原子的价电子数

主族元素：a=最外层电子数

阳

离

子：a=价电子数-离子电荷数

阴

离

子：a=价电子数+|离子电荷数|x—与中心原子结合的原子数b—与中心原子结合的原子最多能接受的电子数

H-1，其他原子=8-原子的价电子数[思考讨论]1.以S和P为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它的价电子数。2.以N和Cl为例，说明如何根据主族元素在周期表的位置确定它最多能接受的电子数。【思考与讨论】

(1)以P和S为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它的价电子数。

(2)以N和Cl为例，说明如何根据主族元素在周期表中的位置确定它最多能接受的电子数。主族元素价电子数＝最外层电子数＝主族序数P原子价电子数为5；

S原子价电子数为6主族元素最多接受电子数＝8-最外层电子数＝8-主族序数(H为1)最多接受电子数：N原子为8－5＝3，

S原子为8－6＝2（1）中心原子为S，故σ键电子对【例1】计算SO2分子中σ键电子对和孤电子对数目。（2）中心原子孤电子对=1/2(a-χb)a=6S原子孤电子对

=1/2(a-χb)=1/2×(6-2×2)＝1×(4-4×1)＝0×(5-3×1)＝12121CH4NH3H2O×(6-2×1)＝221计算中心原子孤电子对b=8-6=2χ=2价层电子对数2+1=3＝结合原子数=2分子或离子中心原子axb中心原子上的孤电子对数CO2CO32-NH4+H3O+SO32-计算中心原子上的孤电子对数=1/2(a-χb)C422(4-2×2)÷2＝0【课堂练习】→x和b的计算方法不变注意：对于离子团，所带电荷数计入中心原子的价层电子中。即：a=中心原子价电子数—电荷数CN4-(-2)=632(6-3×2)÷2＝05-1=441(4-4×1)÷2＝0O6-1=531(5-3×1)÷2＝1S32(8-3×2)÷2＝16-(-2)=8价电子数结合的原子个数结合原子最多所能接受的电子数【课堂练习】(1)计算下列分子中红色字体对应原子的孤电子对数：①H2S________；②PCl5________；③BF3________；④NH3________。(2)计算下列分子中红色字体对应原子的价层电子对数：①CCl4

；

②BeCl2

；③BCl3

；

④PCl3

。4+0=43+0=32+0=23+1=42001[确定分子的空间结构]得到VSEPR模型以后，若分子的中心原子有孤电子对，中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。再讨论空间构型时应略去孤电子对，才是该分子的实际空间构型。3、确定VSEPR模型价层电子对数n=2n=3n=4n=5n=6VSEPR模型VSEPR模型名称直线形平面三角形四面体形三角双锥八面体形•CO2、CS2CH2O、BF3CH4、CCl4PCl5SF6VSEPR理想模型中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并与成键电子对互相排斥。二、价层电子互斥模型3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型(2)中心原子上有孤对电子在讨论粒子空间构型时应略去孤电子对，才是该粒子的实际空间构型。例如：CH4、NH3、H2O中心原子都是4对价层电子对，它们相互排斥，VSEPR模型都是四面体，中心原子无孤电子对的分子中心原子有孤电子对的分子CH4H2ONH3VSEPR理想模型分子空间结构V形四面体型三角锥形4对电子略去孤电子对略去孤电子对化学式路易斯结构式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构名称H2ONH3V形三角锥形3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型(2)中心原子上有孤对电子化学式路易斯结构式含孤电子对的VSEPR模型分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构名称H3O＋SO2三角锥形V形..正四面体形平面三角形3.利用VSEPR理论预测粒子的空间构型(2)中心原子上有孤对电子（1）确定σ键电子对数（2）确定中心原子上的孤电子对数（3）得到中心原子上的价层电子对数

价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数（4）画出分子的VSEPR模型（5）略去孤电子对，得到分子的立体构型小结：确定分子的空间结构的步骤：当中心原子无孤对电子时，VSEPR理想模型与空间构型一致。当中心原子有孤对电子时，VSEPR理想模型与空间构型不一致。如：CH4如：NH3和H2O[问题与思考]1.确定BF3、NH4+和SO32-的VSEPR模型和它们的空间结构。②判断分子中键角的大小5、VSEPR模型应用课堂练习4：【2021年全国乙卷】H2O的键角小于NH3的，分析原因。

答案：H2O中含有两对孤电子对而NH3中含有一对孤电子对，H2O中孤电子对对成键电子对的排斥作用较大。CH4H2ONH3解析：CH4、H2O、NH3的价层电子对均为4，VSEPR模型均为四面体形这是由于孤电子对有较大的斥力的原因。孤电子对越多，与成键电子对之间的排斥力越大，键角越小。2.价层电子对间相互排斥作用大小一般规律：②孤电子对数越多，键角越小。③不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子。①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。1.预测分子的空间结构方法：σ键电子对数孤电子对数价层电子对数

VSEPR模型空间结构略去中心原子的孤对电子排斥力较大CH4NH3H2O用气球制作模型，体会孤电子对对分子的空间结构形状和键角影响结论：价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：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>成键电子对－单电子课堂练习5：NO2与SO2空间构型均为V形，NO2键角大于120°，分析原因。解析：NO2与SO2的价层电子对均为3，VSEPR模型均为平面三角形，但NO2中孤电子是一个单电子，NO2键角大于120°，SO2键角小于120°说明斥力：电子对-电子对>电子对-单电子，。课堂练习6：预测NO2、NO2-、NO2+的结构并比较键角大小

NO2价层电子对为3，VSEPR模型均为平面三角形，但NO2中孤电子是一个单电子，由于斥力：电子对-电子对>电子对-单电子，NO2键角大于120°。

NO2-价层电子对为3，VSEPR模型均为平面三角形，孤电子对数为1，由于斥力：孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对，NO2-键角小于120°。

NO2+价层电子对为2，VSEPR模型均为直线型，键角180°。1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图：呈V型，键角116.5o。

三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。问题：分子中某1原子有1对没有跟其它原子共用电子叫孤对电子，那么O3分子有

对孤对电子5价电子对互斥模型σ键电子对中心原子上的孤对电子数目价层电子对数价层电子对互斥模型VSEPR理想模型略去孤电子对粒子的空间结构课堂小结中心原子无孤电子对：VSEPR理想模型就是其空间结构。若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到粒子的空间结构

课堂达标1、下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是（

）A.价层电子对就是σ键电子对

B.孤电子对数由分子式来确定C.分子的立体构型是价层电子对互斥的结果

D.孤电子对数等于π键数C2、下列分子或离子的中心原子，带有一对孤电子对的是(

)A.H2O B.BeCl2

C.CH4

D.PCl3D3、多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到电子或失去电子导致的，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面的是（

）A.NO2-和NH2-B.H3O+和ClO3-