苏教版高中化学选择性必修2 专题4分子空间结构与物质性质 4.1.2价层电子对互斥模型 课件

价层电子对互斥模型1.了解等电子体的概念及判断方法，能用等电子原理解释物质的结构和某些性质，结合实例说明“等电子原理”的应用。2．了解价层电子对互斥理论，通过对价层电子对互斥模型的探究，建立判断分子空间结构的思维模型。为什么分子会呈现不同的空间结构？CH4、NH3、H2O分子中，中心原子形成什么类型的杂化轨道？180°105°107°120°NH3

空间结构：三角锥形键角：107°18′氮原子的3个sp3杂化轨道与3个氢原子的1s原子轨道重叠形成3个N-Hσ键，其中1个sp3杂化轨道中占有孤电子对。sp3杂化2s2p未用于形成共价键的电子对孤电子对H2O

空间结构：V形键角为：104°30′sp3杂化2s2p109°28′孤电子对109°28′氧原子的2个sp3杂化轨道与2个氢原子的1s原子轨道重叠形成2个O-Hσ键，其中2个sp3杂化轨道中占有孤电子对。化学式

电子式

结构式CO2H2OCH2ONH3CH4成键电子对孤电子对O=C=OOHHO=CHH由于中心原子的孤电子对占有一定空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。分子的空间结构除了和中心原子与结合原子间的电子对有关，还和中心原子的孤电子对有关。分子中的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力，分子尽可能采取对称的空间结构。内容:分子的空间结构是中心原子的“价电子对”相互排斥的结果。能量最低最稳定价电子对互相排斥尽可能远离价层电子对互斥(VSEPRmodels)模型价电子对的计算ABm型分子的价电子对计算方法对于ABm型分子（A是中心原子，B是配位原子），分子的价电子对数可以通过下式确定：2中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×mn=对于主族元素，等于原子的最外层电子数，如：C为4个，N为5个；对于阳离子，等于价电子数-离子电荷数，如：NH4+为5-1=4个；对于阴离子，等于价电子数+|离子电荷数|，如：PO43-为5+3=8个。作为配位原子，卤素原子、氢原子提供1个价电子，氧原子和硫原子按不提供价电子计算；作为中心原子，卤素原子按提供7个价电子计算，氧族原子按提供6个价电子计算；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＝8－该原子的价电子数。如：O为2、N为3（化合价数）2中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×mn=价电子对的计算价电子对数空间结构234直线形平面三角形正四面体形109°28′价电子对（n）分布的几何构型价电子对互斥模型（VSEPR模型）的用途预测分子或离子的空间构型价层电子对数＝σ键电子对数+孤电子对数判断VSEPR理想模型略去孤电子对得到分子空间结构中心原子无孤电子对的分子：VSEPR理想模型就是其分子的空间结构。若有：先判断VSEPR理想模型，后略去孤电子对，便可得到分子的空间结构思考：实验测得NH3的键角为107°，H2O的键角为105°,为什么NH3和H2O的键角均小于109°28′？105°107°109°28′预测分子或离子的空间构型

价层中的σ成键电子对与孤对电子都要占有杂化轨道,且相互排斥,其中孤对电子对成键电子的排斥能力较强,故偏离109.28°,变成为键角107.3°。三角锥形H2OOHH：：略去孤电子对角形H2O键角：104.5°预测分子或离子的空间构型如果分子中中心原子的杂化轨道上存在孤电子对，由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价电子对之间的斥力大小顺序为：随着孤电子对数目的增多，孤电子对对成键电子对的排斥作用增强，使得成键电子对与成键电子对之间的键角也被“压缩”而减小。孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力成键电子对与成键电子对之间的斥力>分子或离子孤电子对数价电子对数VSEPR理想模型VSEPR理想模型名称分子或离子的空间结构分子或离子的空间结构名称CO20SO21CO32-0NH4+02334直线形平面三角形平面三角形正四面体形直线形V形平面三角形正四面体形二、等电子原理1.等电子原理的内容化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和化学键类型等结构特征。CONN原子总数价电子数空间结构键能kJ/mol熔点℃沸点℃溶解度25℃CO210直线形1071.1-205-1912.3mlN2210直线形946-210-1951.6ml1个σ键和2个π键可以判断一些简单分子或原子团的空间结构。2.应用举例二、等电子原理例如，SiCl4、SiO44－、SO42－的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体结构。制造新材料：晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体磷化铝（AlP）、砷化镓（GaAs）也都是良好的半导体材料。价电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对的排列方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构实例202直线形直线形BeCl2、CO2根据分子中成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子空间结构ABn型分子的VSEPR模型和立体结构价电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对的排列方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构实例330平面三角形平面三角形BF3、BCl3V形PbCl221ABn型分子的VSEPR模型和立体结构价电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对的排列方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构实例440四面体形正四面体形CH4、CCl4三角锥形NH331V形H2O22ABn型分子的VSEPR模型和立体结构2、常见分子、离子立体构型1、价层电子对互斥理论分子(或离子)构型，主要取决于价电子对数=σ键个数+孤对电子对数价层电子对数价层电子对数→VSEPR模型→中心原子有无孤对电子→决定分子立体构型3.等电子体原子总数、价电子总数相同的分子。具有相似的化学键特征，许多性质相近。1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有

形和

形，大多数四原子分子采取

形和

形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是

形。

2、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+3、下列分子①BCl3、②CCl4、③H2S、④CS2中,其键角由小到大的顺序为

。

直线V平面三角